[發明專利]一種主備時鐘鏈路高精度相位差測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202211465611.4
• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115865079B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 張軍;鄭立榮;周小林;林志霖
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H03L7/085
• 分類號: H03L7/085;H03L7/091
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 江中秀

本發明公開了一種主備時鐘鏈路高精度相位差測量裝置及方法，應用于通信技術領域，包括：參考信號公共振蕩器：用于為混頻鑒相器提供公共參考頻率信號、相同的主用時鐘信號相位差值測量模塊和備用時鐘信號相位差值測量模塊，包括：混頻鑒相器：用于對時鐘信號進行混頻鑒相得到比相信號；模數轉換器：用于將所述比相信號轉化為數字信號；數字測相位分析模塊：用于所述數字信號的高頻率采樣，進行相位差值計算；主備信號相位差輸出模塊：用于根據主用時鐘信號相位差值測量模塊和備用時鐘信號相位差值測量模塊輸出的相位差值，輸出主備信號相位差。本發明提高了測量分辨率，增強了測量抗噪聲干擾能力，保證了相位差的測量精度。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種主備時鐘鏈路高精度相位差測量裝置及方法。

背景技術

衛星時鐘參考信號的冗余備份主要通過兩路相互獨立的參考頻率信號互為熱備份的方法來實現。正常情況下主要依靠工作參考頻率源，在必要時自動切換到熱備份參考頻率源，兩系統實行一主一備并行運行模式，并進行信號交叉比對。為了保證參考頻率信號的連續性和完整性，必須對兩套系統進行實時監測，當檢測到系統變化超過事先設定的閾值時，判斷變化來源，自動切換正常運行的系統，并產生報警信號。衛星熱備參考時鐘的平穩切換技術的難點主要在于主用備用時鐘參考信號的高精度同步方法，以及如何實現切換前后系統輸出頻率信號的相位和頻率保持一致。

為了保障時鐘主備鏈路的頻率和相位一致性指標能滿足系統需求，需要對主備鏈路頻率和相位偏差進行高分辨率、低噪聲的測量，從而保證輸出時鐘頻率信號的穩定性、可靠性和連續性。常用的相位比對方法是首先對兩個比較的信號進行調理，然后通過鑒相器后得到鑒相脈沖，即相位差脈寬。再由鑒相脈沖控制計數器的開關門，用高頻的時鐘脈沖填充相位差的脈寬測得相位差值。計數器是以鑒相脈沖信號的上升沿或下降沿為觸發信號的，所以由這種方法測量存在±1個時鐘脈沖的計數誤差，測量分辨率取決于時鐘脈沖的周期。

為此，如何提供一種能夠對主備鏈路頻率和相位偏差進行高分辨率、低噪聲的測量，從而保證輸出時鐘頻率信號的穩定性、可靠性和連續性的主備時鐘鏈路高精度相位差測量裝置及方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提出了一種主備時鐘鏈路高精度相位差測量裝置及方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種主備時鐘鏈路高精度相位差測量裝置，包括：參考信號公共振蕩器、主用時鐘信號相位差值測量模塊、備用時鐘信號相位差值測量模塊以及主備信號相位差輸出模塊；

主用時鐘信號相位差值測量模塊和備用時鐘信號相位差值測量模塊相同，包括：

混頻鑒相器：用于對時鐘信號進行混頻鑒相得到比相信號；

模數轉換器：用于將比相信號轉化為數字信號；

數字測相位分析模塊：用于數字信號的高頻率采樣，進行相位差值計算；

參考信號公共振蕩器：用于為混頻鑒相器提供公共參考頻率信號；

主備信號相位差輸出模塊：用于根據主用時鐘信號相位差值測量模塊和備用時鐘信號相位差值測量模塊輸出的相位差值，輸出主備信號相位差。

可選的，數字測向位分析模塊，包括：數字鎖相環路PLL、數字采樣時鐘產生器、相位測量輸出模塊；

數字鎖相環路PLL，包括：依次連接的乘法器、積分清零器、鑒相器、低通濾波器、數字頻率合成器DDS；

乘法器：用于數字正弦信號的相乘下變頻；

積分清零器:用于使輸出信號與輸入信號的時間積分值成比例輸出；

鑒相器：用于兩個數字正弦相乘信號的鑒相；

低通濾波器：用于積分信號的環路低通濾波；