專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的數(shù)字處理鎖相環(huán)路(DP-PLL)的控制算法，特別是能防止在切換參考時(shí)序信號(hào)和轉(zhuǎn)換運(yùn)行模式時(shí)產(chǎn)生的稱(chēng)之為相擊(phase-hit)的相位中斷的用于控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的方法和電路。
包含互連到數(shù)字傳輸設(shè)施的數(shù)字交換機(jī)的綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)可以作為所需要的通信網(wǎng)絡(luò)。
在這樣一種綜合數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中，用于同步所有局內(nèi)時(shí)鐘的系統(tǒng)是不可缺少的。在眾多的網(wǎng)絡(luò)同步系統(tǒng)中，我們選定了一個(gè)松耦合的主從系統(tǒng)，其中每個(gè)從屬局有一個(gè)鎖定到主時(shí)鐘的穩(wěn)態(tài)振蕩器。
作為松耦合主從系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，采用數(shù)字處理的智能PLL(DP-PLL)在IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS VOL.COM-31，NO.12，1983年12月中公開(kāi)。
這樣一個(gè)DP-PLL接收單一的參考時(shí)序信號(hào)，并且產(chǎn)生被調(diào)節(jié)為同步于參考時(shí)序信號(hào)的一個(gè)本地時(shí)鐘。
然而，DP-PLL需要精確的壓控晶體振蕩器(VCXO)來(lái)防止固有振蕩。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的另一種DP-PLL，它具有類(lèi)似于上述DP-PLL的結(jié)構(gòu)。這個(gè)DP-PLL包括一個(gè)參考時(shí)序接收部件11，接收從外部輸入的參考時(shí)序信號(hào)；一個(gè)相位偏移檢測(cè)器12，利用來(lái)自參考時(shí)序接收部件11的一個(gè)參考時(shí)鐘Fr和對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻而得到的時(shí)鐘Fs和Fc檢測(cè)相位偏移數(shù)據(jù)PD；一個(gè)公用存貯器13，它存貯從相位偏移檢測(cè)器12產(chǎn)生的相位偏移數(shù)據(jù)PD；一個(gè)中央處理單元(CPU)14，根據(jù)控制算法處理由公用存貯器13中讀出的相位偏移數(shù)據(jù)，以控制系統(tǒng)時(shí)鐘與參考時(shí)鐘同步；一個(gè)監(jiān)控器15，檢測(cè)參考時(shí)鐘信號(hào)的損失，并將其輸出到CPU14；一個(gè)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器16，將CPU14產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；一個(gè)壓控振蕩器(VCO)17，響應(yīng)D/A轉(zhuǎn)換器16的輸出信號(hào)，將系統(tǒng)時(shí)鐘與參考時(shí)鐘同步；一個(gè)分頻器18，將VCO17產(chǎn)生的時(shí)鐘進(jìn)行分頻，并輸送到相位偏移檢測(cè)器12；一個(gè)頻率分配器19，采用從VCO17產(chǎn)生的時(shí)鐘來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)所需的頻率信號(hào)。
用于網(wǎng)絡(luò)同步的傳統(tǒng)的DP-PLL的運(yùn)行將參考圖2的波形進(jìn)行描述。
如果系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，并且輸入一個(gè)參考時(shí)序信號(hào)，參考時(shí)序接收器11產(chǎn)生如圖2A所示的參考時(shí)鐘Fr，F(xiàn)r為8KHz，這個(gè)參考時(shí)鐘輸入相位偏移檢測(cè)器12。相位偏移檢測(cè)器12由計(jì)數(shù)時(shí)鐘Fc得到參考時(shí)鐘和從分頻器18輸入的8KHz的分頻的時(shí)鐘信號(hào)Fs之間的相位偏移數(shù)據(jù)，對(duì)圖2C所示的相位偏移數(shù)據(jù)PD的高電平周期計(jì)數(shù)，并且將計(jì)數(shù)值存貯在公用存貯器13中，作為介于參考時(shí)鐘與時(shí)鐘之間的量化的相位偏移數(shù)據(jù)。
在每個(gè)250S的時(shí)間周期內(nèi)，CPU14用8.192秒讀出存貯在公用存貯器13中的相位偏移數(shù)據(jù)PD，并且確定讀出的數(shù)據(jù)是否在有效極限范圍之內(nèi)。如果數(shù)據(jù)在有效極限范圍內(nèi)，CPU即計(jì)算相位誤差的平均值。
