專(zhuān)利名稱(chēng)：時(shí)鐘相位差測(cè)量方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)，尤其涉及一種時(shí)鐘相位差測(cè)量方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
時(shí)鐘相位差的測(cè)量是指測(cè)量出同頻時(shí)鐘信號(hào)間上升沿或下降沿的時(shí)間差異。隨著通訊領(lǐng)域中一些新技術(shù)的引入對(duì)時(shí)鐘相位差的測(cè)量精度提出了更高的要求，例如美國(guó)電氣禾口電子工禾呈師協(xié)會(huì)(Institute of Electrical andElectronics Engineers ；簡(jiǎn)稱(chēng)為 IEEE) 1588的應(yīng)用可以使時(shí)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，傳輸?shù)木瓤蛇_(dá)納秒(ns)，這個(gè)時(shí)間在設(shè)備內(nèi)傳輸就要有對(duì)時(shí)等要求，對(duì)時(shí)從電信號(hào)上看就是把兩路時(shí)鐘信號(hào)的上升沿或下降沿對(duì)齊，這就涉及到了測(cè)量?jī)陕窌r(shí)鐘信號(hào)的相位差及其補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，IEEE 1588技術(shù)涉及到的時(shí)鐘信號(hào)一般是1赫茲(Hz)或100HZ或IKHz等頻率較低的信號(hào)，要求對(duì)齊的精度通常在Ins 之內(nèi)，這就提出了對(duì)低頻、Ins級(jí)精度的時(shí)鐘相位差的測(cè)量需求。目前最為常見(jiàn)的測(cè)量時(shí)鐘相位差的方法是對(duì)兩路同頻時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行相位差異計(jì)算得出相位差，將相位差作為間門(mén)信號(hào)控制計(jì)數(shù)器對(duì)更高頻率的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)， 將計(jì)數(shù)結(jié)果與更高頻率的時(shí)鐘信號(hào)的周期相乘即可得到兩路同頻信號(hào)的相位差。這種測(cè)量方法適用于對(duì)測(cè)量精度要求較低的時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)于測(cè)量像Ins級(jí)這種較高精度的時(shí)鐘差所需的更高頻率的時(shí)鐘信號(hào)的頻率要求大于吉赫茲(GHz)，這在實(shí)現(xiàn)上有一定難度且實(shí)現(xiàn)成本較高?，F(xiàn)有技術(shù)中還有采用D觸發(fā)器檢測(cè)兩路方波輸入信號(hào)相位差的方法。在該方法中，采用D觸發(fā)器對(duì)兩路方波信號(hào)進(jìn)行鑒相，將鑒相獲得的脈沖信號(hào)送給下一級(jí)進(jìn)行相位差值判別。具體鑒別相位差的過(guò)程需要先將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，然后再通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換(Analog-to-Digital conversion ；簡(jiǎn)稱(chēng)為AD)采集及積分等操作才能鑒出相位差。該方法可以鑒別出對(duì)像Ins級(jí)這樣較高精度的時(shí)鐘差，但是該方法實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)成本同樣較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種時(shí)鐘相位差測(cè)量方法及設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)較高測(cè)量精度的時(shí)鐘相位差的測(cè)量，降低時(shí)鐘相位差測(cè)量的成本。本發(fā)明提供一種時(shí)鐘相位差測(cè)量方法，包括對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；將所述兩路同頻信號(hào)中的第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理， 生成相位差脈沖信號(hào)，并將所述相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入信號(hào)送入所述響應(yīng)處理模塊；判斷所述響應(yīng)處理模塊是否根據(jù)所述相位差脈沖信號(hào)輸出響應(yīng)信號(hào)，所述響應(yīng)處理模塊在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于所述響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)；
當(dāng)所述響應(yīng)處理模塊輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行對(duì)所述相位調(diào)整后的第二路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整及后續(xù)操作，直到所述響應(yīng)處理模塊不輸出響應(yīng)信號(hào)為止；當(dāng)所述響應(yīng)處理模塊未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)對(duì)所述第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取所述兩路同頻信號(hào)的相位差。本發(fā)明提供一種時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，包括相位調(diào)整模塊，用于對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；脈沖獲取模塊，用于將所述兩路同頻信號(hào)中的第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理，生成相位差脈沖信號(hào)，并將所述相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入信號(hào)送入所述響應(yīng)處理模塊；所述響應(yīng)處理模塊，用于在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于所述響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)；響應(yīng)判斷模塊，用于判斷所述響應(yīng)處理模塊是否根據(jù)所述相位差脈沖信號(hào)輸出響
