[发明专利]一种时间数字转换器、频率跟踪装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种时间数字转换器、频率跟踪装置及方法。

背景技术

在数据收发系统中，通常需要在接收端产生与发送端同步的时钟以保持通信。在发送数据之前，发送端先向接收端发送一串同步时钟脉冲，接收端按照这一时钟脉冲频率和时序通过频率跟踪系统锁定接收端的接收频率，以便在接收数据的过程中始终与发送端保持同步。

现有技术中通常采用双环频率跟踪系统对发送端发送的同步时钟进行频率跟踪，如图1所示为双环频率跟踪系统的结构图。在图1中，数控振荡器的第一时钟信号进入第一锁相环，经过第一时间数字转换器后，由第一时间数字转换器根据输入的参考时钟信号产生相位信号，通过第一鉴相器以及第一滤波器调整数控振荡器输出的第一时钟信号的频率，使第一时钟信号与接收端接收的第二时钟信号的频率相等。由于第一锁相环多由模拟的方法实现，造成的误差较大，因此需要在第一锁相环外部添加第二个环路以跟踪第二时钟信号。第一时钟信号进入第二锁相环的第二时间数字转换器之后，通过第二时间数字转换器根据第二时钟信号产生相位信号，通过第二鉴相器以及第二滤波器调整数控振荡器输出的第一时钟信号的相位，以使第一时钟信号的相位与第二时钟信号的相位相等，减小误差。

现有的时间数字转换器包括由多个缓冲器组成的阵列以及由多个触发器组成的阵列，由数控振荡器输出的时钟经过每一个缓冲器向后传递，每一个缓冲器的输出端作为触发器阵列的相位检测点。由于数控振荡器输出的时钟频率较高，为了达到频率覆盖，需要的缓冲器的数量较多，对应的，需要的触发器的数量也多，因此，使用两个时间数字转换器会增加系统消耗的能量。此外，由于受到缓冲器与触发器的数量的影响，导致系统的占用面积也相应增大，增加了制造成本，同时也增加了系统设计的复杂性。

发明内容

本发明实施例提供一种时间数字转换器、频率跟踪装置及方法，可通过使用一个时间数字转换器而达到双环频率跟踪的效果，减小双环频率跟踪系统的占用面积。

本发明实施例第一方面提供一种时间数字转换器，包括延迟单元、第一采样单元以及第二采样单元，其中：

所述延迟单元与所述第一采样单元相连，用于接收第一锁相模块输出的第一时钟信号，将所述第一时钟信号进行延迟之后，输出至所述第一采样单元；

所述第一采样单元用于通过参考时钟信号对所述延迟单元输出的所述第一时钟信号进行采样，生成第一相位信号，并将所述第一相位信号发送给所述第一锁相模块，以使所述第一锁相模块根据所述第一相位信号调整所述第一时钟信号的频率，并将调频后的第一时钟信号输出至所述延迟单元；

所述延迟单元还与所述第二采样单元相连，用于接收所述第一锁相模块输出的所述调频后的第一时钟信号，将所述调频后的第一时钟信号进行延迟后，输出至所述第二采样单元；

所述第二采样单元用于通过第二时钟信号对所述延迟单元输出的所述调频后的第一时钟信号进行采样，生成第二相位信号，并将所述第二相位信号通过第二锁相模块发送给所述第一锁相模块，以使所述第一锁相模块根据所述第二相位信号调整所述第一时钟信号的相位。

结合本发明实施例第一方面的实现方式，在本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式中，所述延迟单元由多个延迟元件依次连接，所述第一采样单元以及所述第二采样单元由多个触发器依次连接，每个延迟元件的输出端接下一个延迟元件的输入端、所述第一采样单元中与所述延迟元件对应的触发器的相位采集端以及所述第二采样单元中与所述延迟元件对应的触发器的相位采集端。

结合本发明实施例第一方面或第一方面的第一种中的任一种可能的实现方式，在本发明实施例第一方面的第二种可能的实现方式中，所述参考时钟信号与所述第二时钟信号的频率相同。

本发明实施例第二方面提供一种频率跟踪装置，包括第一锁相模块、第二锁相模块以及本发明实施例第一方面至本发明实施例第一方面的第二种中的任一种可能的实施方式中的时间数字转换器，其中：

所述第一锁相模块的第一端与所述延迟单元相连，用于向所述延迟单元输出第一时钟信号；

所述第一锁相模块的第二端与所述第二锁相模块的一端相连，用于接收所述第二锁相模块输出的第二时钟信号；

所述第一锁相模块的第三端与所述第一采样单元相连，用于接收所述第一采样单元输出的第一相位信号，并根据所述第一相位信号以及所述第二时钟信号，将所述第一时钟信号的频率调整至与所述第二时钟信号的频率相同，通过所述第一锁相模块的第一端输出调频后的第一时钟信号给所述延迟单元；