[发明专利]同步时钟相位差测量系统和方法

摘要

本发明公开一种同步时钟相位差测量系统和方法，其单极性转换单元分别对发射机和接收机的同步信号进行双极性到单极性的转换，上述两个在同一恒温晶振的控制下，同时送入到脉冲计数单元中对两者的相位差进行粗测量及同时送入到量化延时单元中对两者的相位差进行精测量，两者之和即为同步时钟信号的相位差。本发明能够精确的测量煤矿探水雷达的发射机和接收机之间同步时钟信号的相位差，并能对同步时钟相位差的矫正和对后续反演计算精度的提高起到了明显的作用。

主权项

同步时钟相位差测量方法，其特征是包括如下步骤：步骤1，将采集到的双极性发射机同步时钟信号和双极性接收机同步时钟信号分别转换为单极性发射机同步时钟信号和单极性接收机同步时钟信号；步骤2，将恒温晶振输出的频率进行倍频后生成计数脉冲信号，该计数脉冲信号的周期为T；步骤3，对发射机和接收机的相位差进行粗测量；即步骤3.1，在单极性发射机同步时钟信号和单极性接收机同步时钟信号中，让先到达的时钟周期信号的上升沿作为每个计数周期的计数开始信号，则另一个时钟周期信号即后到达的时钟周期信号的上升沿作为每个计数周期的计数结束信号；步骤3.2，计算每个计数周期内计数脉冲信号的完整脉冲个数N；步骤4，对发射机和接收机的相位差进行精测量；即步骤4.1，对每个计数周期的计数脉冲信号进行量化延时，以使得每个计数周期的计数脉冲信号的第一个完整脉冲的上升沿或者下降沿与先到达的时钟周期信号的上升沿对齐，并记录每个计数周期的计数脉冲信号所经过的延时器个数n₁；步骤4.2，对每个计数周期的计数脉冲信号进行量化延时，以使得每个计数周期的计数脉冲信号的最后一个完整脉冲的上升沿或者下降沿与后到达的时钟周期信号的上升沿对齐，并记录每个计数周期的计数脉冲信号所经过的延时器个数n₂；步骤4.3，计算发射机和接收机的相位差ΔT_i，即当计数脉冲信号在计数开始信号到来时为低电平，计数结束信号到来时为低电平时，则发射机和接收机的相位差ΔT_i为${\mathrm{\ΔT}}_i=\mathrm{NT}+(\frac{T}{2}-n_{1}t)-(\frac{T}{2}-n_{2}t)---\left(1\right)$当计数脉冲信号在计数开始信号到来时为低电平，计数结束信号到来时为高电平时，则发射机和接收机的相位差ΔT_i为${\mathrm{\ΔT}}_i=\mathrm{NT}+(\frac{T}{2}-n_{1}t)-(T-n_{2}t)---\left(2\right)$当计数脉冲信号在计数开始信号到来时为高电平，计数结束信号到来时为低电平时，则发射机和接收机的相位差ΔT_i为${\mathrm{\ΔT}}_i=\mathrm{NT}+(T-n_{1}t)-(\frac{T}{2}-n_{2}t)---\left(3\right)$当计数脉冲信号在计数开始信号到来时为高电平，计数结束信号到来时为高电平时，则发射机和接收机的相位差ΔT_i为ΔT_i＝NT+(T‑n₁t)‑(T‑n₂t)     (4)式(1)‑(4)中，N是完整计数脉冲个数，T是计数脉冲信号的周期，n₁是与先到达的时钟周期信号对齐时、计数脉冲信号所经过的延时器个数，n₂是与后到达的时钟周期信号对齐时、计数脉冲信号所经过的延时器个数，t是延时器的延时时间；步骤5，将所计算出的发射机和接收机的相位差ΔT_i进行存储。