[发明专利]多系统间时钟与秒脉冲高精度对齐的方法、处理器及系统

说明书

本发明提供一种多系统间时钟与秒脉冲高精度对齐的方法、处理器及系统，属于时钟同步技术领域。本发明多系统间时钟与秒脉冲高精度对齐的方法，包括如下步骤：设定调节本地时钟相位的初始步长和最小步长；获取用秒脉冲对本地时钟进行采样的采样结果；根据采样结果采用初始步长对本地时钟相位进行调整；当采样结果切换时，逐步缩小步长，然后继续采样调整，直至调节的步长收敛至最小步长。本发明的有益效果为：实现方法使多系统间时钟与秒脉冲对齐，精度达到10ps级。

技术领域

本发明涉及一种数字化相控阵雷达领域内的时钟同步技术，尤其涉及一种多系统间时钟与秒脉冲高精度对齐的方法，还涉及一种实现所述方法的处理器，还涉及一种包含所述处理器的时钟与秒脉冲高精度对齐的系统。

背景技术

数字化相控阵雷达由多个数字化收发通道组成，每个通道的同步依赖于时钟的严格同步。时钟的严格同步分为两方面，一是时钟沿严格对齐，解决一个时钟周期内的相位同步。二是使用与时钟对齐的同步脉冲解决跨时钟周期的同步，同步脉冲常用的是秒脉冲，本发明表述就以秒脉冲代替。

系统内时钟同步分配如图1所示，所谓系统内是指同一时钟源的系统。一般是中小规模相控阵、车载阵、基地子阵等。在同一设备内，每个通道都获得由同一时钟源连线分配的时钟和秒脉冲，且每个时钟和秒脉冲之间都是严格对齐的。时钟连线约几米至十几米。这是业内数字化相控阵雷达常用方法。

至于每个通道内部如何利用对齐的时钟和秒脉冲使通道同步，涉及到通道内的AD采样同步、基带数据处理的同步等内容，有许多文章可参考，此处不再赘述。

大规模、超大规模相控阵的多系统情况如图2所示。系统1～系统n，相当于多个子阵、小型基地或车载阵。系统间不便像图1所示的那样做系统内高频时钟分配。每个系统都采用自己独立时钟源，那么系统间各时钟的高精度同步是技术难点。

多系统间的时钟同步，首先需要1个统一同步的秒脉冲，秒脉冲1～秒脉冲n同步的方式目前采用同源方式通过电缆、光纤或卫星授时等方式获取。具体方式根据现场情况选择，固定位置的基地子阵中等距离内可用电缆，长距离可用光纤或卫星授时，而机动的车载阵不适合布线缆则用卫星授时，精度也依次变差。

统一分配的秒脉冲1～秒脉冲n通过固定延时补偿，达到每个系统时是严格对齐的，因此本发明表述为一个信号：秒脉冲。每个系统内一般采用锁相环原理以秒脉冲做参考输入，产生各自的时钟1～时钟n。锁相环频率相位锁定后，时钟1～时钟n的频率得到校准，相位不发生漂移，同步完成，但是此时每个时钟的相对秒脉冲的相位并不一致(如图3所示)，也就是它们的上升沿没有严格对齐。因此这种同步的误差最大有1个时钟周期。如以250MHz的时钟为例就是4ns。这个精度无法满足相控阵雷达高精度同步要求，同步精度不高，因而影响系统的性能。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种多系统间时钟与秒脉冲高精度对齐的方法，还提供一种实现所述方法的处理器及系统。

本发明多系统间时钟与秒脉冲高精度对齐的方法包括如下步骤：

S1：设定调节本地时钟相位的初始步长和最小步长；

S2：获取用秒脉冲对本地时钟进行采样的采样结果；

S3：根据采样结果采用初始步长对本地时钟相位进行调整；

S4：当采样结果切换时，逐步缩小步长，然后返回步骤S2继续采样，直至调节的步长收敛至最小步长。

本发明作进一步改进，在步骤S4执行后，处理器进入统计微调状态，所述统计微调状态的处理方法为：

A1：获取用秒脉冲对本地时钟进行采样的采样结果；

A2：统计设定时长内的采样结果；

A3：判断其中一个采样结果统计值是否超过设定门限值，如果否，返回执行步骤A2，如果是，执行步骤A4；