應(yīng)信號(hào)；觸發(fā)模塊，用于在所述響應(yīng)判斷模塊判斷出所述響應(yīng)處理模塊輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)， 觸發(fā)所述相位調(diào)整模塊繼續(xù)對(duì)所述相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；相位差獲取模塊，用于在所述響應(yīng)判斷模塊判斷出所述響應(yīng)處理模塊未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)所述第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取所述兩路同頻信號(hào)的相位差。本發(fā)明的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法及設(shè)備，通過(guò)對(duì)兩路同頻信號(hào)中的一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，并獲取調(diào)整后兩路信號(hào)的相位差脈沖信號(hào)，將相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入信號(hào)，利用響應(yīng)處理模塊在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于其響應(yīng)脈寬時(shí)產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)的特點(diǎn)，判斷經(jīng)過(guò)相位調(diào)整后的兩路信號(hào)的相位差是否達(dá)到一定精度要求，當(dāng)達(dá)到一定精度要求時(shí)根據(jù)對(duì)一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取兩路同頻信號(hào)的相位差，該方法簡(jiǎn)單，易于使用現(xiàn)有器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，并充分利用現(xiàn)有器件對(duì)時(shí)間的響應(yīng)靈敏度實(shí)現(xiàn)對(duì)較高測(cè)量精度的相位差的測(cè)量，實(shí)現(xiàn)成本較低。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖;3B為本發(fā)明另一實(shí)施例中未經(jīng)相位調(diào)整的時(shí)鐘信號(hào)的波形示意圖；圖3C為本發(fā)明另一實(shí)施例中經(jīng)過(guò)相位調(diào)整后的時(shí)鐘信號(hào)的波形示意圖；圖3D為本發(fā)明另一實(shí)施例中對(duì)兩路時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行異或處理獲取的相位差脈沖信號(hào)的波形示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法的流程圖。如圖1所示，本實(shí)施例的方法包括步驟101、對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整。對(duì)兩路同頻信號(hào)進(jìn)行相位差測(cè)量是指測(cè)量出同頻信號(hào)間上升沿或下降沿的時(shí)間差異。在本實(shí)施例中，首先通過(guò)三級(jí)時(shí)鐘同步器件對(duì)兩路同頻信號(hào)中的一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路同頻信號(hào)的相位對(duì)齊。其中，被選中進(jìn)行相位調(diào)整的一路信號(hào)即為所述第一路信號(hào)。對(duì)其中一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整包括對(duì)該路信號(hào)進(jìn)行相位的前移處理或?qū)υ撀沸盘?hào)進(jìn)行相位的后移處理。具體的，對(duì)該路信號(hào)進(jìn)行相位的前移處理還是進(jìn)行相位的后移處理視該路信號(hào)與另一路信號(hào)的相位差的關(guān)系而定，例如當(dāng)該路信號(hào)與另一路信號(hào)相比其相位滯后時(shí)，需要對(duì)該路信號(hào)進(jìn)行相位的前移處理；當(dāng)該路信號(hào)與另一路信號(hào)相比另一路信號(hào)的相位滯后時(shí)，需要對(duì)該路信號(hào)進(jìn)行相位的后移處理。在本實(shí)施例中，可以使用通信領(lǐng)域中常見(jiàn)的三級(jí)時(shí)鐘同步器件對(duì)其中一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；通常三級(jí)時(shí)鐘同步器件的相位調(diào)整范圍在正負(fù)幾百ns，而調(diào)整的步長(zhǎng)通常在幾個(gè)至幾十個(gè)皮秒(ps)。例如所使用的三級(jí)時(shí)鐘同步器件可以為DS3104器件，該DS3104 器件的相位調(diào)整范圍為正負(fù)200ns，其調(diào)整步長(zhǎng)為6ps。由此可見(jiàn)，本實(shí)施例使用最常見(jiàn)的三級(jí)時(shí)鐘同步器件對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行相位對(duì)齊，可以將兩路信號(hào)的相位差精度控制在ps級(jí)范圍，而三級(jí)時(shí)鐘同步器件的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟，其價(jià)格也相當(dāng)便宜。