一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统技术方案

本发明专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，包括鉴相器、滤波器和压控振荡器，所述鉴相器与滤波器相连，所述滤波器与压控振荡器相连，所述压控振荡器与鉴相器相连；所述鉴相器为希尔伯特变换鉴相器。本发明专利技术的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，该系统采用锁相环技术能够从高速串行信号中将时钟信号准确恢复出来，为后续的数据处理提供保障，能够满足日益增长的数据速率的要求，也能够满足人们对数据的传输速率和处理提出更高要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系 统。
技术介绍
近年来，随着微处理器和1C技术的飞速发展，所需处理的数据量表现为爆炸式地 增长。随着人们的需求不断提升，对数据的传输速率和处理提出更高要求。在实际系统中 应用的锁相环必然是有限带宽的，环路滤波器表现为低通特性。这意味着信号中低频相位 误差可以被滤掉，而高频部分仍然保留。对于系统设计者而言，识别和分析这部分抖动是设 计系统、提升系统性能的关键。作为一种测量仪器，示波器时域测量的精确程度与触发密切 相关，但是某些情况下无法得到所需的外部信号作为触发，就算可以得到外部信号，该信号 本身的抖动也会被引入测量。这样为了测量信号的时间特征，比较好的方法就是恢复出一 个时钟。通常这个时钟就是采用锁相环技术从源信号中恢复出来的，而锁相环的参数设置 要尽量接近接收端锁相环的参数设置，用这个时钟作为测量抖动和构建眼图的基准时钟是 比较好的，因为该时钟与接收端的时钟基本一致。数字荧光示波器作为构建眼图与测量眼 图参数和抖动的有力工具需要在其内部实现一个锁相环。而软件锁相环由于其种种优点， 已经成为眼图构建和抖动分析方面主流的时钟恢复技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，该系统采用 锁相环技术能够从高速串行信号中将时钟信号恢复出来。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种从高速串行信号中恢复时钟 信号的系统，包括鉴相器、滤波器和压控振荡器，所述鉴相器与滤波器相连，所述滤波器与 压控振荡器相连，所述压控振荡器与鉴相器相连；所述鉴相器为希尔伯特变换鉴相器。 进一步地，所述滤波器采用一阶环路滤波器。 进一步地，所述一阶环路滤波器为有源比例积分滤波器。 进一步地，所述压控振荡器采用采用波形综合器DC0。 进一步地，所述鉴相器、滤波器和压控振荡器均为软件模块，在微处理器中实现。 进一步地，所述的微处理器采用S3C2440A芯片。 本专利技术的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，该系统采用锁相环技术能够从 高速串行信号中将时钟信号准确恢复出来，为后续的数据处理提供保障，能够满足日益增 长的数据速率的要求，也能够满足人们对数据的传输速率和处理提出更高要求。【附图说明】 图1为本专利技术的模块结构示意图； 图2为希尔伯特变换鉴相器结构图； 图3为软件PLL算法流程图； 图4为软件锁相环时钟恢复图。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术的方法进行详细的描述。 如图1所示，一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，包括鉴相器、滤波器和 压控振荡器，所述鉴相器与滤波器相连，所述滤波器与压控振荡器相连，所述压控振荡器 与鉴相器相连；所述鉴相器为希尔伯特变换鉴相器。 所述滤波器采用一阶环路滤波器。 所述一阶环路滤波器为有源比例积分滤波器。 所述压控振荡器采用采用波形综合器DC0。 所述鉴相器、滤波器和压控振荡器均为软件模块，在微处理器中实现。 所述的微处理器采用S3C2440A芯片。 1、希尔伯特变换鉴相器 软件可实现的最简单的鉴相器是乘法鉴相器，但由于是单路的，它的输出精度受 输入信号的幅度影响较大，同时arcsin函数存在相位模糊问题，所以本文采用双路的希尔 伯特变换鉴相器。所谓的希尔伯特变换鉴相器如图2所示，它的关键部件是希尔伯特变换 器，它把输入正弦信号的相位平移90度。下面将看到，利用三角几何计算，可以得到希尔伯 特变换鉴相器的输出相位误差信号匕。