瞬时测频理论与方法_【坤驰科技】

理论概述瞬时测频是一种接收机体制，用来测量信号的频率。可以理解为对信号载波频率的快速测量。那么，问题来了，到...

理论概述

瞬时测频是一种接收机体制，用来测量信号的频率。可以理解为对信号载波频率的快速测量。

那么，问题来了，到底多快就算瞬时？

工程上的瞬时测频是指在测频误差倒数量级的时间段上的测频。比如说测频精度为1MHZ，所占用的信号时间小于等于1us便可以称为瞬时测频。

设想有一个被方波调制了的简谐信号，其频谱具有多根谱线，也就是说，它实际上是一组频率不同的信号的总和，我们用有限时间的信号片段测频时，理论上存在与时间的倒数有关的频率测量误差。

实现瞬时测频的方法有很多种，根据机理，可以归纳为两大类。

第一类是把待测频率信息转换为幅度信息，或者先将频率信息转换为相位信息，然后转换为幅度信息，通过测量幅度信息来获得频率信息。一般满足“待测频率一幅度一实测频率’’或“待测频率一相位（差）一幅度一实测频率’’的测量过程。

这一类的关键是根据频率能产生不同幅度响应的模拟器件和由幅度信息生成频率信息的编码电路或数字处理电路。因其核心部分由模拟器件构成，所以也可认为是模拟方法瞬时测频。

第二类是将待测信号进行采样变成数字信息，然后通过对数据的处理、运算获得频率信息。满足“待测频率一信号采样一数字测频”的关系。

这一类的关键是采样量化电路和测频算法。因其核心部分由数字器件构成，所以这一类瞬时测频也可认为是数字方法瞬时测频，是今后发展的重点，数字式瞬时测频具有模拟瞬时测频所难以具备的特点。

多信道法瞬时测频

多信道法瞬时测频就是使用频分器（信道化滤波器）将频率划分为多个信道，再采用比较处理电路使一个频率的信号在概念上仅能落入其中一个信道，从而用该信道的频率表示被测信号的频率。

在这种体制下理想的高频器件的作用是将频率信息作幅度为0或1的转换，其中关键部件是频分器，它有一个输入端，多个输出端，每个输出端口对应了一定的频率范围。

目前的多信道法瞬时测频接收在工程实现上采取了很多变通的方法。就信道化瞬时测频接收机而言，纯信道化瞬时测频接收机因其灵敏度高，测频速度快，精度较高且支持多信号的测频，频率截获概率为100%等性能而在工程上广泛使用。

信道化瞬时测频接收机唯一的缺点是设备量大，成本高。因此减少设备量（采用集成度高的电路、采用组件设计方式实现小型化的设计、减小体积和重量）提高测频精度成了当前研制信道化瞬时测频接收机的关键。

干涉仪比相法瞬时测频

干涉仪比相法瞬时测频是目前应用较广泛的一种瞬时测频技术，其核心是把信号的频率信息转换成相位信息(角度信息)，然后根据相位所对应的幅度信息推算出信号的频率。这样可以作频率到角度的变换，而且变换是线性的，变换率可以做得很高。

值得注意的是测频精度与ADC的有效位数直接相关。但是，鉴相误差决定了ADC的有效位数。

所以ADC的采样位数应根据可能出现的最大鉴相误差来选定。而采样速度决定了在一个脉宽内能采到的点的个数，对测频精度也有重要影响。

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