當(dāng)兩路同頻信號(hào)的相位差較小時(shí)，可以?xún)H使用一個(gè)三級(jí)時(shí)鐘同步器件；當(dāng)兩路同頻信號(hào)的相位差較大時(shí)，還可以使用多個(gè)(兩個(gè)或兩個(gè)以上)三級(jí)時(shí)鐘同步器件相互級(jí)聯(lián)， 通過(guò)相互級(jí)聯(lián)的多個(gè)三級(jí)時(shí)鐘同步器件在一次相位調(diào)整過(guò)程中對(duì)其中一路信號(hào)連續(xù)進(jìn)行多次相位調(diào)整。例如當(dāng)使用兩個(gè)DS3104器件級(jí)聯(lián)時(shí)，一次可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其中一路信號(hào)進(jìn)行 12ps的相位調(diào)整，而總的調(diào)節(jié)能力可以達(dá)到400ns。步驟102、將兩路同頻信號(hào)中的第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理，生成相位差脈沖信號(hào)，并將相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入信號(hào)送入響應(yīng)處理模塊。當(dāng)通過(guò)三級(jí)時(shí)鐘同步器件對(duì)一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整后，將未經(jīng)相位調(diào)整的一路信號(hào)(即第二路信號(hào))和經(jīng)過(guò)相位調(diào)整的一路信號(hào)進(jìn)行異或處理，生成相位差脈沖信號(hào)，然后將相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入送入響應(yīng)處理模塊。其中，響應(yīng)處理模塊在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)，反之不輸出響應(yīng)信號(hào)。該響應(yīng)處理模塊可由半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，并充分利用半導(dǎo)體器件對(duì)信號(hào)變化的響應(yīng)靈敏度較高的特性，來(lái)判別兩路同頻信號(hào)的相位差是否達(dá)到一定精度要求。對(duì)于半導(dǎo)體器件而言，根據(jù)輸入信號(hào)是否能夠輸出響應(yīng)信號(hào)是有條件的，通常要求輸入信號(hào)的電平在變化后要有一定的保持時(shí)間(即響應(yīng)脈寬)才能產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)。 本實(shí)施例利用半導(dǎo)體器件這種只有在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于其響應(yīng)脈寬時(shí)才輸
5出響應(yīng)信號(hào)的特點(diǎn)，來(lái)判斷兩路同頻信號(hào)的相位差是否達(dá)到一定精度要求。由上述可見(jiàn)，本實(shí)施例對(duì)兩路同頻信號(hào)的相位差的測(cè)量精度受響應(yīng)處理脈寬的響應(yīng)脈寬的限制。目前，由半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬通常在幾十至幾百個(gè) ps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于ns級(jí)，故可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Ins級(jí)或更高級(jí)測(cè)量精度的時(shí)鐘相位差的測(cè)量。另外，半導(dǎo)體器件相當(dāng)成熟，且其價(jià)格相對(duì)低廉。步驟103、判斷響應(yīng)處理模塊是否根據(jù)相位差脈沖信號(hào)輸出響應(yīng)信號(hào)；當(dāng)判斷結(jié)果為是，即響應(yīng)處理模塊輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，執(zhí)行步驟104 ；當(dāng)判斷結(jié)果為否，即響應(yīng)處理模塊未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，執(zhí)行步驟105。在具體實(shí)施過(guò)程中，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)響應(yīng)處理模塊的輸出引腳上的信號(hào)的寬度來(lái)判斷響應(yīng)處理模塊是否輸出響應(yīng)信號(hào)。例如當(dāng)響應(yīng)處理模塊具體為一計(jì)數(shù)器時(shí)，當(dāng)作為其輸入信號(hào)的相位差脈沖信號(hào)的脈沖寬度大于或等于其響應(yīng)脈寬時(shí)，輸出具有一定寬度的計(jì)數(shù)脈沖，故當(dāng)監(jiān)測(cè)到計(jì)數(shù)器的輸出引腳上具有滿(mǎn)足一定寬度的脈沖信號(hào)時(shí)，確定該計(jì)數(shù)器輸出響應(yīng)信號(hào)；反之，確定該計(jì)數(shù)器未輸出響應(yīng)信號(hào)。步驟104、繼續(xù)對(duì)相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，并返回執(zhí)行步驟102。當(dāng)響應(yīng)處理模塊輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，說(shuō)明兩路同頻信號(hào)的相位差還未達(dá)到響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬所表示的精度范圍內(nèi)，故繼續(xù)對(duì)第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整。