本发明专利技术涉及概率数字延迟测量设备。一种用于提供通信电子单元的延迟值的方法和对应的设备。数字输入信号由延迟元件延迟。延迟元件的输入和输出信号被采样并且经采样的信号被比较。当经采样的信号的幅度不相等时失配计数器递增，并且当输入信号转变时信号转变计数器N递增。所提供的延迟值与失配计数值成比例，与采样间隔的长度成比例，并且与信号转变计数值成反比例。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】概率数字延迟测量设备 本说明书涉及数字延迟测量设备、用于测量数字信号的延迟的方法，并且涉及包 括数字延迟测量设备(诸如恒定延迟元件）的设备。 在通信电子设备中，通常期望的是将信号延迟固定时间量，例如在GPS系统中或 在视频和音频数据的传输中。然而，可能难以构建随时间保持该延迟足够恒定的元件或者 这是昂贵的，原因在于诸如由于IC制造期间的光刻变化所造成的改变和其他明显化学变 化之类的生产相关的影响以及诸如温度和电压的变化之类的操作条件会影响延迟元件的 延迟。 恒定延迟元件的另外的应用包括计算机时钟速率的控制。现今的计算机芯片通常 使用高时钟速率。在高时钟速率下，影响延迟速率的生产变化和操作条件可能影响电子组 件的同步。 使用延迟链以将信号延迟预定时间量的数字电路的一个具体示例是延迟锁定环 (DLL)。DLL可以被用来改变时钟信号的相位，通常用以增强集成电路的时钟上升以数据输 出有效定时特性。DLL还可以用于时钟恢复（⑶R)。 DLL的主要组件是包括首尾连接的许多延迟门的延迟链。延迟链的输入连接到被 负延迟的时钟。多路复用器连接到延迟链的每一级并且该多路复用器的选择器由控制电路 自动更新以产生负延迟效果。DLL的输出是结果所得的、经负延迟的时钟信号。 本说明书公开了一种用于通过测量实际延迟并且通过随时间根据所测量的延迟 对延迟进行调整来补偿延迟变化的改进的反馈机制。具体地，根据本说明书的反馈机制包 括低频采样，其中输出信号和/或输入信号以与要测量的延迟的精确度相比可能是大的采 样周期进行采样。 根据本说明书，尤其可以使用低采样周期来提供具有足够的精确度的低成本设备 或者进一步增强延迟测量的精确度。具体地，对于诸如视频数据的传输和显示之类的多媒 体应用而言，低成本设备可以提供足够的延迟精确度。 具体地，由具有相同幅度并且具有基本上相同矩形形状或包括基本上相同矩形脉 冲的两个数字信号来提供要比较的信号，诸如延迟链的输入信号和输出信号。两个信号遵 循相同输入信号时钟。此外，期望的延迟总是小于输入信号时钟的一个时钟周期，并且延迟 不会随时间突然改变或改变大量。此外，两个采样本身不经受采样延迟，或者至少那些延迟 是可忽略的，并且可允许基于大量的采样来提供延迟的估计。 通过示例的方式，可以利用包含具有良好定义的延迟时间的许多单元的抽头延迟 线来实现延迟链。这可以例如利用串联连接的具有预定延迟时间的D型触发器单元来实 现。 优选地，采样周期短于输入信号的时钟周期或者输入信号的两个转变的最小距 离。在另外的实施例中，采样周期至少稍微短于预期的延迟。另一方面，采样周期可以比要 实现的延迟测量的精确度长得多。 本说明书公开了用于利用延迟链提供或生成通信电子单元的延迟值的计算机实 现的方法。 通信电子单元的数字输入信号及其对应的经延迟的输出信号以预定长度的采样 间隔进行采样，特别地以与预期的延迟相当的或至少不比预期的延迟短得多的长采样周期 进行采样。 经采样的输入信号的幅度或电压电平与经采样的输出信号的幅度进行比较，并且 每次当经采样的输入信号的幅度在预定容差内不等于经采样的输出信号的幅度时，失配计 数值M递增。 每当输入信号转变时信号转变计数值N递增，其中输入信号的转变还可以从输出 信号的转变导出。 输入信号和输出信号之间的信号延迟值被生成为也称为概率值的值。所生成的信 号延迟值与失配计数值M成正比例，与采样间隔的长度成正比例，并且与信号转变计数值N 成反比例。 在一个实施例中，与延迟链的输入信号和输出信号的米样同时地执行米样。 具体地，可以由用于对具有两个电压电平的信号进行采样的一个或多个1位 (one-bit)采样器来执行采样。 在一个实施例中，使用参考时钟来规律触发采样，其中参考时钟的采样周期不同 于数字输入信号的时钟周期。由此，参考时钟的脉冲相对于数字输入信号的时钟脉冲偏移， 并且独立于数字输入信号的时钟脉冲的对准而做出参考时钟脉冲的对准。 