專利名稱：一種相位調(diào)整的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及電子通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種相位調(diào)整的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在時(shí)頻應(yīng)用和時(shí)頻測控領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要對電路系統(tǒng)中各個(gè)部分 的時(shí)鐘信號進(jìn)行精細(xì)的相位調(diào)整，以保證整個(gè)電路系統(tǒng)工作的可靠性。目前， 常見的相位調(diào)整方法包括延遲線法和鎖相環(huán)法。其中，
延遲線法是通過延遲線電路將電信號延遲一段時(shí)間的方法。延遲線電路應(yīng) 在通帶內(nèi)具有平坦的幅頻特性和一定的相移特性或延時(shí)頻率特性，要有適當(dāng)?shù)?匹配阻抗和專交小的衰減。
鎖相環(huán)法是通過鎖相環(huán)電路對時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整的方法，鎖相環(huán)電路 包括鑒相器、調(diào)相/調(diào)頻的時(shí)鐘發(fā)生器和環(huán)路濾波器，其中，
鑒相器，用于判斷鎖相環(huán)所輸出的時(shí)鐘信號和接收的時(shí)鐘信號的相差的幅
度；調(diào)相/調(diào)頻的時(shí)鐘發(fā)生器，用于根據(jù)鑒相器輸出的信號適當(dāng)調(diào)節(jié)鎖相環(huán)內(nèi) 部的時(shí)鐘輸出信號的頻率或者相位，使得鎖相環(huán)完成上述的固定相差功能；環(huán) 路濾波器，用于對鑒相器的輸出信號進(jìn)行濾波和平滑。
然而，上述兩種相位調(diào)整方法都存在一定的缺陷，其中，延遲線法難以精 確控制相位調(diào)整的大小，而鎖相環(huán)法由于通過改變初始相位來調(diào)整輸出信號相 位，因此調(diào)整精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種相位調(diào)整的方法及裝置。通過該方 法及裝置達(dá)到大大提高時(shí)鐘信號的相位調(diào)整精度，從而較大程度地提高系統(tǒng)工 作穩(wěn)定性和可靠性的目的。
本發(fā)明提供了一種相位調(diào)整的方法，包括以下步驟
A. 處理器接收控制命令，根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生頻移鍵
控控制信號和配置直接數(shù)字頻率合成器中頻率控制字的值；
B. 時(shí)間間隔發(fā)生器發(fā)出頻移鍵控控制信號控制直接數(shù)字頻率合成器選擇 頻率控制字；
C. 直接數(shù)字頻率合成器根據(jù)選擇的頻率控制字和該頻率控制字的值，對 輸入時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整。
該方法所迷頻移鍵控控制信號為幅值等于0或1的脈沖信號。 該方法所述脈沖信號為預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號。
該方法所述頻率控制字包括
第一頻率控制字，用于保持當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位； 第二頻率控制字，用于調(diào)整當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位。 該方法所述步驟B為
當(dāng)頻移4建控控制信號為幅值等于0的脈沖信號時(shí)，選擇第一頻率控制字； 當(dāng)頻移4建控控制信號為幅值等于1的脈沖信號時(shí)，選4奪第二頻率控制字。 本發(fā)明還提供了一種相位調(diào)整的裝置，包括
處理器，用于接收控制命令，根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生頻移 鍵控控制信號和配置直接數(shù)字頻率合成器中頻率控制字的值；
時(shí)間間隔發(fā)生器，用于發(fā)出頻移鍵控控制信號控制直接數(shù)字頻率合成器選 擇頻率控制字；
直接數(shù)字頻率合成器，用于根據(jù)選擇的頻率控制字和該頻率控制字的值， 對輸入時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整。
該裝置所述時(shí)間間隔發(fā)生器為可編程邏輯器件。
該裝置所述時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生的頻移鍵控控制信號為幅值等于0或1
的預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號。