例如假設(shè)之前對(duì)第一路信號(hào)的相位進(jìn)行了 6ps的前移，則繼續(xù)將第一路信號(hào)的相位前移6ps，即將第一路信號(hào)的相位前移12ps。然后，繼續(xù)將相位調(diào)整后的第一路信號(hào)與第二路信號(hào)的相位差脈沖信號(hào)送入響應(yīng)處理模塊，并判斷響應(yīng)處理模塊是否輸出響應(yīng)信號(hào)，直到響應(yīng)處理模塊不輸出響應(yīng)信號(hào)為止。步驟105、根據(jù)對(duì)第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取兩路同頻信號(hào)的相位差。當(dāng)響應(yīng)處理模塊未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，說(shuō)明兩路同頻信號(hào)的相位差已經(jīng)達(dá)到了響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬所表示的精度范圍，當(dāng)響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬為PS級(jí)時(shí)，兩路同頻信號(hào)此時(shí)的相位差即在PS級(jí)范圍內(nèi)，而根據(jù)對(duì)第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值所獲取的兩路同頻信號(hào)的相位差也就在ps級(jí)，滿(mǎn)足對(duì)Ins級(jí)的測(cè)量精度的測(cè) 量要求。具體的，當(dāng)每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值相同時(shí)，可以將對(duì)第一路信號(hào)的相位調(diào)整次數(shù)乘以相同的步長(zhǎng)值，得出兩路同頻信號(hào)的相位差。當(dāng)每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值不同時(shí)，可以將每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值相加，最終相加的結(jié)果為兩路同頻信號(hào)的相位差。由上述可見(jiàn)，本實(shí)施例的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法獲取到兩路同頻信號(hào)的相位差，且其測(cè)量誤差可以做到Ins或比Ins更小，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)量精度要求較高的時(shí)鐘信號(hào)的相位差的測(cè)量。本實(shí)施例的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)原理相對(duì)簡(jiǎn)單，可以充分利用通信領(lǐng)域中現(xiàn)有的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)成本較低，并且充分利用通信領(lǐng)域中現(xiàn)有器件的響應(yīng)靈敏度的特性，能夠?qū)y(cè)量誤差限制在Ins級(jí)或比Ins更低的級(jí)，適用于各種對(duì)測(cè)量精度要求較高的時(shí)鐘信號(hào)的相位差的測(cè)量，解決了對(duì)測(cè)量精度要求較高而頻率較低的低頻信號(hào)間相位差的測(cè)量問(wèn)題。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，
6本實(shí)施例的設(shè)備包括相位調(diào)整模塊21、脈沖獲取模塊22、響應(yīng)處理模塊23、響應(yīng)判斷模塊對(duì)、觸發(fā)模塊25和相位差獲取模塊26。其中，相位調(diào)整模塊21，與脈沖獲取模塊22連接，用于對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整。脈沖獲取模塊22，與響應(yīng)處理模塊23連接，用于將兩路同頻信號(hào)中的第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理，生成相位差脈沖信號(hào)，并將相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊23的輸入信號(hào)送入響應(yīng)處理模塊23。響應(yīng)處理模塊23，與響應(yīng)判斷模塊M連接，用于在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于響應(yīng)處理模塊23的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)。響應(yīng)判斷模塊M，用于判斷響應(yīng)處理模塊23是否根據(jù)相位差脈沖信號(hào)輸出響應(yīng)信號(hào)。觸發(fā)模塊25，與響應(yīng)判斷模塊M連接，用于在響應(yīng)判斷模塊M判斷出響應(yīng)處理模塊23輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)相位調(diào)整模塊21繼續(xù)對(duì)相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整。相位差獲取模塊沈，與響應(yīng)判斷模塊M連接，用于在響應(yīng)判斷模塊M判斷出響應(yīng)處理模塊23未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)對(duì)第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取兩路同頻信號(hào)的相位差。上述各功能模塊可用于執(zhí)行圖1所示時(shí)鐘相位差測(cè)量方法的流程，其具體工作原理不再贅述，詳見(jiàn)方法實(shí)施例的描述。其中，相位調(diào)整模塊21可由現(xiàn)有通信領(lǐng)域中較為常見(jiàn)的一個(gè)三級(jí)時(shí)鐘同步器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以由多個(gè)相互級(jí)聯(lián)的三級(jí)時(shí)鐘同步器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。