CPU14根據(jù)相應(yīng)的模式，通過(guò)將平均值乘以一個(gè)可變的加權(quán)值，來(lái)產(chǎn)生VCO17的一個(gè)控制值。
相應(yīng)于快速模式和正常模式，CPU14通過(guò)改變相應(yīng)的比例常數(shù)和積分常數(shù)來(lái)產(chǎn)生VCO17的控制值。
如果檢測(cè)到超出有效極限的數(shù)據(jù)，CPU14確定參考時(shí)鐘信號(hào)是否丟失。一旦參考時(shí)鐘信號(hào)丟失，CPU即進(jìn)入到固有振蕩模式，VCO17的平均控制值被在正常模式下測(cè)得的控制值所代換。
但是，現(xiàn)有技術(shù)仍需要精確壓控晶體振蕩器，因?yàn)镈P-PLL產(chǎn)生被調(diào)節(jié)得與單一參考時(shí)序信號(hào)同步的系統(tǒng)時(shí)鐘。
為解決上述的問(wèn)題，采用雙參考時(shí)序信號(hào)來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備在1992年8月4日授予Stenard的美國(guó)專(zhuān)利5,136,617中作了公開(kāi)。
上述設(shè)備采用一種同步系統(tǒng)，通過(guò)選擇多個(gè)時(shí)序信號(hào)中的一個(gè)作為參考時(shí)序信號(hào)而使該系統(tǒng)既便宜又可靠。
然而，如果該設(shè)備用于采用DP-PLL的網(wǎng)絡(luò)同步中，在運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)，相應(yīng)于參考時(shí)序信號(hào)的切換，可能會(huì)出現(xiàn)相擊。
本發(fā)明的目的是提供一種用于控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的方法和電路，它能阻止在切換參考時(shí)序信號(hào)和轉(zhuǎn)換運(yùn)行模式時(shí)產(chǎn)生的相擊，及在被轉(zhuǎn)換模式中突然的相位不穩(wěn)定或頻率波動(dòng)。
控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的方法包括以下步驟在初始階段設(shè)置相應(yīng)于壓控振蕩器的初始中心頻率的一個(gè)8000H的值至數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，并將其帶入固有振蕩模式；在固有振蕩模式下，如果兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)中的至少一個(gè)被確定為處于正常狀態(tài)，那么將固有振蕩模式轉(zhuǎn)換為快速模式；
在快速模式的初始階段將數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的控制值設(shè)置為8000H，將相位偏移數(shù)據(jù)存貯一段預(yù)定的時(shí)間周期，計(jì)算其平均值，以便將該平均值的量化值設(shè)定為快速模式的參考相位偏移值；在快速模式下將相位偏移數(shù)據(jù)存貯一段預(yù)定的時(shí)間周期，計(jì)算并控制壓控振蕩器的控制值，以便將平均值收斂到參考相位偏移值；一旦快速模式穩(wěn)定下來(lái)，即將快速模式轉(zhuǎn)換為正常模式，在初始過(guò)程中保持快速模式下的最后的DAC控制值，將相位偏移數(shù)據(jù)存貯一段預(yù)定的時(shí)間周期，測(cè)量一個(gè)平均值，以便將量化的平均值重新設(shè)置為正常模式的參考相位偏移值，計(jì)算并控制被收斂到參考相位偏移值的壓控振蕩器的控制值。
在上面的步驟四和五中，如果在用作同步時(shí)鐘源的一個(gè)參考時(shí)序信號(hào)中檢測(cè)到異常，并且當(dāng)另一個(gè)參考時(shí)序信號(hào)被判定為正常狀態(tài)時(shí)，同步時(shí)鐘源從一個(gè)參考時(shí)序信號(hào)改變到另一個(gè)參考時(shí)序信號(hào)。
此時(shí)運(yùn)行模式又被轉(zhuǎn)換為快速模式，接下來(lái)的步驟是通過(guò)將參考相位偏移值設(shè)置為一量化值來(lái)計(jì)算并控制壓控振蕩器的控制值，所述量化值是從一預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去由前一模式的最后DAC控制值逆運(yùn)算得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值所獲得的。
如果兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)都異常，運(yùn)行模式被轉(zhuǎn)換到保持故障模式。
如果檢測(cè)到兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)中的任意一個(gè)處于正常狀態(tài)，保持故障模式被轉(zhuǎn)換為快速模式。