該裝置所述直接數(shù)字頻率合成器的頻率控制字包括 第一頻率控制字，用于保持當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位； 第二頻率控制字，用于調(diào)整當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位。
該裝置所述直接數(shù)字頻率合成器在頻移鍵控控制信號為幅值等于0的脈 沖信號時(shí)，選擇第一頻率控制字；在頻移鍵控控制信號為幅值等于1的脈沖信
號時(shí)，選擇第二頻率控制字。
本發(fā)明所述的相位調(diào)整的方法及裝置，根據(jù)頻率的改變量對時(shí)間的積分是
該段時(shí)間內(nèi)的相位改變量的原理，利用直接數(shù)字頻率合成(DDS, Direct Digital Synthesis)技術(shù)，通過精確控制頻率的改變量和頻率改變的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對時(shí)鐘 信號相位的精確調(diào)整，大大提高了時(shí)鐘信號的相位調(diào)整精度，從而大大提高了 系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。


圖1為本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整的裝置結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖1為本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整的裝置結(jié)構(gòu)圖，包括
處理器101,用于接收外部的控制命令，根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生 器102和配置直接數(shù)字頻率合成器103。其中，處理器101根據(jù)控制命令控制 時(shí)間間隔發(fā)生器102產(chǎn)生預(yù)定時(shí)間寬度的頻移鍵控(FSK， Frequency Shift Keying)控制信號；處理器101根據(jù)控制命令配置直接數(shù)字頻率合成器103中 頻率控制字的值。
時(shí)間間隔發(fā)生器102，用于以輸入時(shí)鐘信號Fin為工作時(shí)鐘，在處理器的 控制下，產(chǎn)生具有預(yù)定時(shí)間寬度的FSK控制信號。時(shí)間間隔發(fā)生器可由可編 程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。
直接數(shù)字頻率合成器103,用于根據(jù)FSK控制信號選擇其內(nèi)部頻率控制字 WF1或WF2，對輸入時(shí)鐘信號Fin進(jìn)行相位調(diào)整。
直接數(shù)字頻率合成器103包括時(shí)鐘信號輸入端和時(shí)鐘信號輸出端，通過時(shí) 鐘信號輸入端接收輸入時(shí)鐘信號Fin,通過時(shí)鐘信號輸出端輸出經(jīng)過相位調(diào)整 后的輸出時(shí)鐘信號Fout。
直接數(shù)字頻率合成器103與處理器101連接，接受處理器101的配置；同 時(shí)與時(shí)間間隔發(fā)生器102連接，接收時(shí)間間隔發(fā)生器102的FSK控制信號，
根據(jù)FSK控制信號選擇頻率控制字。
圖2為本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)相位調(diào)整的方法流程圖，具體實(shí)施步驟如下 步驟201，處理器接收外部控制命令，才艮據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器
和配置直接數(shù)字頻率合成器。
處理器根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生預(yù)定時(shí)間寬度的頻移鍵控
FSK控制信號；處理器根據(jù)控制命令配置直接數(shù)字頻率合成器中頻率控制字的值。
步驟202,時(shí)間間隔發(fā)生器通過其產(chǎn)生的預(yù)定時(shí)間寬度的頻移鍵控FSK控 制信號控制直接數(shù)字頻率合成器選擇頻率控制字。
時(shí)間間隔發(fā)生器以輸入時(shí)鐘信號為工作時(shí)鐘，在處理器的控制下，產(chǎn)生具 有預(yù)定時(shí)間寬度的FSK控制信號并輸入到直接數(shù)字頻率合成器中。
步驟203,直接數(shù)字頻率合成器根據(jù)選擇的頻率控制字和該頻率控制字的 值，對輸入時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整。
下述為本發(fā)明中對大小為10MHz的輸入時(shí)鐘信號Fin進(jìn)行相位調(diào)整的一 個(gè)較佳實(shí)施例。
處理器采用功能比較簡單的51系列單片機(jī)。