響應(yīng)處理模塊23可由通信領(lǐng)域中較為常見(jiàn)的半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，例如可以是由半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的計(jì)數(shù)器，其輸入信號(hào)為本實(shí)施例的相位差脈沖信號(hào)，半導(dǎo)體器件的響應(yīng)靈敏度即為其響應(yīng)脈寬。進(jìn)一步，本實(shí)施例的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備中的脈沖獲取模塊22和響應(yīng)處理模塊 23可由復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device ；簡(jiǎn)稱(chēng)為CPLD)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(Field Programmable Gate Array ；簡(jiǎn)稱(chēng)為FPGA)實(shí)現(xiàn)，更為優(yōu)選的是兩個(gè)模塊集成在同一 CPLD或FPGA上。 更進(jìn)一步，本實(shí)施例的響應(yīng)判斷模塊M、觸發(fā)模塊25和相位差獲取模塊沈可由中央處理單元(Central Processing Unit ；簡(jiǎn)稱(chēng)為CPU)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，相位調(diào)整模塊21、脈沖獲取模塊22和響應(yīng)處理模塊23受CPU的控制，整個(gè)時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備在CPU的控制下完成對(duì)兩路同頻信號(hào)的相位差測(cè)量。再進(jìn)一步，本實(shí)施例的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備可由CPLD或FPGA實(shí)現(xiàn)，即時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備中的相位調(diào)整模塊21、脈沖獲取模塊22、響應(yīng)處理模塊23、響應(yīng)判斷模塊M、觸發(fā)模塊25和相位差獲取模塊沈均集成在CPLD或FPGA上。本實(shí)施例的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，用以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法的流程，其各功能模塊可由通信領(lǐng)域中現(xiàn)有的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)成本較低，并且充分利用通信領(lǐng)域中現(xiàn)有器件的響應(yīng)靈敏度的特性，能夠?qū)y(cè)量誤差限制在Ins級(jí)或比Ins更低的級(jí)，適用于各種對(duì)測(cè)量精度要求較高的時(shí)鐘信號(hào)的相位差的測(cè)量，解決了對(duì)測(cè)量精度要求較高而頻率較低的低頻信號(hào)間相位差的測(cè)量問(wèn)題。圖3A為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖:3B為本發(fā)明另一實(shí)施例中未經(jīng)相位調(diào)整的時(shí)鐘信號(hào)的波形示意圖；圖3C為本發(fā)明另一實(shí)施例中經(jīng)過(guò)相位調(diào)整后的時(shí)鐘信號(hào)的波形示意圖；圖3D為本發(fā)明另一實(shí)施例中對(duì)兩路時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行異或處理獲取的相位差脈沖信號(hào)的波形示意圖。如圖3A所示，本實(shí)施例的設(shè)備包括相位調(diào)整單元10、相位識(shí)別單元20和CPU30。其中，本實(shí)施例的相位調(diào)整單元10相當(dāng)于圖2中的相位調(diào)整模塊21，其同樣可由三級(jí)時(shí)鐘同步器件(例如DS3104)實(shí)現(xiàn)，其用于對(duì)兩路同頻時(shí)鐘信號(hào)中的一路進(jìn)行相位調(diào)整。其中，未經(jīng)相位調(diào)整的一路時(shí)鐘信號(hào)的波形如圖:3B所示，經(jīng)過(guò)相位調(diào)整單元10—次或多次相位調(diào)整后使得相位識(shí)別單元20不再輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)的時(shí)鐘信號(hào)的波形如圖3C所
7J\ ο相位識(shí)別單元20包括異或運(yùn)算部分和計(jì)數(shù)器，分別相當(dāng)于圖2中脈沖獲取模塊22 和響應(yīng)處理模塊23，具體可由半導(dǎo)體器件集成的CPLD實(shí)現(xiàn)。其中，異或運(yùn)算部分用于對(duì)相位調(diào)整單元10輸出的時(shí)鐘信號(hào)與另一路未經(jīng)相位調(diào)整的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行異或處理，獲取相位差脈沖信號(hào)，并將相位差脈沖信號(hào)輸出給計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器用于根據(jù)相位差脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并輸出計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。本實(shí)施例的計(jì)數(shù)器只有在其輸入引腳上的輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于某個(gè)時(shí)間值(即響應(yīng)脈寬)時(shí)，才會(huì)在其輸出引腳上輸出計(jì)數(shù)脈沖，如果輸入信號(hào)的脈沖寬度小于某個(gè)時(shí)間值，該計(jì)數(shù)器將無(wú)法進(jìn)行計(jì)數(shù)，且不會(huì)輸出計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。