隨后，接下來(lái)的步驟是通過(guò)將參考相位偏移設(shè)置為一個(gè)量化值來(lái)計(jì)算控制壓控振蕩器的控制值，所述量化值是從一預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去由前一模式的最后的DAC控制值作逆運(yùn)算得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值所獲得的。
當(dāng)?shù)玫阶鳛閰⒖枷辔黄浦档钠骄岛螅景l(fā)明進(jìn)一步包括量化平均值并且將一個(gè)偏差值加到量化的平均值中的步驟。
作為本發(fā)明的另一方面，用于控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的電路包括兩個(gè)E1接口，用于從一個(gè)數(shù)字時(shí)鐘提供設(shè)備接收兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)，并且產(chǎn)生兩個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)；一參考時(shí)鐘選擇和分頻電路，用于對(duì)E1接口的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)分頻，并且監(jiān)測(cè)選定的參考時(shí)鐘信號(hào)的損失；一相位誤差檢測(cè)與存貯裝置，用于計(jì)算由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻的比較時(shí)鐘和由在系統(tǒng)時(shí)鐘中具有較高頻率的一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘在參考時(shí)鐘選擇和分頻電路中選定的時(shí)鐘之間的一個(gè)相位偏移數(shù)據(jù)值，并將該值作為相位偏移數(shù)據(jù)來(lái)存貯；一控制裝置，用于產(chǎn)生一個(gè)控制值(DACW)，通過(guò)根據(jù)控制算法來(lái)處理在相位偏移檢測(cè)與存貯電路中讀出的相位偏移數(shù)據(jù)，將系統(tǒng)時(shí)鐘與選定的同步時(shí)鐘同步。
一壓控振蕩電路，接收DACW以將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，將該模擬信號(hào)提給一個(gè)壓控振蕩器并且產(chǎn)生一個(gè)同步的系統(tǒng)時(shí)鐘；一個(gè)分頻器，用于對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，并且產(chǎn)生若干分頻的系統(tǒng)時(shí)鐘、一個(gè)幀脈沖和一個(gè)多幀脈沖。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是用于網(wǎng)絡(luò)同步的傳統(tǒng)的數(shù)字處理鎖相環(huán)路的方框圖；圖2A至2C是圖1的相位檢測(cè)器的時(shí)序圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于網(wǎng)絡(luò)同步的數(shù)字處理鎖相環(huán)路的方框圖；圖4是圖3的參考時(shí)鐘分頻與選擇電路的詳細(xì)方框圖；圖5是圖3的相位偏移檢測(cè)與存貯部件的詳細(xì)方框圖；圖6A至6H是表示圖5的每個(gè)部件的輸入/輸出的時(shí)序圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明用于網(wǎng)絡(luò)同步的數(shù)字處理鎖相環(huán)路的模式選擇流程圖。
圖3是用于網(wǎng)絡(luò)同步的數(shù)據(jù)處理鎖相環(huán)路的方框圖。
DP-PLL包括兩個(gè)E1接口211和212，從外部接收兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)A和B，來(lái)取樣出兩個(gè)8KHz的參考時(shí)鐘信號(hào)Fra和Frb；一個(gè)參考時(shí)鐘選擇與分頻電路22，對(duì)E1接口211和212的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)Fra和Frb的每一個(gè)進(jìn)行分頻，根據(jù)控制信號(hào)從4MHz的分頻的參考時(shí)鐘信號(hào)Fra和Frb中選出一個(gè)作為同步參考時(shí)鐘Fref，并且用8KHz的一個(gè)比較時(shí)鐘Fcmp和3.24MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 5來(lái)監(jiān)測(cè)同步參考時(shí)鐘Fref的損失；一個(gè)相位偏移檢測(cè)和存貯部件23，通過(guò)系統(tǒng)時(shí)鐘中具有較高頻率6.48MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 