这类鉴相器使用DC0产生两个输入信号：同向信号，正交信号：，如附图2所示，u 输入信号，％为相移900后的信号。 利用二角运算： 计算出相位误差叭的正弦和余弦值，相除得到tan Θ e，再通过数字算法计算反正 切tan Θ，，从而得到相位误差Θ y 2、环路滤波器 环路滤波器采用一阶有源比例积分滤波器，实现比较方便。有源比例积分滤波器 的传输函数为，为得到功能大致相同的数字滤波器，需要将F(s)转换到z域得 到 F(z)。令代入到F(s)中就可以得到传输函数的z域表达式： 可以看到表达式中包含参数^和τ 2，T可以取值为1。变换到时域中，滤波器的 输出为： 这个递推公式在软件中很容易实现。 3、波形综合DC0 可以方便地用软件实现，这种类型的DC0通过访问存储器中的数据，产生正弦或 余弦波。用查表法求解正弦函数，而不必直接计算泰勒级数和切比雪夫多项式，计算速度会 大幅度提高。环路滤波器的输出信号会控制DC0产生相应的波形输出，实质上DC0根据当 前输入的相位去查找相应的数值用于输出。DC0可以产生正弦或余弦波也可以调整存储的 数据产生其它波形，最简单的是方波。 4、软件锁相环实现算法 上述希尔伯特变换鉴相器的推导过程是连续时间情况下得出的，用软件实现时需 要将其离散化，设T为采样间隔。假设输入信号为 经过计算可以推得， 最后得到输出 DC0的输出由环路滤波器的输出fu控制，在一个时间间隔内DC0输出相位Δ Θ 2其中coj为正常的相位增量IVifOilOT是由相位差引起的相位变化。在 下一个时刻的相位为 软件根据此相位得到输出波形值u2 ((n+1) T)。 软件PLL算法流程图如附图3所示。 附图4是软件锁相环从串行数据中恢复出的时钟。【主权项】1. 一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：包括鉴相器、滤波器和 压控振荡器，所述鉴相器与滤波器相连，所述滤波器与压控振荡器相连，所述压控振荡器 与鉴相器相连；所述鉴相器为希尔伯特变换鉴相器。2. 根据权利要求1所述的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：所述 滤波器采用一阶环路滤波器。3. 根据权利要求2所述的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：所述 一阶环路滤波器为有源比例积分滤波器。4. 根据权利要求1所述的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：所述 压控振荡器采用采用波形综合器DCO。5. 根据权利要求1所述的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：所述 鉴相器、滤波器和压控振荡器均为软件模块，在微处理器中实现。6. 根据权利要求5所述的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：所述 的微处理器采用S3C2440A芯片。【专利摘要】本专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，包括鉴相器、滤波器和压控振荡器，所述鉴相器与滤波器相连，所述滤波器与压控振荡器相连，所述压控振荡器与鉴相器相连；所述鉴相器为希尔伯特变换鉴相器。本专利技术的从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，该系统采用锁相环技术能够从高速串行信号中将时钟信号准确恢复出来，为后续的数据处理提供保障，能够满足日益增长的数据速率的要求，也能够满足人们对数据的传输速率和处理提出更高要求。【IPC分类】H03L7/08【公开号】CN105262480【申请号】CN201510690899【专利技术人】赵猛, 张红英 【申请人】江苏绿扬电子仪器集团有限公司【公开日】2016年1月20日【申请日】2015年10月22日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从高速串行信号中恢复时钟信号的系统，其特征在于：包括鉴相器、滤波器和压控振荡器,所述鉴相器与滤波器相连，所述滤波器与压控振荡器相连，所述压控振荡器与鉴相器相连；所述鉴相器为希尔伯特变换鉴相器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵猛，张红英，
申请(专利权)人：江苏绿扬电子仪器集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32