由于在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用中，時(shí)間間隔發(fā)生器的輸入時(shí)鐘信號Fin —般為 5MHz或者10MHz,其主要部分是一個(gè)計(jì)數(shù)器，因此，本發(fā)明中的時(shí)間間隔發(fā) 生器采用低容量、的速率的可編程邏輯器件。
直接數(shù)字頻率合成器選用48位且有FSK功能的直接數(shù)字頻率合成DDS 芯片。該DDS芯片包括受FSK控制信號控制的頻率控制字WF1和WF2，當(dāng) FSK為O時(shí)，選擇WF1;當(dāng)FSK為1時(shí)，選擇WF2。
下述公式①表示DDS芯片輸出的時(shí)鐘信號Fout與DDS芯片的工作參考 頻率Fr的關(guān)系
公式①中，W為通過FSK控制信號選擇的頻率控制字WF1或WF2,當(dāng) FSK為O時(shí)，選擇WF1時(shí)，W = WF1;當(dāng)FSK為1時(shí)，選擇WF2時(shí)，W = WF2。另外，DDS芯片的工作參考頻率Fr為80MHz, 48表示DDS芯片的位數(shù)。
當(dāng)系統(tǒng)輸入時(shí)鐘信號正常不需要對進(jìn)行相位調(diào)整時(shí)，說明DDS芯片輸出 此時(shí)的時(shí)鐘信號Fout始終保持為10MHz,因此，外部控制命令通過處理器控 制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生大小為O的FSK控制信號，由于FSK控制信號為0時(shí)
Fout
選擇的頻率控制字為WFl,根據(jù)公式①的推導(dǎo)公式W =|248 ,計(jì)算出
Fr
WF1:
Fout』 10 』 ^ WF1 = ~^r~248 = :x248 = 245 = 0x200000000000 Fr 80
當(dāng)系統(tǒng)輸入時(shí)鐘信號出現(xiàn)相位偏差而需要進(jìn)行相位調(diào)整時(shí)，外部控制命令 通過處理器控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生大小為1的FSK控制信號，即預(yù)定時(shí)間 寬度的正脈沖信號，由于FSK控制信號為1時(shí)選擇的頻率控制字為WF2,因 此通過設(shè)定WF2來實(shí)現(xiàn)對輸入時(shí)鐘信號的相位調(diào)整，具體如下
與WF2對應(yīng)的頻率改變量AF的關(guān)系如^厶式②所示
AF = 4rFr = 2.482x 10-7Hz
該公式表示，當(dāng)WF2改變1個(gè)單位值時(shí)，與WF2對應(yīng)的頻率改變量AF 為2.482乂10_7他。
輸出時(shí)鐘信號Fout的相位改變量AP與頻率改變量AF的關(guān)系，如公式③ 所示
AP"FxTxUI ③ 其中，T為頻率改變量AF的保持時(shí)間，UI表示Fout-10MHz時(shí)的一個(gè) 時(shí)鐘周期，即0.1us。
結(jié)合公式②和③，我們得出以下結(jié)論
如果WF2減小1個(gè)單位值，即WF2 = 0x200000000000 - 1 = OxlFFFFFFFFFFF，且FSK控制信號為時(shí)間寬度為ls的正脈沖，輸出時(shí)鐘信 號Fout將由10MHz變?yōu)?0MHz-AF，在保持T-ls后，重新變回10MHz 時(shí)，但輸出時(shí)鐘信號Fout的相位將滯后2.482 x 10—7UI = 0.02482ps。
因此，當(dāng)輸出時(shí)鐘信號Fout的相位超前0.02482ps時(shí)，設(shè)計(jì)人員通過將
WF2減小1個(gè)單位值，即WF2 = 0x200000000000 - 1 = OxlFFFFFFFFFFF,并 控制時(shí)間間隔發(fā)生器輸出時(shí)長寬度為ls的正脈沖FSK控制信號，從而將輸出 時(shí)鐘信號Fout的相位調(diào)整到初始相位。
如果WF2增加1個(gè)單位值，即WF2 = 0x200000000000 + 1 = 0x200000000001，且FSK控制信號為時(shí)間寬度為ls的正脈沖，輸出時(shí)鐘信號 Fout由10MHz變?yōu)?0MHz+AF,在保持T-ls時(shí)間后，重新變回10MHz。 Fout相位就會(huì)超前2.482 x 10—7UI = 0.02482ps。
因此，當(dāng)輸出時(shí)鐘信號Fout的相位滯后0.02482ps時(shí)，設(shè)計(jì)人員通過將 WF2增加1個(gè)單位值，即WF2 = 0x200000000000 + 1 = 0x200000000001，并控 制時(shí)間間隔發(fā)生器輸出時(shí)間寬度為ls的正脈沖FSK控制信號，從而將Fout 的相位調(diào)整到初始相位。
上述FSK控制信號的時(shí)間寬度為可調(diào)變量，用于控制相位調(diào)整的精度， 當(dāng)該可調(diào)變量的精度由ls調(diào)整為lms時(shí)，輸出時(shí)鐘信號Fout的相位調(diào)整精度 將能夠提高1000倍，即0.00002482ps。