4對(duì)在參考時(shí)鐘選擇和分頻電路22中分頻的同步參考時(shí)鐘和8KHz的分頻的系統(tǒng)時(shí)鐘之間的一個(gè)相位偏移進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且以250S的周期將量化的相位偏移數(shù)據(jù)PD存貯在雙端口RAM；一個(gè)中央處理單元(CPU)24，根據(jù)控制算法處理在相位偏移檢測(cè)和存貯部件23中讀出的相位偏移數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生一個(gè)控制值DACW來(lái)使系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 1與選定的同步參考時(shí)鐘同步；一個(gè)壓控振蕩器25，響應(yīng)被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的來(lái)自CPU24的16位控制值來(lái)使系統(tǒng)時(shí)鐘與選定的同步參考時(shí)鐘的相位同步，并且產(chǎn)生51.84MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 1；一個(gè)分頻器26，對(duì)VCO25產(chǎn)生的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 1進(jìn)行分頻，并且產(chǎn)生多個(gè)參考時(shí)鐘選擇與分頻電路22和相位偏移檢測(cè)與存貯部件23所需的時(shí)鐘。
上述E1接口的每一個(gè)包含一個(gè)檢測(cè)信號(hào)損失(LOS)的線(xiàn)路接口和檢測(cè)不在幀上(out-of-frame)(OOF)、報(bào)警指示信號(hào)(alarmindlication)(AIS)、位誤差率(BER)的一個(gè)幀裝置(framer)。
這些信息供給CPU24，用于開(kāi)關(guān)同步時(shí)鐘源。
如圖4所示，參考時(shí)鐘選擇和分頻電路22由兩個(gè)2分頻電路221和222對(duì)8KHz的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)Fra和Frb進(jìn)行2分頻，以便產(chǎn)生一個(gè)4KHz的時(shí)鐘。
隨后，根據(jù)來(lái)自CPU24的控制信號(hào)，在多路復(fù)用器(MUX)223中選定兩個(gè)4KHz的時(shí)鐘之一作為同步時(shí)鐘源Fref。
此外，8KHz的比較時(shí)鐘Fcmp通過(guò)3個(gè)分頻器224至226被8分頻，以產(chǎn)生一個(gè)1KHz的時(shí)鐘。
由4KHz的Fref和3.24MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 5還得到觸發(fā)器FF1和FF2的重置信號(hào)。
因此，如果Fref沒(méi)有接至觸發(fā)器227，F(xiàn)F2的Q端變?yōu)椤案?H)”電平，從而檢測(cè)同步參考信號(hào)的損失。
圖5示出了相位偏移檢測(cè)和存貯部件的詳細(xì)的方框圖。一個(gè)計(jì)數(shù)器啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路230響應(yīng)同步參考時(shí)鐘Fref、比較時(shí)鐘Fcmp和6.48MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 4，產(chǎn)生指示兩個(gè)時(shí)鐘之間的相位偏移的一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)EN。
一個(gè)控制信號(hào)產(chǎn)生電路231，用從計(jì)數(shù)器啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路230輸出的讀信號(hào)RD和128KHz的系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 6來(lái)輸出一個(gè)使相位偏移計(jì)數(shù)器232的計(jì)數(shù)值歸零的歸零信號(hào)LD。
當(dāng)EN信號(hào)處于“高(H)”電平時(shí)，相位偏移計(jì)數(shù)器232根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys 4來(lái)計(jì)數(shù)，并且根據(jù)LD信號(hào)來(lái)歸零。
在這種情況下，能夠在相位偏移計(jì)數(shù)器232中計(jì)數(shù)的最大數(shù)是二進(jìn)制的十位。
為了將相位偏移數(shù)據(jù)的10位送到CPU24，該相位偏移數(shù)據(jù)被MSB的3位和LSB的7位相除，并且以圖6H所示的順序被送至CPU24。
對(duì)這種情況而言，當(dāng)PD7是“0”時(shí)，剩余的PD6至PD0相應(yīng)于相位偏移數(shù)據(jù)的低7位，當(dāng)PD7是“1”時(shí)，PD2至PD0相應(yīng)于高3位。因此，CPU 24確定PD6至PD0的7位，并且重新安排相位偏移數(shù)據(jù)。
在圖5中，LT指示一個(gè)鎖存信號(hào)，ADD是雙端口RAM的地址遞增計(jì)數(shù)脈沖，WR是雙端口RAM的寫(xiě)脈沖。