也就是說(shuō)，如果相位差脈沖的脈沖寬度小到計(jì)數(shù)器無(wú)法響應(yīng)，計(jì)數(shù)器就不會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。其中，CPU30相當(dāng)于圖2中的響應(yīng)判斷模塊M、觸發(fā)模塊25和相位差獲取模塊沈。 CPU30主要用于監(jiān)測(cè)相位識(shí)別單元20是否有計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸出，并在監(jiān)測(cè)到相位識(shí)別單元 20有計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸出時(shí)控制相位調(diào)整單元10繼續(xù)對(duì)相位調(diào)整后的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整，并負(fù)責(zé)記錄相位調(diào)整單元對(duì)其中一路時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)，在相位識(shí)別單元 20沒(méi)有計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)輸出時(shí)，根據(jù)記錄的相位調(diào)整次數(shù)與相位調(diào)整單元10每次相位調(diào)整時(shí)步長(zhǎng)值相乘，獲取兩路時(shí)鐘信號(hào)的相位差。本實(shí)施例的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，在CPU30的控制下使得相位調(diào)整單元10不斷的移動(dòng)其中一路時(shí)鐘信號(hào)的相位，異或運(yùn)算部分不斷計(jì)算相位調(diào)整后的時(shí)鐘信號(hào)與另一路時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差，直至計(jì)算出的相位差使得計(jì)數(shù)器無(wú)法響應(yīng)為止，表明此時(shí)的相位差脈沖信號(hào)的脈沖寬度小于某個(gè)時(shí)間值，亦即表明此時(shí)兩路時(shí)鐘信號(hào)的相位差小于某個(gè)時(shí)間值所表示的某個(gè)數(shù)量級(jí)。通常，由三級(jí)時(shí)鐘同步器件實(shí)現(xiàn)的相位調(diào)整單元10的相位調(diào)整步長(zhǎng)值遠(yuǎn)小于Ins。而現(xiàn)階段CPLD芯片內(nèi)部的邏輯單元對(duì)時(shí)鐘的響應(yīng)速度很快，也就是說(shuō)或響應(yīng)靈敏度很高或者說(shuō)響應(yīng)脈寬很小。例如以5M系列芯片為例，常見(jiàn)的 5M40Z/5M80Z/5M160Z/5M240Z/5M570Z等芯片只要時(shí)鐘高電平或低電平的持續(xù)時(shí)間大于253ps就能產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)，也就是說(shuō)該些芯片的響應(yīng)脈寬為253ps;而常見(jiàn)的 5M1270Z/5M2210Z等芯片只要時(shí)鐘高電平或低電平的時(shí)間大于216ps就能產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)， 也就是說(shuō)該些芯片的響應(yīng)脈寬為216ps。以5M1270Z/5M2210Z等芯片為例，時(shí)鐘高電平的時(shí)間間隔只要大于216ps，該些芯片內(nèi)部的計(jì)數(shù)器就可以計(jì)數(shù)，也就是說(shuō)通過(guò)現(xiàn)有芯片很容易實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例中相位識(shí)別單元20中的計(jì)數(shù)器，且保證計(jì)數(shù)器的響應(yīng)脈寬在ps級(jí)。其中，當(dāng)本實(shí)施例的相位調(diào)整單元10的相位調(diào)整步長(zhǎng)值為6ps，而相位識(shí)別單元20中的計(jì)數(shù)器的響應(yīng)脈寬為216ps時(shí)，可以通過(guò)多次相位調(diào)整實(shí)現(xiàn)測(cè)量精度不大于216ps的相位差的測(cè)量，遠(yuǎn)大于IEEE 1588領(lǐng)域要求的Ins級(jí)的測(cè)量精度，而三級(jí)時(shí)鐘同步器件以及CPLD芯片相對(duì)比較成熟，價(jià)格比較便宜，從而降低了本實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)成本。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非把對(duì)其限制； 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)鐘相位差測(cè)量方法，其特征在于，包括 對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；將所述兩路同頻信號(hào)中的第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理，生成相位差脈沖信號(hào)，并將所述相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入信號(hào)送入所述響應(yīng)處理模塊；判斷所述響應(yīng)處理模塊是否根據(jù)所述相位差脈沖信號(hào)輸出響應(yīng)信號(hào)，所述響應(yīng)處理模塊在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于所述響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)；當(dāng)所述響應(yīng)處理模塊輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