[发明专利]用于测定通信设备中的脉冲信号间相位差的方法及装置

说明书

在同步工作的通信设备的中央安装有一个高精度的、有故障保险功能的脉冲发生装置。由该脉冲发生装置产生的脉冲信号通过传输设备与待传输的数字信号、例如语音信号一同分配到通信网的各个部分中。借助于带有相位调整回路、即锁相回路的脉冲发生装置可在各个部分中产生各自的脉冲信号。该脉冲信号、也就是被分配的脉冲信号的相位与输入的高精度的参考脉冲信号一致。

在EP0389662B1号欧洲专利文献中公开了一种带有相位调整回路的脉冲信号发生装置。在该脉冲发生装置中，通过一个由脉冲测量装置和控制装置构成的相位调整回路使得在电压控制脉冲振荡器中产生的脉冲信号的相位和频率与输入的参考脉冲信号达到同步。在相位测量装置中，通过一个计数器、一个由串联在一起的延迟元件构成的延时线以及一个数字和运行时间寄存器来测定脉冲信号间的相位差。其中，用一个计数器对脉冲信号进行计数并将计数器在由参考脉冲信号确定并与脉冲信号同步的时间点、即正信号前波到达时所记下的各实际读数传输到一个数字寄存器中。

参考信号流经延迟导体上的各串联在一起的延迟元件，在每个由下一个脉冲信号确定的时间点，将一个由参考脉冲信号流经延迟元件的次数表示的运行时间信号传输到运行时间寄存器中。借助于计数器的读数及运行时间信号可在控制装置中计算出相位差。其中，通过实际的计数器读数与先前的读数之间的差可确定各脉冲信号周期间的相位差、即粗相位差；通过运行时间信号可确定在一个脉冲信号周期内的相位差、即精相位差。粗相位差与细相位差共同构成了脉冲信号与参考脉冲信号之间的相位差。相位差的计算是借助于设定在控制装置中的程序完成的。

延迟导体是由多个延迟元件构成的。由这类方式产生的运行时间链已公开在0274606号欧洲专利公开文献中。其中，延迟元件或运行时间延迟元件是通过n型沟道场效应管和p型沟道场效应管以及由此构成的倒相器构成的。根据元件公差的不同，特别是半导体元件公差的不同，延迟元件所具有的时间系数也不同，最大为4，例如可在0.5至2ns之间。由于运行时间信号是通过经过延迟元件的次数表示的，因此，在测定相位差时是将经过延迟元件的次数与一个延迟元件的运行时间相乘，由此在延迟导体中测定、即计算出的参考脉冲信号的时间值与实际值之间会产生显著的差别。这种差别主要是由如下原因产生的：在测定或计算使通常要预定一个运行时间的平均值，该值取自于由元件公差决定的实际最大值与最小值之间的中间值。

本发明的目的在于改进已知的测定相位差的方法、特别是改进脉冲信号与参考脉冲信号之间相位差的精确度。本发明的目的是通过如下方案实现的：用于测定一个脉冲信号和一个参考脉冲信号之间的相位差的方法，其中：

-用一个计数装置对脉冲信号进行计数；

-将在由参考脉冲信号确定并与脉冲信号同步的时间点获得的各实际计数器读数传输到一个数字寄存器中；

-参考脉冲信号流经延时线上的各串联在一起的延迟元件；

-在每个由下一个脉冲信号确定的时间点，将一个由参考脉冲信号流经延迟元件的次数表示的运行时间信号传输到运行时间寄存器中；其特征在于：

-将另一个用参考脉冲信号在一个周期在内通过延迟元件的次数表示的运行时间信号传输到一个附加的运行时间寄存器中；

-借助于另一个运行时间信号以及脉冲信号的周期时间确定出一个延迟元件的绝对运行时间；

-借助于一个延迟元件的绝对运行时间确定出绝对运行信号；以及

-借助于储存的计数器读数和绝对运行信号测定相位差。

本发明的主要特点是，借助于一个附加的运行时间寄存器、即一个中间存储器，测定出一个参考脉冲信号、即一个参考脉冲信号的信号波前在该信号的一个周期内通过延迟元件的次数并将其存入该存储器中。由于一个脉冲信号的一个周期的时间、如100ns可精确确定，因而通过用一个脉冲信号的一个周期的时间除以已确定的通过延迟元件的次数可以精确地测定出一个延迟元件的绝对运行时间。通过将一个延迟元件的绝对运行时间乘以测定出的通过延迟元件的次数可确定出一个参考脉冲信号或其信号波前从一个参考脉冲信号开始到接下来的一个脉冲信号的开始(用其波前表示)之间所占有的总时间。根据一个脉冲信号的周期可通过上述值计算出相位差。本发明方法的优点在于可十分精确地确定出一个延迟元件的运行时间并由此可十分精确地计算出相位差、特别是精相位差。这意味着在一个相位调整回路中可使脉冲信号与参考脉冲信号精确地达到同步，其原因是实现本发明方法的相位差测量装置具有相当高的分辨率、即相当高的精确度。