綜上所述，本發(fā)明通過首先確定需要輸出時(shí)鐘信號Fout的相位改變量A P，通過相位改變量AP、時(shí)鐘周期UI和FSK控制信號的脈沖寬度T，求出頻 率改變量AF,然后通過公式②求出WF2的改變量，將求得的數(shù)值以控制命令 的形式輸入處理器，從而實(shí)現(xiàn)對輸入時(shí)鐘信號的相位調(diào)整。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種相位調(diào)整的方法，其特征在于，包括以下步驟A.處理器接收控制命令，根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生頻移鍵控控制信號和配置直接數(shù)字頻率合成器中頻率控制字的值；B.時(shí)間間隔發(fā)生器發(fā)出頻移鍵控控制信號控制直接數(shù)字頻率合成器選擇頻率控制字；C.直接數(shù)字頻率合成器根據(jù)選擇的頻率控制字和該頻率控制字的值，對輸入時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述頻移鍵控控制信號為 幅值等于0或1的脈沖信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述脈沖信號為預(yù)定時(shí)間 寬度的脈沖信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述頻率控制字包括 第一頻率控制字，用于保持當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位； 第二頻率控制字，用于調(diào)整當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟B為 當(dāng)頻移鍵控控制信號為幅值等于0的脈沖信號時(shí)，選擇第一頻率控制字； 當(dāng)頻移鍵控控制信號為幅值等于1的脈沖信號時(shí)，選擇第二頻率控制字。
6. —種相位調(diào)整的裝置，其特征在于，包括處理器，用于接收控制命令，根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生頻移 鍵控控制信號和配置直接數(shù)字頻率合成器中頻率控制字的值；時(shí)間間隔發(fā)生器，用于發(fā)出頻移鍵控控制信號控制直接數(shù)字頻率合成器選 擇頻率控制字；直接數(shù)字頻率合成器，用于根據(jù)選擇的頻率控制字和該頻率控制字的值， 對輸入時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述時(shí)間間隔發(fā)生器為可 編程邏輯器件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述時(shí)間間隔發(fā)生器 產(chǎn)生的頻移鍵控控制信號為幅值等于O或1的預(yù)定時(shí)間寬度的脈沖信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于， 所述直接數(shù)字頻率合成器的頻率控制字包括 第一頻率控制字，用于保持當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位； 第二頻率控制字，用于調(diào)整當(dāng)前輸入時(shí)鐘信號的相位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述直接數(shù)字頻率合成器 在頻移鍵控控制信號為幅值等于O的脈沖信號時(shí)，選擇第一頻率控制字；在頻 移鍵控控制信號為幅值等于1的脈沖信號時(shí)，選擇第二頻率控制字。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相位調(diào)整的方法處理器接收控制命令，根據(jù)控制命令控制時(shí)間間隔發(fā)生器產(chǎn)生頻移鍵控控制信號和配置直接數(shù)字頻率合成器中頻率控制字的值；時(shí)間間隔發(fā)生器發(fā)出頻移鍵控控制信號控制直接數(shù)字頻率合成器選擇頻率控制字；直接數(shù)字頻率合成器根據(jù)選擇的頻率控制字和該頻率控制字的值，對輸入時(shí)鐘信號進(jìn)行相位調(diào)整。同時(shí)還公開了一種相位調(diào)整的裝置，包括處理器、時(shí)間間隔發(fā)生器和直接數(shù)字頻率合成器。通過本發(fā)明大大提高了時(shí)鐘信號的相位調(diào)整精度，從而大大提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號G06F1/02GK101114179SQ200710120318
公開日2008年1月30日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月15日
發(fā)明者王秀峰, 貫士俊 申請人:中興通訊股份有限公司