[發明專利]高精度同步時鐘的生成方法及裝置

無效

• 申請號: 201210013883.0
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102611516A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 李延;陳澤青;趙爾勁
• 申請（專利權）人: 成都府河電力自動化成套設備有限責任公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴

1.一種同步時鐘的生成方法，用于生成并輸出與第一時鐘源的第一秒脈沖同步的第二秒脈沖，其特征在于，該方法包括：

比對所述第二秒脈沖與所述第一秒脈沖的相位關系；

根據所述相位關系，調整分頻系數；

根據所述分頻系數，控制第二秒脈沖對應的晶振脈沖個數，以輸出第二秒脈沖。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：?

所述比對所述第二秒脈沖與所述第一秒脈沖的相位關系具體包括，

接收來自第一時鐘源的第一秒脈沖，在所述第一秒脈沖的上升沿到來時，產生一代表第一秒脈沖起始相位的校正脈沖；

比對第二秒脈沖與所述校正脈沖相位，確定與第二秒脈沖與所述校正脈沖的相位關系。

3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的調整分頻系數的步驟包括：應用PID算法計算相位時差數據，按照自整定原則并判斷相位時差數據的有效性，如果有效，則判斷相位偏差e(t)的正負性，調整分頻系數，并控制第二秒脈沖對應的晶振脈沖個數，以輸出第二秒脈沖；如果無效，則結束。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的應用PID算法計算相位時差數據是依據下式得到，

其中，是相位時差數據，參數K_p為比例放大系數，K_i為積分放大系數，K_d為微分放大系數。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的對相位偏差e(t)的正負性的判斷為：

如果相位偏差e(t)為正值，調整分頻系數為δ+；

如果相位偏差e(t)為負值，調整分頻系數為δ-。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的自整定原則為：

當相位偏差|e|較大時，系統處于響應階段，為了加快系統的響應速度，并防止因開始時相位偏差|e|的瞬間變大可能引起的微分過飽和而使控制作用超出許可范圍，應取較大的K_p；另外為防止積分飽和，K_i值要小，同時為了防止微分飽和，避免系統響應出現較大的超調，應去掉微分作用，即K_d=0；

若，說明誤差在向絕對值增大的方向變化；當相位偏差|e|和相位偏差變化率|ec|為中等大小時，系統處于跟隨階段，為了是系統響應的超調量減小，K_p，K_i，K_d都不能太大，需要取較小的K_p值，K_i，K_d的值大小要適中，以保證系統的響應速度；若相位偏差|e|較大，則應實施較強的控制，以改變誤差的變化趨勢，并迅速減小誤差絕對值，可取較大的K_p值，同時可取較小的K_i和中等的K_d值，以提高動態性能和穩定性能；若相位偏差|e|較小，可實施一般控制，以改變誤差的變化趨勢，可取中等的K_p值，同時取較大的K_i和較小的K_d值，以提高系統的穩態性能，避免產生振蕩；

若，說明誤差在向絕對值減小的方向變化；若相位偏差|e|較大，則應實施一般的控制，迅速減小誤差絕對值，可取中等的K_p，同時可取較小的K_i和中等的K_d值，以提高動態性能和穩態性能；若相位偏差|e|較小，為了使系統具有良好的穩態性能，應增大K_P，K_i值，同時為了避免系統在設定值附近振蕩，并考慮系統的抗干擾性能，適當選取K_d值，通常為中等大小。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，利用計數器對晶振脈沖個數計數，當計數器大于等于所述的分頻系數時，輸出所述的第二秒脈沖。

8.一種基于PID控制的時鐘同步裝置，其特征在于，該裝置包括：

相位比對單元，用于比對同步的第二秒脈沖與第一時鐘源的第一秒脈沖的相位關系；

PID控制單元，用于根據所述相位關系，調整分頻系數；

同步信號輸出單元，用于根據所述分頻系數，控制第二秒脈沖對應的晶振脈沖個數，以輸出第二秒脈沖。