[发明专利]一种时钟同步数字锁相方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号锁相技术领域，尤其涉及一种时钟同步数字锁相方法和装置。 

背景技术

在通讯、仪器仪表、自动控制等领域，常常需要采用信号锁相技术处理各种输入信号。信号锁相环电路是一种常用的信号锁相技术，例如在数据接收中的时钟同步。附图1是现有的数字锁相环示意框图，如附图1所示，一般数字锁相环包括：鉴相器，用于输入的参考信号和反馈信号之间的相位差值比较，并输出一个表示相位差值的误差信号；低通滤波器，低通滤波器紧接在鉴相器之后，用于滤除误差信号中的低频信号；数控振荡器，数控振荡器根据输入的误差信号，产生一个相位经过调整后的输出信号；分频器，将数控振荡器的输出信号分频后得到一个反馈信号，分频器使得反馈信号的频率与参考信号相同。 

由于参考信号是时变信号，从鉴相器产生误差信号，误差信号经过低通滤波器、数控振荡器、分频器返回鉴相器时有一定的时间差，此时参考信号有可能发生了改变，因而容易产生一个非固有抖动的误差，当临近锁定状态时，这个非固有抖动误差使得反馈信号围绕参考信号左右振动，反馈信号阻尼振荡式的逼近参考信号，相位锁定时间长。为了解决这种阻尼振荡式的逼近情况，一般的数字锁相环电路采用的方法是在误差信号中不停地间隔性插入空操作指令。空操作使得数控振荡器不校正反馈信号。增加空操作的方法在参考信号与反馈信号相位相差不大时能起到很好的作用，当参考信号与反馈信号相位相差比较大时，会增加锁定时间。而且大量的空操作指令存在，会降低锁相环的灵敏度。 

一般的数字锁相环电路还采用上计数器、下计数器来计数误差信号中的相位调整量，计数器的值通过一个相应的译码器送入数控振荡器，以便对其输出信号进行调整。计数器的宽度决定了相位调整的步长，计数器越宽，步长值越小，调整的精度就更高，锁定的时间也就越长，占用的逻辑单元更多。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种时钟同步数字锁相方法和装置，该方法和装置占用较少的逻辑单元，能快速地锁定相位，可有效地防止反馈信号阻尼振荡式地逼近参考信号。 

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种时钟同步数字锁相方法，它包括以下步骤： 

步骤一，根据滑动窗对参考信号与反馈信号进行相位比较，判断出反馈信号的相位相对于参考信号的相位为超前、滞后或相等，产生用于表示这三种信息的误差信号；

步骤二，根据所述误差信号对反馈信号的相位进行调整，相位被调整后的信号作为第一输出信号被输出；

步骤三，对所述第一输出信号进行分频处理，产生反馈信号、用于参考信号与反馈信号进行相位比较的滑动窗、以及输出到外部的第二输出信号；继续步骤一。

所述滑动窗为一个通过采集反馈信号的边沿并以反馈信号的边沿位置为 

中心而产生的脉冲信号。

所述根据滑动窗对参考信号与反馈信号进行相位比较具体为，当参考信号的边沿位于滑动窗的后面区域，则反馈信号的相位相对于参考信号的相位为超前；当参考信号的边沿位于滑动窗的前面区域，则反馈信号的相位相对于参考信号的相位为滞后；当参考信号的边沿位于滑动窗内，则反馈信号的相位相对于参考信号的相位为相等。 

所述根据误差信号对反馈信号的相位进行调整具体为，当误差信号表示为反馈信号的相位相对于参考信号的相位为超前的信息时，则反馈信号被吞除一个脉冲；当误差信号表示为反馈信号的相位相对于参考信号的相位为滞后的信息时，则反馈信号被插入一个脉冲；当误差信号表示为反馈信号的相位相对于参考信号的相位为相等的信息时，则反馈信号的相位不进行调整。 

所述反馈信号的边沿为反馈信号的下降沿；所述参考信号的边沿为参考信号的下降沿。 

一种时钟同步数字锁相装置，它包括鉴相器、数控振荡器和分频器；所述鉴相器根据滑动窗对参考信号与反馈信号进行相位比较，判断出反馈信号的相位相对于参考信号的相位为超前、滞后或相等，产生用于表示这三种信息的误差信号；所述数控振荡器根据鉴相器产生的误差信号对反馈信号的相位进行调整，输出相位被调整后的信号作为第一输出信号；所述分频器对数控振荡器输出的第一输出信号进行分频处理，产生输出到鉴相器的反馈信号和用于参考信号与反馈信号进行相位比较的滑动窗，以及产生输出到外部的第二输出信号。 

所述分频器产生的滑动窗为一个由分频器通过采集反馈信号的边沿并以 

反馈信号的边沿位置为中心而产生的脉冲信号。