[發(fā)明專利]一種鑒相器、鑒相方法及鎖相環(huán)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710098985.6
• 申請(qǐng)日: 2007-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101299609A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何宇東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H03L7/197
• 分類號(hào): H03L7/197
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 許靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的衛(wèi)星同步技術(shù)，特別地涉及一種鑒相器、鑒相方法及鎖相環(huán)。

背景技術(shù)

目前，數(shù)字通信網(wǎng)根據(jù)用戶需要，可以提供從普通業(yè)務(wù)到智能增值業(yè)務(wù)、從語(yǔ)音業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)、圖象綜合業(yè)務(wù)等的多種不同應(yīng)用業(yè)務(wù)，隨著各種類型業(yè)務(wù)的增加，多種業(yè)務(wù)并存對(duì)系統(tǒng)同步的要求就顯得更為嚴(yán)格。

由于使用同步衛(wèi)星系統(tǒng)作為時(shí)鐘參考源具有相對(duì)成本低、精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而目前以各種衛(wèi)星同步系統(tǒng)作為時(shí)鐘參考源來(lái)提取時(shí)鐘進(jìn)行鎖相，從而達(dá)到系統(tǒng)同步要求的方法比較常見(jiàn)。但是，目前各個(gè)國(guó)家對(duì)系統(tǒng)同步的衛(wèi)星卻有不同的要求，例如，美國(guó)希望使用全球定位系統(tǒng)(Global?Positioning?System，GPS)衛(wèi)星接收技術(shù)，俄羅斯希望使用格洛納斯(Global?Navigation?Satellite?System，GLONASS)技術(shù)，而中國(guó)擁有“北斗”衛(wèi)星同步技術(shù)，由此，對(duì)于設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，就要求設(shè)備端時(shí)鐘同步系統(tǒng)可以兼容根據(jù)不同衛(wèi)星系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的復(fù)雜電路，還要能夠防止在不同衛(wèi)星系統(tǒng)之間進(jìn)行切換引起的相位突跳，這必將造成鎖相環(huán)電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，提高產(chǎn)品的成本和設(shè)計(jì)周期。

現(xiàn)有技術(shù)中，從衛(wèi)星同步系統(tǒng)中提取時(shí)鐘的鎖相環(huán)電路原理框圖如圖1所示，其是由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器組成的一個(gè)相位負(fù)反饋系統(tǒng)，其中f₀為衛(wèi)星同步系統(tǒng)輸入的時(shí)鐘信號(hào)，f₁為壓控振蕩器輸出信號(hào)頻率經(jīng)過(guò)N次分頻后的信號(hào)，該鎖相環(huán)能夠?qū)崿F(xiàn)參考時(shí)鐘頻率f₀和壓控晶振輸出頻率f₁的一致。

在上述電路中，鑒相器是鎖相環(huán)的重要組成部分，其作用是確定兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位差。鑒相器的特性可以用數(shù)學(xué)模型u_d(t)＝k_df[θ_e(t)]來(lái)表示，式中k_d為鑒相器的增益系數(shù)，θ_e(t)＝θ₁(t)-θ₂(t)，表示兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位差，函數(shù)f[·]表示鑒相特性，它反映鑒相器的輸出電壓u_d(t)與相位差的關(guān)系。

隨著數(shù)字電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字鑒相器由于其不僅具有可靠性高、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，且克服了模擬鑒相器的直流零點(diǎn)漂移、器件飽和及易受電源和環(huán)境溫度變化等缺點(diǎn)，還具有對(duì)離散樣值的實(shí)時(shí)處理能力，因而應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，目前已成為鎖相技術(shù)發(fā)展的方向。

現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)字鑒相器主要有圖2、圖3所示的類型、以及鑒頻鑒相器(Phase-Frequency?Detector，PFD)、異或門(Exclusive?OR，XOR)鑒相器或者JK觸發(fā)器鑒相器，但是上述鑒相器中，前三種鑒相器需要輸入信號(hào)頻率在1KHz以上時(shí)才可以鑒相，后兩種鑒相器對(duì)輸入信號(hào)頻率的占空比有嚴(yán)格要求，只有占空比為50％時(shí)鑒相結(jié)果才正確；而且上述所有的鑒相器都要求輸入的兩個(gè)頻率源頻率相同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鑒相器、鑒相方法以及鎖相環(huán)，使得鑒相器對(duì)輸入信號(hào)的頻率沒(méi)有特殊要求，且鎖相環(huán)能夠適用于任何衛(wèi)星同步系統(tǒng)。

為此，本發(fā)明提供一種鑒相器，接收參考時(shí)鐘信號(hào)以及本地脈沖時(shí)鐘信號(hào)，該鑒相器包括：

分頻模塊，對(duì)接收到的所述參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行2分頻，輸出2分頻信號(hào)；

延時(shí)模塊，將所述2分頻信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，輸出延時(shí)信號(hào)，延遲時(shí)間為一個(gè)所述本地脈沖時(shí)鐘周期；

鑒相模組，包括第一判斷模塊、第二判斷模塊、第三判斷模塊、第四判斷模塊、高電平計(jì)數(shù)模塊和低電平計(jì)數(shù)模塊，其中：

第一判斷模塊，接收所述2分頻信號(hào)，判斷所述2分頻信號(hào)的電平狀態(tài)，并將判斷結(jié)果作為電平狀態(tài)選通信號(hào)，發(fā)送給所述第二判斷模塊和第三判斷模塊；

第二判斷模塊，接收到電平狀態(tài)選通信號(hào)為高時(shí)，當(dāng)當(dāng)前高電平計(jì)數(shù)次數(shù)值大于預(yù)定的高電平次數(shù)上限值時(shí)，則向高電平計(jì)數(shù)模塊發(fā)送上限值置位信號(hào)；當(dāng)當(dāng)前高電平計(jì)數(shù)次數(shù)值小于或者等于預(yù)定的高電平次數(shù)上限值時(shí)，向高電平計(jì)數(shù)模塊發(fā)送高電平計(jì)數(shù)信號(hào)；

高電平計(jì)數(shù)模塊，接收到高電平計(jì)數(shù)信號(hào)后，進(jìn)行高電平計(jì)數(shù)次數(shù)加1計(jì)數(shù)，并存儲(chǔ)當(dāng)前高電平計(jì)數(shù)次數(shù)值；接收到上限值置位信號(hào)時(shí)，將當(dāng)前高電平計(jì)數(shù)次數(shù)值設(shè)置為高電平次數(shù)上限值；