[发明专利]一种时钟锁相环控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信领域的同步技术，特别是涉及一种时钟锁相环控制方法及装置。

背景技术

随着数字通信技术的发展，数字通信网可为用户提供多种不同的业务，从普通业务到智能增值业务，从语音业务到数据、图象等综合业务。由于多种业务的并存使得通信系统中的同步技术显得尤为重要。

同步技术作为通信系统内各设备之间相互通信的基础，如果通信双方没有建立良好的同步，则信息在传递过程中就不可避免地会出现误码、滑码等现象，从而造成通信质量的下降，因此，为了确保通信双方各项业务的通信质量，在数字通信系统中必须提供较好的时钟同步技术。

时钟锁相环装置是实现时钟同步的装置，它实现时钟同步效果的好坏直接关系到数字通信系统能否正常通信。传统时钟锁相环装置的原理是比较本装置接收到的参考时钟源与本装置输出的时钟频率，得到一个差值来控制时钟锁相环装置的输出，以实现参考时钟源频率和时钟锁相环装置输出的时钟频率一致。

由图1可知，现有的时钟锁相环结构包括相位负反馈系统、频率合成器16和时钟驱动器17，其中相位负反馈系统可包括鉴相器11、环路滤波器12、模数转换器13、压控振荡器14和分频器15。时钟锁相环是为了实现参考时钟源输出的时钟频率f0和压控晶体振荡器14输出的时钟频率f1一致，其中f1是由压控晶体振荡器14输出频率f经分频器15分频得到的。

在现有的时钟锁相环中，也可在频率合成器16前面使用其他形式的锁相环，如全数字的或是通过DDS(直接数字式频率合成器)实现，结构基本是相同的，都是使用锁相环锁定输入时钟，然后根据系统需要的频率进行频率合成，并通过时钟驱动器17将时钟信号输出。

由上述可知，由于时钟信号经过频率合成器与时钟驱动电路后，会对时钟信号的相位产生变化，因此，现有的锁相环只能使输入和输出时钟信号的频率一致，不能控制输出时钟信号的相位，影响了通信双方各项业务的通信质量，并且，由于在很多同步场合中不仅要求输出时钟信号的频率相同，而且还对输出时钟信号的相位有要求，从而造成现有锁相环的应用场合受到一定的限制。

发明内容

本发明提供一种时钟锁相环控制方法及装置，使其能够对时钟锁相环输出时钟信号的频率和相位同时进行控制。

本发明提供一种时钟锁相环控制装置，包括频率鉴相器、本地时钟控制源、处理器、频率合成器和时钟驱动器，所述装置还包括：

相位参考时钟源，输出具有预定相位的相位参考时钟信号；

相位鉴相器，用于对所述时钟驱动器输出的时钟信号与所述相位参考时钟信号进行相位鉴相；

所述处理器，用于根据所述频率鉴相器输出的频率鉴相值和所述相位鉴相器输出的相位鉴相值输出控制参数；

所述本地时钟控制源，用于根据所述控制参数输出与频率参考时钟源输出的时钟信号频率相同，并且与所述相位参考时钟信号相位相同的时钟信号。

所述相位参考时钟源由所述频率参考时钟源来实现，或由所述频率参考时钟源分频的时钟来实现，是具有预置相位的时钟。

所述处理器包括：

运算模块，用于根据y(n)＝y(n-1)+k_i[x(n)-x(n-1)]+k_p(x(n)-z(n))计算控制所述本地时钟控制源输出时钟信号的频率和相位的所述控制参数，其中，

y(n)：为本次计算的控制本地时钟控制源输出时钟信号频率的值；

y(n-1)：为上次计算的控制本地时钟控制源输出时钟信号频率的值的值；

x(n)：为本次读取的频率鉴相值；

x(n-1)：为上次读取的频率鉴相值；

z(n)：为预置的时钟相位控制参数；

k_i、k_p：为锁相环环路增益参数。

所述装置还包括：

外部检测单元，用于检测所述频率鉴相器和所述相位鉴相器的工作状态。

本发明还提供了一种时钟锁相环控制方法，包括：

相位鉴相值获取步骤，相位鉴相器对本地时钟控制源输出的时钟信号与相位时钟参考源输出的时钟信号进行相位鉴相后，获取相位鉴相值；

控制参数获取步骤，处理器根据频率鉴相器输出的频率鉴相值和所述相位鉴相值计算控制参数；

时钟信号产生步骤，本地时钟控制源根据所述控制参数输出与频率参考时钟源输出的时钟信号频率相同，并且与所述相位参考时钟信号相位相同的时钟信号。

所述时钟信号产生步骤具体包括：