專利名稱：一種數(shù)字鑒相方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字鑒相方法及其裝置。
鑒相器是一種相位比較裝置，主要用于鎖相環(huán)中。鑒相器可以分為模擬鑒相器和數(shù)字鑒相器兩大類，目前的單片集成鑒相器，如數(shù)字鑒頻鑒相器MC4044、MC12040、CD4046等，特點(diǎn)突出，性能優(yōu)越，但由于輸出幅度小、鑒相靈敏度低，很難用于精度要求較高的鎖相環(huán)中。對于同步時(shí)鐘供給系統(tǒng)中的鎖相環(huán)，需要一種高精度的數(shù)字鑒相器，并且能夠靈活地在快捕、跟蹤、保持、自由運(yùn)行這四種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，如果直接使用上述的單片集成鑒相器，很難達(dá)到上述要求。
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字鑒相方法及其裝置，它能精確地鑒別出兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的相位差，并提高了信號的抖動濾波性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，所提供的一種數(shù)字鑒相方法，首先確定一采樣時(shí)間，在該采樣時(shí)間內(nèi)多次確定需要鑒相的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的上升沿時(shí)刻，計(jì)算得出多個(gè)由兩個(gè)參考時(shí)鐘信號確定的相位差計(jì)數(shù)值，將多個(gè)相位差計(jì)數(shù)值進(jìn)行積分，并保存積分值；然后反復(fù)上述過程N(yùn)次，得出N個(gè)積分值；對N個(gè)積分值進(jìn)行平滑、濾波處理，得出精確的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的相位差。
為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，所提供的一種數(shù)字鑒相裝置，它包括兩個(gè)觸發(fā)器，分別接收外部的參考時(shí)鐘信號和復(fù)位邏輯單元的復(fù)位信號，確定該參考時(shí)鐘信號上升沿的起始時(shí)刻，并輸出置位脈沖信號；復(fù)位邏輯單元，從兩個(gè)觸發(fā)器中分別接收置位脈沖信號，進(jìn)行邏輯處理，并向兩個(gè)觸發(fā)器返回復(fù)位信號；分頻單元，從外部接收中央時(shí)鐘信號，并經(jīng)過質(zhì)數(shù)分頻，輸出比所述的外部參考時(shí)鐘信號的頻率高幾百倍的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號；超前計(jì)數(shù)器，接收分頻單元的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號和一觸發(fā)器的置位脈沖信號，計(jì)算兩個(gè)所述參考時(shí)鐘信號的相位超前時(shí)間，輸出超前計(jì)數(shù)值；滯后計(jì)數(shù)器，接收分頻單元的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號和另一觸發(fā)器的置位脈沖信號，計(jì)算兩個(gè)所述參考時(shí)鐘信號的相位滯后時(shí)間，輸出滯后計(jì)數(shù)值；中央處理單元，接收外部的中央時(shí)鐘信號和超前計(jì)數(shù)器、滯后計(jì)數(shù)器的超前、滯后計(jì)數(shù)值，在采樣時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相位積分，每隔一定的采樣時(shí)間間隔才去讀取經(jīng)過多次計(jì)數(shù)后的計(jì)數(shù)值，然后對多個(gè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行平滑、濾波處理，計(jì)算兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的真正相位差，并輸出，同時(shí)還輸出清零信號至超前計(jì)數(shù)器和滯后計(jì)數(shù)器。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，即在一固定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相位積分，因此大大降低了中央處理單元的負(fù)擔(dān)，并且鑒相精度高，鑒相分辨率可達(dá)到10ns。另外這種數(shù)字鑒相裝置還提供了一個(gè)低通濾波器，在采樣速率的諧波分量上具有無限的衰減，所以它還提高了抖動濾波性能，能濾除采樣中的寄生頻率。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為本發(fā)明一種數(shù)字鑒相裝置的電路設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖。
如圖1所示，它包含兩個(gè)觸發(fā)器1、復(fù)位邏輯單元2、超前計(jì)數(shù)器3、滯后計(jì)數(shù)器4、中央處理單元5和分頻單元6。