現(xiàn)在參看圖3至圖6，對(duì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的本發(fā)明的數(shù)字處理鎖相環(huán)路進(jìn)行描述。
在起始時(shí)刻，如果兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)從外部輸入，E1接口211、212取樣出參考時(shí)鐘信號(hào)Fra和Frb，并且將其送到參考時(shí)鐘選擇與分頻電路22。參考時(shí)鐘選擇與分頻電路22選擇其中足以實(shí)現(xiàn)相位偏移檢測(cè)的一個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)，并且監(jiān)測(cè)參考時(shí)鐘信號(hào)的損失。
相位偏移檢測(cè)和存貯部件23中，最后選定的參考時(shí)鐘信號(hào)，4KHz的Fref被與分頻器26中分頻的8KHz系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)行比較，比較的相位偏移被系統(tǒng)時(shí)鐘中具有較高的頻率6.48MKz的一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘Fsys4所計(jì)數(shù)，并且被輸入到CPU24作為相位偏移數(shù)據(jù)PD。
因此，CPU24用輸入的相位偏移數(shù)據(jù)PD計(jì)算16位的控制值DACW，用于控制VCO25。
這就是說(shuō)，在初始階段，CPU24設(shè)置相應(yīng)于VCO25的初始中心頻率值的8000H的值，并且將當(dāng)前模式定為固有振蕩模式。
如果參考時(shí)鐘信號(hào)A和B的LOS、AIS、BER和OOF在執(zhí)行固有振蕩模式的過(guò)程中沒(méi)有被監(jiān)測(cè)到，那么固有振蕩模式被轉(zhuǎn)換為快速模式或正常模式。如果當(dāng)取樣的相位偏移在每4ms被讀出時(shí)，檢測(cè)到LSO、ALS、BER和OOF的任意一個(gè)時(shí)，正常模式被轉(zhuǎn)換為保持故障狀態(tài)模式。
下面對(duì)每種模式進(jìn)行描述。
CPU24在正常狀態(tài)下進(jìn)入固有振蕩模式，隨后轉(zhuǎn)換到快速模式。CPU24在快速模式的初始階段將相位偏移數(shù)據(jù)PD存貯一預(yù)定的時(shí)間周期Tsf，并且計(jì)算一個(gè)平均值。
隨后對(duì)平均值進(jìn)行量化，并且將0.5000的偏差加到量化的平均值，以便將這個(gè)值設(shè)置為快速模式的參考相位偏移值REF-PDW。
在快速模式過(guò)程中，CPU24計(jì)算并控制VCO25的一個(gè)控制值DACW，以將上述相位偏移數(shù)據(jù)PD收斂到參考相位偏移值REF-PDW，并且一旦快速模式穩(wěn)定下來(lái)，就被轉(zhuǎn)換為正常模式。
當(dāng)開(kāi)始進(jìn)入正常模式時(shí)，CPU24將上述相位偏移數(shù)據(jù)PD存貯一段預(yù)定的時(shí)間Tsn，并且計(jì)算平均值。隨后該平均值被量化，并且將0.5000的偏差加到量化的平均值，以便將該值設(shè)置為正常模式的參考相位偏移值。CPU24計(jì)算VCO25的控制值，以便將相位偏移數(shù)據(jù)PD收斂到參考相位偏移值。
上面的描述是關(guān)于確定正常運(yùn)行的參考相位偏移值的過(guò)程，下面將描述確定非正常運(yùn)行的參考相位偏移值的過(guò)程。
在非正常運(yùn)行的情況下，如果快速模式或正常模式轉(zhuǎn)換為保持故障狀態(tài)模式，參考相位偏移的設(shè)定值不被改變。當(dāng)時(shí)鐘源由于被選定為同步時(shí)鐘源的參考時(shí)序信號(hào)A和B中之一非正常而被改變時(shí)，在由正常模式變換到快速模式的時(shí)刻，參考相位偏移值被重置。
隨后的步驟是得到被存貯預(yù)定時(shí)間周期Tsf的相位偏移數(shù)據(jù)的平均值。該平均值被量化，并且0.5000的偏差值被加到量化的平均值，相加的結(jié)果被設(shè)定為參考相位偏移值。
如果兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)都不正常，那么就轉(zhuǎn)換為保持故障狀態(tài)模式。
當(dāng)在保持故障狀態(tài)模式下參考時(shí)序信號(hào)中的任意一個(gè)被正常地監(jiān)測(cè)到，那么模式改變?yōu)榭焖倌Ｊ?。此時(shí)，通過(guò)從在預(yù)定的時(shí)間周期計(jì)算的相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去對(duì)保持故障狀態(tài)模式下VCO25的控制值作逆運(yùn)算得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值，將參考相位偏移值設(shè)定為一個(gè)量化值。此外，對(duì)該量化值加上0.5000的偏差值。
