[发明专利]时钟同步装置及其同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通讯技术中的时钟同步技术，具体说，涉及一种时钟同步装置及其同步方法。

背景技术

无线同步网是一个由节点时钟设备和定时链路组成的实体网，网同步是指为了保证无线通信网正常工作，分配定时信号到网内所有节点，要求网内所有节点的时钟频率和相位严格控制在一定的容差范围内。

在无线同步网中采用GPS(全球定位系统)配置基准钟，基准时钟单元跟踪GPS接收机输出的PP1S(秒脉冲)时钟，现有的同步方法中，利用数字锁相环将时钟输出信号调至与时钟输入信号同频，将时钟输出信号与时钟输入信号的目标相位差值记入数字锁相环中的数字环路滤波控制器的存储器中，将数字锁相环中压控振荡器在时钟输出信号与时钟输入信号同频后的控制电压值V_D记入数字环路滤波控制器的存储器中后，再将时钟输出信号调至与时钟输入信号同相。采用这种同步方法，基准时钟单元利用数字锁相环对振荡器输出时钟进行跟踪控制，直到振荡器输出时钟与GPS接收机输出PP1S时钟同步，网内其它节点时钟与基准主时钟同步。

但在非正常条件下，如GPS天馈系统异常引起的GPS接收机输出PP1S时钟抖动，基准时钟单元上振荡器输出时钟偏等，使得基准时钟单元振荡器输出时钟与GPS接收机输出PP1S时钟相位差偏大。如果采用现有的同步处理方法，同步跟踪的过程中会使基准时钟单元输出时钟发生一次或多次异常，甚至导致网内相关节点硬件单元复位，造成短时间内通讯系统软切换失败。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种时钟同步装置，提高了基准时钟单元输出时钟的可靠性，有效保证了系统通讯质量。

技术方案如下：

一种时钟同步装置，包括数字锁相环，所述数字锁相环用于对振荡器输出的时钟信号进行跟踪控制，直到所述振荡器输出的时钟信号与GPS接收机输出的时钟信号同步，所述数字锁相环包括：主鉴相器、主计数器、环路滤波器和数/模转换器，其中，

主鉴相器，接收输入的参考时钟信号和所述振荡器输出的时钟信号，用于检测所述参考时钟信号和振荡器输出的时钟信号之间的相位差，根据所述相位差生成第一相位差信号，并将所述第一相位差信号发送到所述环路滤波器；

主计数器，接收振荡器输出的时钟信号和外部的同步信号，用于完成对所述振荡器输出的时钟信号的计数，计数后将所述时钟信号发送给所述主鉴相器；所述同步信号用于对所述主计数器进行同步清零操作；

环路滤波器，接收所述主鉴相器的第一相位差信号，用于将所述第一相位差信号转化为电压控制比特字输出给所述数/模转换器；

数/模转换器，接收所述电压控制比特字，用于完成数字信号到模拟信号的转换，输出模拟电压给所述振荡器，所述模拟电压用于调整所述振荡器输出的时钟信号。

优选的，所述数字锁相环还包括辅助鉴相器和辅助计数器，其中，

辅助鉴相器，接收输入的参考时钟信号和所述振荡器输出的时钟信号，用于检测所述参考时钟信号和所述时钟信号之间的相位差，并根据所述相位差生成第二相位差信号，将所述第二相位差信号发送到所述环路滤波器；

辅助计数器，接收所述振荡器输出的时钟信号和外部的同步信号，用于完成对所述振荡器输出的时钟信号的计数，计数后将所述时钟信号发送给所述辅助鉴相器；所述同步信号用于对所述辅助计数器进行同步清零操作；

环路滤波器，接收所述辅助鉴相器的第二相位差信号，用于将所述第二相位差信号转化为电压控制比特字输出给所述数/模转换器。

优选的，所述环路滤波器存储有门限值，所述相位差信号包括第一相位差信号和第二相位差信号；所述主鉴相器将所述第一相位差信号发送到所述环路滤波器；当所述第一相位差信号大于所述门限值时，所述环路滤波器选择使用辅助鉴相器，所述辅助鉴相器将所述第二相位差信号发送到所述环路滤波器；当所述第一相位差信号小于所述门限值时，所述环路滤波器继续选择使用主鉴相器，所述主鉴相器将所述第一相位差信号发送到所述环路滤波器。

优选的，还包括时钟处理单元，所述时钟处理单元接收所述振荡器输出的时钟信号，根据所述时钟信号生成所述时钟同步装置的输出时钟信号。

优选的，还包括主计数器同步信号产生单元和微处理器单元，其中，所述微处理器单元用于产生同步启动信号；所述主计数器同步信号产生单元接收所述参考时钟信号和同步启动信号，据此产生所述外部的同步信号，并将所述同步信号输出给所述主计数器。

优选的，还包括辅助计数器同步信号产生单元，所述辅助计数器同步信号产生单元接收参考时钟信号和同步启动信号，据此产生所述外部的同步信号，并将所述同步信号输出给所述辅助计数器。