白巍凯，刘涛，董瑞芳，张首刚，刘娅，邓雪，陈玖朋，高静，刘杰



一种应用于偏频锁定激光系统的多功能测频电路

白巍凯1,2,3，刘涛1,2，董瑞芳1,2，张首刚1,2，刘娅1,4，邓雪1,2，陈玖朋1,2,3，高静1,2，刘杰1,2

（1. 中国科学院 国家授时中心，西安 710600；2. 中国科学院 时间频率基准重点实验室，西安 710600；3.中国科学院大学，北京 100049；4. 中国科学院 精密导航定位与定时技术重点实验室，西安 710600）

针对偏频锁定激光系统需要精密频率测量以及频率电压转换等需求，设计了一种基于FPGA（field programmable gate array）的多功能测频电路，实现了抗噪数字转方波电路，在8~20MHz范围内的测频平均误差为0.00156%，具有频率转电压与整数分频功能。目前本测频电路已应用于偏频锁定激光系统之中，将两台激光器的频差从35MHz/h稳定在17kHz/h以内。

频率测量；FPGA；频率电压转换；偏频锁定

0 引言

频率计数是一种对信号频率进行测量的电子技术，在物理研究、通讯技术等领域都有着重要的应用。在开展偏频锁定激光实验[1-2]中，为了达到激光频率的精确计数、频率-电压的线性转换，以及频率信号分频输出等要求，需要实现具有频率-电压转换、50%占空比-任意整数分频的多功能测频电路。

当前已有许多商用频率计和频率电压转换芯片出售，它们可实现在较小的测频周期下达到较高的测频精度，但是由于大多频率计没有频率-电压转换功能，而大多频转压芯片的频率接收范围不够大，均不能达到偏频锁定激光系统的要求。因此，需要自行研制一种专用于偏频锁定系统的多功能测频电路。……