[实用新型]调制域分析仪中的多相计数电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及调制域分析技术领域，具体来说，本实用新型涉及一种基于多相时钟信号相位测量的调制域分析仪中的多相计数电路。

背景技术

调制域(f-t)和时域(U-t)、频域(U-f)构成了信号的三维空间，调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域。

调制域可以反映信号频率、相位随时间的变化情况，这是传统测试仪器(时域示波器、频域频谱仪)所难以完成的。调制域分析仪将一段相对长的测量时间分成许多连续的、小的时间段，在每个小的时间段内测量，求出信号的瞬时(平均)频率。采用调制域分析方法，还可以进行脉冲的时间间隔测量，以及脉冲参数的测量。

当测试一个调频信号或一个捷变频频率源时，信号的电压并非人们所关心的参数，真正受到重视的是信号的频率变化状况或脉冲抖动的情况，即频率、时间间隔或相位等随时间的变化情况，调制域的引入使得在时域和频域中难以描述的信号参数和信号特性可以在调制域中方便地表达出来。

调制域分析仪的基本功能是高速、无间隙地连续测量频率和时间间隔，传统的频率和时间间隔测量技术不能实现这种测量。测量过程中用到不少新的关键技术，如“零空闲时间计数器技术(ZDT)”、“相关计数器技术”、“高速时间采样技术”等。此外，调制域分析仪实际是测量两个采样时间点之间信号的平均频率，由于时间点之间的间隔很短，可以用此频率来反应信号的瞬时频率。采样速率越高才能越能细致越准确地表征被测信号的频率、时间间隔等随时间变化的特性，所以调制域分析仪对计数器的速度要求很高。

以560MHz时基信号为例，其时间测量的最小分辨率约为1.786ns，当用于测量频率为100MHz的信号相位时，最大相位误差约为±64.3°，误差相当大。当采用12路相位各差30°的多相信号进行同步计数时，同样测量频率为100MHz的信号相位时，最大相位误差大幅降为±5.36°。

其测量精度的提高是以电路复杂度增加为代价的。需要12路零空闲时间计数器(ZDT)及其相应的相关同步控制电路。

目前，高速电路的复杂度限制了计数时钟频率和多相信号路数的进一步提高。

现有技术中存在一种多相计数法，如图1所示为现有技术中的一种调制域分析仪中的多相计数电路的原理框图，其原理上相当于将时基频率扩展了12倍，如采用560MHz时基信号，就可以将时间测量的时间分辨率从1.786ns提高到148.8ps。

但由于一个零空闲时间计数器相当于两个计数器在同步电路控制下交替计数，且考虑到低频信号的测量，每个计数器的位数也是很大的，达到30位数据宽度；整个锁存器、加法器和时序控制电路都是相当复杂，实现起来难度较大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于多相时钟信号相位测量的调制域分析仪中的多相计数电路，能够简化电路的规模和复杂性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种调制域分析仪中的多相计数电路，包括：

移相器，与一时基信号发生器相连接，接收一定频率的时基信号并产生N个不同相位的多相信号，每个相位之间差2π/N，N为大于等于2的自然数；

计数器，与所述移相器相连接，接收所述计数器发出的相位为0的时基信号并对其进行计数；

第一锁存器，与所述计数器相连接；

第二锁存器，与所述移相器相连接，接收所述移相器发出的相位为-2π/N至-2π(N-1)/N的其余N-1个时基信号并记录其相位状态；

时序控制电路，分别与所述时基信号发生器、所述第一锁存器和所述第二锁存器相连接。

可选地，所述计数器为零空闲时间计数器。

可选地，所述N为12，每个相位之间差π/6。

可选地，所述时基信号发生器发出的时基信号频率为560MHz。

可选地，所述移相器采用具有移相功能的功分器实现。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

在本实用新型中，可以采用例如560MHz较低的工作频率，通过精确移相，产生多个相位的时钟。560MHz时基信号通过移相电路产生如12个相位的多相信号，相当于将560MHz时基频率提高了12倍，等效时基频率达到了6.72GHz，时间测量分辨率达到了148.8ps，并通过创新，变对12路多相时钟信号的计数为对信号相位的测量，大大简化了电路，提高了电路的可实现性。

本实用新型通过上述电路的改进，简化电路的规模和复杂性，方便工程实现和调试，性能指标与改进前等效，已在调制域分析仪中得到应用。

附图说明