兩個(gè)觸發(fā)器1，從復(fù)位邏輯單元2接收復(fù)位信號，并分別從外部接收參考時(shí)鐘信號S、R，當(dāng)接收到復(fù)位信號時(shí)，兩個(gè)觸發(fā)器1被復(fù)位，當(dāng)S信號的上升沿到來時(shí)，與S信號相連的觸發(fā)器1置位，并把置位脈沖信號T1輸出到超前計(jì)數(shù)器3和復(fù)位邏輯單元2，當(dāng)R信號的上升沿到來時(shí)，與R信號相連的觸發(fā)器1也置位，并把置位脈沖信號T2輸出到滯后計(jì)數(shù)器4和復(fù)位邏輯單元2；復(fù)位邏輯單元2，從兩個(gè)觸發(fā)器1接收置位脈沖信號T1、T2，若兩個(gè)觸發(fā)器1輸出的置位脈沖信號T1、T2均有效時(shí)，復(fù)位邏輯單元產(chǎn)生復(fù)位信號，并將復(fù)位信號返回到兩個(gè)觸發(fā)器1；分頻單元6，從外部接收與兩個(gè)參考時(shí)鐘信號不相關(guān)的中央時(shí)鐘信號CC，經(jīng)過質(zhì)數(shù)分頻，輸出頻率比參考時(shí)鐘信號S、R高幾百倍的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號；超前計(jì)數(shù)器3，從分頻單元6和一觸發(fā)器1分別接收計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號和置位脈沖信號T1，置位脈沖信號T1的脈沖寬度代表了參考時(shí)鐘信號S超前于R的超前時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，超前計(jì)數(shù)器3用計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號進(jìn)行加計(jì)數(shù)；滯后計(jì)數(shù)器4，從分頻單元6和另一觸發(fā)器1分別接收計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號和置位脈沖信號T2，置位脈沖信號T2的脈沖寬度代表了參考時(shí)鐘信號S滯后于R的滯后時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，滯后計(jì)數(shù)器4用計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號進(jìn)行加計(jì)數(shù)；中央處理單元5，分別從超前計(jì)數(shù)器3、滯后計(jì)數(shù)器4接收超前、滯后計(jì)數(shù)值，并同時(shí)從外部接收中央時(shí)鐘信號CC，在采樣時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相位積分，每隔一定的采樣時(shí)間間隔才去讀取經(jīng)過多次計(jì)數(shù)后的計(jì)數(shù)值，然后對多個(gè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行平滑、濾波處理，計(jì)算兩個(gè)參考信號的真正相位差，輸出相位差，并同時(shí)將清零信號輸出至超前計(jì)數(shù)器和滯后計(jì)數(shù)器。
權(quán)利要求
1．一種數(shù)字鑒相方法，其特征在于它包括下列步驟首先確定一采樣時(shí)間，在該采樣時(shí)間內(nèi)多次確定需要鑒相的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的上升沿時(shí)刻，計(jì)算得出多個(gè)由兩個(gè)參考時(shí)鐘信號確定的相位差計(jì)數(shù)值，將多個(gè)相位差計(jì)數(shù)值進(jìn)行積分，并保存積分值；然后反復(fù)上述過程N(yùn)次，得出N個(gè)積分值；對N個(gè)積分值進(jìn)行平滑、濾波處理，得出精確的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的相位差。
2．一種數(shù)字鑒相裝置，其特征在于，它包括兩個(gè)觸發(fā)器，分別接收外部的參考時(shí)鐘信號和復(fù)位邏輯單元的復(fù)位信號，確定該參考時(shí)鐘信號上升沿的起始時(shí)刻，并輸出置位脈沖信號；復(fù)位邏輯單元，從兩個(gè)觸發(fā)器中分別接收置位脈沖信號，進(jìn)行邏輯處理，并向兩個(gè)觸發(fā)器返回復(fù)位信號；分頻單元，從外部接收中央時(shí)鐘信號，并經(jīng)過質(zhì)數(shù)分頻，輸出比所述的外部參考時(shí)鐘信號的頻率高幾百倍的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號；超前計(jì)數(shù)器，接收分頻單元的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號和一觸發(fā)器的置位脈沖信號，計(jì)算兩個(gè)所述參考時(shí)鐘信號的相位超前時(shí)間，輸出超前計(jì)數(shù)值；滯后計(jì)數(shù)器，接收分頻單元的計(jì)數(shù)時(shí)鐘信號和另一觸發(fā)器的置位脈沖信號，計(jì)算兩個(gè)所述參考時(shí)鐘信號的相位滯后時(shí)間，輸出滯后計(jì)數(shù)值；中央處理單元，接收外部的中央時(shí)鐘信號和超前計(jì)數(shù)器、滯后計(jì)數(shù)器的超前、滯后計(jì)數(shù)值，在采樣時(shí)間內(nèi)進(jìn)行相位積分，每隔一定的采樣時(shí)間間隔才去讀取經(jīng)過多次計(jì)數(shù)后的計(jì)數(shù)值，然后對多個(gè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行平滑、濾波處理，計(jì)算兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的真正相位差，并輸出，同時(shí)還輸出清零信號至超前計(jì)數(shù)器和滯后計(jì)數(shù)器。
全文摘要
一種數(shù)字鑒相方法及其裝置,其方法包括下列步驟:首先確定一采樣時(shí)間,在該采樣時(shí)間內(nèi)多次確定需要鑒相的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的上升沿時(shí)刻,計(jì)算得出多個(gè)由兩個(gè)參考時(shí)鐘信號確定的相位差計(jì)數(shù)值,將多個(gè)相位差計(jì)數(shù)值進(jìn)行積分,并保存積分值;然后反復(fù)上述過程N(yùn)次,得出N個(gè)積分值;對N個(gè)積分值進(jìn)行平滑、濾波處理,得出精確的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號的相位差。本發(fā)明不僅鑒相精度高,而且還提高了抖動濾波性能,能濾除采樣中的寄生頻率。
文檔編號H03L7/08GK1302119SQ99127040
公開日2001年7月4日 申請日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者陳晗穎, 尹朝暉, 潘炳松, 張文 申請人:上海貝爾有限公司