根據(jù)本發(fā)明，由于在快速模式和正常模式控制周期是可變的，進(jìn)入捕捉帶所需要的時(shí)間可以被縮短。此外，可以通過(guò)在運(yùn)行模式從一個(gè)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)時(shí)重置參考相位偏移數(shù)據(jù)來(lái)防止相位的不連續(xù)性。本發(fā)明還具有防止在模式變換時(shí)可能發(fā)生的突變相位或頻率不穩(wěn)定以及提供穩(wěn)定的系統(tǒng)時(shí)鐘的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榧词乖谕綍r(shí)鐘源被切換或處于非正常狀態(tài)時(shí)，也能精確地設(shè)定參考相位偏移。
此外，當(dāng)設(shè)定參考相位偏移數(shù)據(jù)時(shí)，由于在量化平均值中加入了0.5000的偏差值，因此在鎖定狀態(tài)得到的參考時(shí)鐘和比較時(shí)鐘之間的相位偏移數(shù)據(jù)PD總是包括對(duì)參考相位偏移值的正負(fù)(+-)偏差，從而DP-PLL運(yùn)行來(lái)補(bǔ)償相位偏移。
因此，由于在相位偏移檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生的量化誤差導(dǎo)致的相位偏移被減小，因此最大的時(shí)間間隔誤差也可能被減小。
權(quán)利要求
1.用于控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路的方法，包括以下步驟在初始階段設(shè)置相應(yīng)于壓控振蕩器的初始中心頻率的一個(gè)值，并將其帶入自由運(yùn)行模式，除非在固有振蕩模式下未監(jiān)測(cè)到參考時(shí)鐘信號(hào)的非正常性之外，確定模式處于正常狀態(tài)，并將固有振蕩模式轉(zhuǎn)換為快速模式；在初始過(guò)程中將相位偏移數(shù)據(jù)存貯預(yù)定的時(shí)間周期，并且計(jì)算其平均值，從而將該平均值設(shè)定為快速模式的參考相位偏移；計(jì)算并控制壓控振蕩器的一個(gè)控制值，以將所述相位偏移數(shù)據(jù)收斂到參考相位偏移；一旦快速模式穩(wěn)定下來(lái)，即將該快速模式轉(zhuǎn)換為正常模式，在初始階段將相位偏移數(shù)據(jù)存貯預(yù)定的時(shí)間周期，測(cè)定一個(gè)平均值并將所述平均值設(shè)置為正常模式的參考相位偏移，計(jì)算并控制被收斂到所述參考相位偏移的壓控振蕩器的控制值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在所述參考時(shí)鐘信號(hào)處于非正常情況時(shí)，通過(guò)將參考相位偏移設(shè)置為一個(gè)值來(lái)計(jì)算和控制壓控振蕩器的控制值，這個(gè)值是從在正常模式轉(zhuǎn)換為快速模式之后一段預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去對(duì)正常模式下VCO的控制值作逆運(yùn)算得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在非正常運(yùn)行情況下，不改變參考相位偏移的預(yù)定值而將快速模式或正常模式轉(zhuǎn)變?yōu)楸３止收蠣顟B(tài)模式；在保持故障狀態(tài)模式下所述參考時(shí)鐘信號(hào)被正常地監(jiān)測(cè)到時(shí)，通過(guò)把參考相位偏移設(shè)置為一個(gè)值來(lái)計(jì)算和控制壓控振蕩器的控制值，該值是從在保持故障狀態(tài)模式轉(zhuǎn)換為快速模式之后一段預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)的相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去對(duì)保持故障狀態(tài)模式下VCO的控制值作逆運(yùn)算得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值所得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟量化平均值；將一個(gè)偏差值加入量化的平均值。
5.用于控制數(shù)字處理鎖相環(huán)路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的電路，包括兩個(gè)E1接口，用于從數(shù)字時(shí)鐘提供設(shè)備接收兩個(gè)參考時(shí)序信號(hào)，并產(chǎn)生兩個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)；一個(gè)參考時(shí)鐘選擇和分頻電路，用于對(duì)E1接口的兩個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻，并且監(jiān)測(cè)選定的參考時(shí)鐘信號(hào)的損失；一個(gè)相位誤差檢測(cè)和存貯裝置，用于由系統(tǒng)時(shí)鐘中具有較高頻