[發(fā)明專利]一種時鐘同步裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110182565.2
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102315927A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何宇東
• 申請（專利權(quán)）人: 大唐移動通信設(shè)備有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00;H04L7/033
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 劉松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的時鐘技術(shù)，尤其涉及一種時鐘同步裝置及方法。

背景技術(shù)

對于通信網(wǎng)來說，它需要提供多種不同應(yīng)用的業(yè)務(wù)，從普通業(yè)務(wù)到智能增值業(yè)務(wù)，從語音到數(shù)據(jù)、圖像等綜合業(yè)務(wù)，多種業(yè)務(wù)的并存使得系統(tǒng)的時鐘問題顯得越來越重要。

穩(wěn)定的時鐘信號是通信網(wǎng)內(nèi)各種設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)，如果沒有良好的時鐘信號，數(shù)字信息在傳遞過程中就不可避免地會出現(xiàn)誤碼、滑碼等現(xiàn)象，從而造成通信質(zhì)量的下降。根據(jù)業(yè)務(wù)的不同，它的影響程度也不同。例如，對于語音通話來說會聽到咔嗒聲；傳真業(yè)務(wù)會造成信息不全；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)丟包率會增高；圖像傳送會出現(xiàn)模糊不清等現(xiàn)象。因此為了確保業(yè)務(wù)質(zhì)量，時鐘同步系統(tǒng)在通信網(wǎng)中是必不可少的。

時鐘鎖相環(huán)技術(shù)是時鐘同步系統(tǒng)的核心技術(shù)，其原理為通過將輸出的時鐘信號作為反饋信號與時鐘參考源產(chǎn)生的時鐘信號進(jìn)行鑒相，根據(jù)鑒相結(jié)果控制輸出的時鐘信號，從而使輸出的時鐘信號的信號與時鐘參考源產(chǎn)生的時鐘信號的相位一致。

通信設(shè)備時鐘質(zhì)量直接關(guān)系到數(shù)字通信網(wǎng)能否正常工作，因此好的時鐘參考源至關(guān)重要。通常時鐘參考源來自一個高穩(wěn)定度和高精度的參考時鐘源(例如銫鐘或銣鐘)，或以GPS(Global?Positioning?System，全球定位系統(tǒng))作為時鐘參考源，在通信設(shè)備中也常常通過線路提取參考時鐘信號，如：在E1線路信號中、SDH(Synchronous?Digital?Hierarchy，同步數(shù)字系列)線路信號中提取參考時鐘信號。由于這些接收的參考時鐘信號都經(jīng)過了較長的傳播距離，直接從線路恢復(fù)會有抖動或漂移，必須在接收端將這些干擾濾除。

現(xiàn)有的時鐘同步裝置采用了鎖相環(huán)技術(shù)并對接收的參考時鐘信號進(jìn)行了干擾濾除，如圖1所示為目前時鐘同步裝置的結(jié)構(gòu)，它主要包括鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、分頻器、頻率合成器和時鐘驅(qū)動器，上述裝置實現(xiàn)時鐘同步的原理如下：

鑒相器對輸入的f0和f1進(jìn)行鑒相，將得到的模擬鑒相值(即相位差)采用采樣頻率F進(jìn)行采樣后，將采樣得到的數(shù)字鑒相值輸入到環(huán)路濾波器中，其中f0為時鐘源輸入進(jìn)來的參考時鐘信號，F(xiàn)為壓控振蕩器輸出的時鐘信號f的頻率，f1為壓控振蕩器輸出的時鐘信號f經(jīng)過分頻器N次分頻反饋進(jìn)來的時鐘信號，N為大于等于2的正數(shù)；

環(huán)路濾波器對從鑒相器接收的數(shù)字鑒相值進(jìn)行低通濾波，消除由于參數(shù)時鐘信號的傳輸產(chǎn)生抖動和漂移信號對鑒相值的影響，將濾波后的數(shù)字鑒相器經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號輸出到壓控振蕩器；

壓控振蕩器根據(jù)輸入的模擬電壓信號控制輸出時鐘信號的相位值。

可見，鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器組成相位負(fù)反饋系統(tǒng)，從而采用鎖相環(huán)技術(shù)實現(xiàn)f0與f1的相位一致，實現(xiàn)鎖相目的。

頻率合成器對壓控振蕩器輸出的時鐘信號進(jìn)行頻率合成，如進(jìn)行倍頻或進(jìn)行分頻等，得到實際需要的時鐘信號，并將得到的時鐘信號輸入到時鐘驅(qū)動器中，由時鐘驅(qū)動器根據(jù)輸入的時鐘信號驅(qū)動產(chǎn)生設(shè)備需要的多路時鐘信號。頻率合成器一般也采用鎖相環(huán)電路，對壓控振蕩器輸出的時鐘信號再次進(jìn)行鎖相，得到系統(tǒng)需要的時鐘頻率。

上述時鐘同步裝置不能對輸出時鐘的相位進(jìn)行保證，因為該裝置經(jīng)過了頻率合成器與時鐘驅(qū)動電路之后，輸出的時鐘信號都會有相位的變化，且變化值不知道。即便是保證了f0與f1同相位，也沒有實際意義。并且兩級鎖相環(huán)是獨立的，前一級的抖動會繼續(xù)傳到下一級，從而影響系統(tǒng)的指標(biāo)。因此上述時鐘同步裝置所存在的缺點是：最終輸出的時鐘信號的相位不可控且時鐘系統(tǒng)指標(biāo)不好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確時鐘信號的時鐘同步裝置及方法，以提供通信網(wǎng)設(shè)備中，同步設(shè)備的時鐘指標(biāo)。

本發(fā)明提供一種時鐘同步裝置，包括依次連接的鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器、頻率合成器和時鐘驅(qū)動器，其中，

所述時鐘驅(qū)動器輸出的時鐘信號經(jīng)分頻器分頻后反饋到鑒相器的輸入端；

所述鑒相器對分頻后的時鐘信號和參考時鐘信號進(jìn)行鑒相，將得到的鑒相值輸入到環(huán)路濾波器；

所述環(huán)路濾波器對輸入的鑒相值低通濾波后，得到電壓信號并輸入到壓控振蕩器，由所述壓控振蕩器根據(jù)輸入的電壓信號控制振蕩產(chǎn)生的時鐘信號；

所述頻率合成器對振蕩產(chǎn)生的時鐘信號進(jìn)行頻率合成后，得到設(shè)定頻率的時鐘信號輸入到時鐘驅(qū)動器，由時鐘驅(qū)動器驅(qū)動產(chǎn)生需要的時鐘信號。

本發(fā)明還提供一種基于上述裝置進(jìn)行時鐘同步的方法，包括：

將參考時鐘信號f0和時鐘信號f1送入到鑒相器中，所述f1為時鐘驅(qū)動器輸出的時鐘信號經(jīng)分頻器分頻后得到的時鐘信號；