行對(duì)所述相位調(diào)整后的第二路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整及后續(xù)操作，直到所述響應(yīng)處理模塊不輸出響應(yīng)信號(hào)為止；當(dāng)所述響應(yīng)處理模塊未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)對(duì)所述第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取所述兩路同頻信號(hào)的相位差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘相位差測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整包括使用一個(gè)三級(jí)時(shí)鐘同步器件或多個(gè)相互級(jí)聯(lián)的三級(jí)時(shí)鐘同步器件對(duì)所述第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整。
3.—種時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括相位調(diào)整模塊，用于對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整； 脈沖獲取模塊，用于將所述兩路同頻信號(hào)中的第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理，生成相位差脈沖信號(hào)，并將所述相位差脈沖信號(hào)作為響應(yīng)處理模塊的輸入信號(hào)送入所述響應(yīng)處理模塊；所述響應(yīng)處理模塊，用于在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于所述響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)；響應(yīng)判斷模塊，用于判斷所述響應(yīng)處理模塊是否根據(jù)所述相位差脈沖信號(hào)輸出響應(yīng)信號(hào)；觸發(fā)模塊，用于在所述響應(yīng)判斷模塊判斷出所述響應(yīng)處理模塊輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)所述相位調(diào)整模塊繼續(xù)對(duì)所述相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；相位差獲取模塊，用于在所述響應(yīng)判斷模塊判斷出所述響應(yīng)處理模塊未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)對(duì)所述第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取所述兩路同頻信號(hào)的相位差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述相位調(diào)整模塊為一個(gè)三級(jí)時(shí)鐘同步器件或多個(gè)相互級(jí)聯(lián)的三級(jí)時(shí)鐘同步器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述響應(yīng)處理模塊為半導(dǎo)體器件，所述響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬為所述半導(dǎo)體器件的響應(yīng)靈敏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述相位差獲取模塊和所述響應(yīng)處理模塊由復(fù)雜可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的時(shí)鐘相位差測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述相位調(diào)整模塊、 所述脈沖獲取模塊、所述響應(yīng)處理模塊、所述響應(yīng)判斷模塊、所述觸發(fā)模塊和所述相位差獲取模塊由復(fù)雜可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種時(shí)鐘相位差測(cè)量方法及設(shè)備。方法包括對(duì)兩路同頻信號(hào)中的第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整；將第二路信號(hào)與相位調(diào)整后的第一路信號(hào)進(jìn)行異或處理生成相位差脈沖信號(hào)，將相位差脈沖信號(hào)送入響應(yīng)處理模塊；判斷響應(yīng)處理模塊是否輸出響應(yīng)信號(hào)，響應(yīng)處理模塊在輸入信號(hào)的脈沖寬度大于或等于所述響應(yīng)處理模塊的響應(yīng)脈寬時(shí)輸出響應(yīng)信號(hào)；當(dāng)輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，繼續(xù)執(zhí)行對(duì)相位調(diào)整后的第二路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整及后續(xù)操作，直到響應(yīng)處理模塊不輸出響應(yīng)信號(hào)為止；當(dāng)未輸出響應(yīng)信號(hào)時(shí)，根據(jù)對(duì)第一路信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)整的次數(shù)和每次相位調(diào)整的步長(zhǎng)值，獲取兩路同頻信號(hào)的相位差。本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)較高測(cè)量精度的時(shí)鐘相位差的測(cè)量，降低了測(cè)量成本。
文檔編號(hào)G01R25/00GK102426294SQ201110224568
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者遲立華 申請(qǐng)人:北京星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司