[发明专利]相位检测器系统

说明书

技术领域

本发明涉及相位检测器系统和检测信号相位的方法领域，特别是涉及相位检测器系统和检测周期信号初始相位的方法。

背景技术

周期信号的特点是在每一周期内存在一个全局最大值和一个全局最小值。当这种周期信号加到采用峰值检测法的信号处理系统的输入端时，要求在该系统启动时尽可能快地确定哪个极值首先到来，以便尽可能快地跟踪信号。也就是说，要确定是最大的还是最小的峰值首先到来。这个问题相当于探查输入信号在初始是上升还是下降。

例如在防锁定制动或牵引控制系统的速度传感器装置中，最重要的是在汽车启动以后尽可能快地提供运动车轮的速度信息，因为周期传感器信号的相位表示运动车轮的行驶距离。如果速度信息由多个输出脉冲构成，其中脉冲之间的时间代表车轮的瞬时速度，那么，传感器信号的第一输出边沿和第一输出占空度是关键指标。

对于有效的传感器装置，要求在第一输出边沿和第一占空度之间作令人满意的兼顾，因为启动以后第一输出边沿提供有关车轮行驶距离的信息，而第一和第二边沿之间的时间代表车轮的瞬时速度。

在已知的速度传感器装置中，很着重的是尽可能快地给出第一输出边沿，结果是第一占空度的精确度差很多。

从EP0329403了解到一种用于分析和重构模拟信号的装置有两个比较器，它们将信号的正向和负向斜率与它们各自的异相(out of phase)形式相比较，为的是检测最大值和最小值。

但是，可能需要一个交变的相位检测器。

发明内容

本发明的一个示例性实施例提供一种相位检测系统，其包括输入端、第一峰值检测单元、第二峰值检测单元和平均单元。相位检测系统进一步包括偏置单元和比较器单元，其中，输入端耦连至第一峰值检测单元和第二峰值检测单元，而且输入端也适用于向相位检测系统提供输入信号。进一步，在系统中平均单元耦连在第一峰值检测单元和偏置单元之间以及第二峰值检测单元和偏置单元之间，平均单元适用于产生中间信号(intermediate signal)，其中偏置单元进一步耦连至输入端，并用来将信号强度的预定偏置施加至输入信号和中间信号构成的组中的至少一个信号上，以便产生两个可比较的信号。进一步，在系统中比较器单元耦连至偏置单元，并适用于通过比较两个可比较的信号产生输出信号，这个输出信号指示输入信号的相位。

在另一示例性实施例中，检测输入信号相位的方法包括：用第一峰值检测单元对输入信号取样产生第一取样信号；和用第二峰值检测单元对输入信号取样产生第二取样信号。方法进一步包括：从第一取样信号和第二取样信号产生中间信号；和通过在比较器单元中对中间信号与输入信号进行比较产生输出信号，其中，在比较以前将预定偏置施加至中间信号和输入信号中的至少一个信号上，并且，输出信号指示输入信号的相位。

根据示例性实施例的系统可提供一种确定首先要寻找哪个峰值即最大峰值或最小峰值的系统，通过提供关于哪个是第一峰值的早期信息，能在启动时信号相位和偏置通常未知的信号处理系统启动以后，及早确定初始信号的产生时刻，例如速度，输出端的信息，例如第一边沿和第一占空度。相位检测系统能通过检测输入信号的初始相位，在第一边沿和第一占空度的精确度之间作令人满意的兼顾。

从实现的观点出发，相位检测系统可提供只需要小芯片面积的系统，因为确定方向(即信号最初是上升或是下降)可以只用一个比较器来完成。由于利用可选的比较器偏置，这种确定本身可变成相对测量的过程，所以比较器偏置的绝对值可变成无关紧要的，这样可省去精确度匹配的要求，因此可以节约芯片面积。

从系统的观点出发，根据示例性实施例的系统可提供第一边沿，其中，边沿信号的产生时刻可仅仅与启动时的传感器信号的初始相位有关。这与启动时的正确的峰值检测结合，可提供第一占空度，它对于多数信号处理系统可以是足够精确的。

进一步说，这种相位检测系统对于不提供任何调整方法的IC-处理可能是很有用的。根据示例性实施例，所要求的匹配可以不作偏置调整便能得到。关于峰值检测器，可选的一种实现方式是采用以电流源充电的电容器，或者一种实现方式是基于带二进制计数器寻址的开关的电阻梯形网络，如通过引用合并于此的WO2005029706中所描述的，或者任何其他D/A转换器。因此，峰值检测器最好有这样的性能，即保持一次测量值直至检测器复位，或者直至更大(最大峰值)或更小(最小峰值)的值被测得。进一步，相位检测系统可包括确定单元，其用来从比较器单元的输出信号确定初始相位。