率的一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘計(jì)算由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻的比較時(shí)鐘和在參考時(shí)鐘選擇和分頻電路中選定的時(shí)鐘之間的一個(gè)相位偏移數(shù)據(jù)值，并將該值作為相位偏移數(shù)據(jù)來(lái)存貯；控制裝置，用于產(chǎn)生一個(gè)控制值(DACW)，通過(guò)根據(jù)控制算法來(lái)處理在相位偏移檢測(cè)與存貯電路中讀出的相位偏移，將系統(tǒng)時(shí)鐘與選定的同步時(shí)鐘同步；壓控振蕩電路，向其提供DACW以將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，將該模擬信號(hào)提供給一個(gè)壓控振蕩器并且產(chǎn)生一個(gè)同步系統(tǒng)時(shí)鐘；一個(gè)分頻器，用于對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，并且產(chǎn)生若干分頻系統(tǒng)時(shí)鐘、一個(gè)幀脈沖和一個(gè)多幀脈沖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述相位偏移檢測(cè)和存貯裝置通過(guò)計(jì)算分頻參考時(shí)鐘的上升沿到分頻系統(tǒng)時(shí)鐘的上升沿之間的間隔，得到一個(gè)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于控制裝置在初始階段時(shí)確定參考時(shí)鐘信號(hào)在自由運(yùn)行模式時(shí)處于正常狀態(tài)的情況下進(jìn)入快速模式，在初始階段將相位偏移數(shù)據(jù)存貯預(yù)定的時(shí)間周期，測(cè)量相位偏移的平均值，將這個(gè)平均值設(shè)定為快速模式的參考相位偏移以計(jì)算VCO的控制值，并且一旦快速模式穩(wěn)定下來(lái)，在快速模式轉(zhuǎn)換為正常模式后的一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，存貯檢測(cè)的相位偏移數(shù)據(jù)，找出它的平均值，隨后將這個(gè)平均值設(shè)置為正常模式的參考相位偏移，以計(jì)算VCO的一個(gè)控制值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述控制裝置在非正常運(yùn)行情況下，將快速模式或正常模式轉(zhuǎn)換為保持故障狀態(tài)模式而不改變參考相位偏移的預(yù)定值，如果在保持故障狀態(tài)模式下正常地監(jiān)測(cè)到參考時(shí)鐘，那么將保持故障狀態(tài)模式轉(zhuǎn)換為快速模式，并且通過(guò)將參考相位偏移設(shè)置為一個(gè)值來(lái)計(jì)算壓控振蕩器的控制值，所述值是通過(guò)從一個(gè)預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去對(duì)在保持故障狀態(tài)模式下VCO的控制值作逆運(yùn)算到得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值得到的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述控制裝置在所述參考時(shí)鐘信號(hào)處于非正常情況下，當(dāng)從正常模式轉(zhuǎn)換到快速模式后，通過(guò)將參考相位偏移設(shè)定為一個(gè)值來(lái)計(jì)算壓控振蕩器的控制值，所述值是從預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)相位偏移數(shù)據(jù)的平均值中減去對(duì)正常模式下VCO的控制值作逆運(yùn)算得到的當(dāng)前相位偏移數(shù)據(jù)的平均值而得到的。
全文摘要
用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步的數(shù)字處理鎖相環(huán)路的控制算法，能防止運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生的相擊。包括在初始階段設(shè)置相應(yīng)于壓控振蕩器初始中心頻率的值并帶入固有振蕩模式；在正常狀態(tài)下轉(zhuǎn)換為快速模式；計(jì)算相位偏移數(shù)據(jù)的平均值并設(shè)定為快速模式的參考相位偏移；計(jì)算并控制壓控振蕩器的控制值；一旦快速模式穩(wěn)定即轉(zhuǎn)換為正常模式；計(jì)算相位偏移數(shù)據(jù)的平均值并將其設(shè)置為正常模式的參考相位偏移，計(jì)算并控制壓控振蕩器的控制值。
文檔編號(hào)H03L7/107GK1127447SQ9511770
公開(kāi)日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月15日
發(fā)明者樸重熙 申請(qǐng)人:Lg情報(bào)通信株式會(huì)社