具体地，在一个实施例中，参考时钟的周期被选择成使得最接近输入信号的一个 时钟周期的参考时钟的采样周期的倍数针对输入信号的时钟周期偏离不多于输入信号的 时钟周期的10%。由此，参考时钟脉冲每次仅关于输入时钟脉冲偏移少量。这可以提供更精 细的时间分辨率。 根据一个实施例，输入信号的转变在输入信号处被检测，特别地通过在延迟链的 输入处检测输入信号的转变。由此，输入信号转变的检测与输入信号值的检测同步。 根据另一实施例，输入信号的转变在输出信号处被检测，特别地通过在可调整延 迟元件的输出处检测输入信号的转变。输入和输出信号之间的关系是这样的，转变后跟着 输入信号和输出信号的电平或值的反转（inversion)。 在一个实施例中，根据等于输入信号转变与输入和输出值的反转之间的时间的时 间周期来确定概率延迟值。 具体地，可以根据等式D = T_ref * M/N计算概率延迟值D，其中以预定精确度计 算商并且其中T_ref是两个连续的采样时间之间的采样周期，M是失配计数值并且N是转 变计数值。 根据本说明书，可能应用各种准则来确定何时已经达到足够的精确度。根据一个 实施例，在其之后计算延迟值的积分间隔取决于预定数量的输入信号转变。根据另一实施 例，在其之后计算延迟值的积分间隔取决于预定数目的失配。根据又另一实施例，积分间隔 由预定积分时间限制。还可以组合这些准则。 根据另外的实施例，基于在滑动时间窗口内发生的信号失配和转变来计算概率延 迟值。通过示例的方式，滑动时间窗口可以利用移位寄存器等通过读入开始处的新值并且 丢弃队列结尾处的旧值来实现。 根据另外的实施例，该方法包括通过去激活或激活延迟链的组件根据概率延迟值 调整延迟。其中，要激活或去激活的组件的数目取决于延迟。具体地，数目可以与延迟成比 例。 此外，本说明书公开了一种用于提供数字输入信号的预定延迟的延迟生成器。延 迟生成器包括可调整延迟元件，诸如延迟链。可调整延迟元件包括用于接收输入信号的信 号输入和用于输出经延迟的输出信号的信号输出。 提供参考时钟以用于使输入信号和输出信号的采样同步。例如以两个1位采样器 和XOR门或用于比较两个数字输入信号的其他电子组件的形式的信号比较单元被提供以 用于在预定采样时间比较输入信号与输出信号并且用于对输入信号和输出信号之间的失 配的数目进行计数。信号比较单元的预定采样时间由参考时钟来提供。 例如以用于数字信号的边缘检测器(诸如触发器或其他电子组件）的形式的转变 检测单元被提供在输入信号的信号路径中。转变检测单元操作以检测信号转变并且对信号 转变的数目进行计数。 延迟估计单元连接到信号比较单元并且到转变检测单元。延迟估计单元被提供以 用于从信号比较单元接收失配的数目，用于从转变检测单元接收信号转变的数目，以及用 于计算所估计的延迟。通过示例的方式，延迟估计单元可以由诸如算法逻辑单元（ALU)之 类的计算单元提供，包括诸如加法器和存储寄存器之类的电子组件。 也被称为概率延迟值或延迟值的延迟估计单元的所估计的延迟与失配数目成比 例并且与转变数目成反比例。 延迟生成器还包括连接到延迟估计单元并且到可调整延迟元件的控制器。具体 地，延迟估计单元可以包括控制器。延迟生成器向可调整延迟元本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于提供通信电子单元的延迟值的方法，所述方法包括：‑ 以预定长度的采样间隔对通信电子单元的数字输入信号及其对应的经延迟的输出信号进行采样，‑ 将经采样的输入信号的幅度与经采样的输出信号的幅度进行比较，‑ 每次当经采样的输入信号的幅度不等于经采样的输出信号的幅度时，使失配计数值M递增，‑ 每次输入信号转变时，使信号转变计数值N递增，以及‑ 将输入信号与输出信号之间的信号延迟值生成为概率值，其与失配计数值M成正比例，与采样间隔的长度成正比例，并且与信号转变计数值N成反比例。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J波瓦扎内克，B苏库马兰，M特雷贝尔，
申请(专利权)人：领特贝特林共有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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