專(zhuān)利名稱(chēng)：一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高精度測(cè)試測(cè)量計(jì)數(shù)，具體地講是一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法及裝置。
背景技術(shù)：
高精度計(jì)數(shù)方法在很多的應(yīng)用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，例如雷達(dá)測(cè)距、脈沖反射超 聲測(cè)厚、脈沖反射超聲探傷等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，其基本的測(cè)量原理是根據(jù)發(fā)射信號(hào)和被測(cè)量 信號(hào)的時(shí)間間隔，完成對(duì)時(shí)間、距離、速度、形狀等測(cè)量。請(qǐng)參照?qǐng)Dl，測(cè)量過(guò)程用發(fā)射控制 信號(hào)脈沖和被測(cè)量信號(hào)脈沖表達(dá)形式，采用高頻精確時(shí)鐘在測(cè)量的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，總的 計(jì)數(shù)值乘以時(shí)鐘周期即為測(cè)得的時(shí)間間隔，測(cè)量精度為計(jì)數(shù)時(shí)鐘的周期。測(cè)量的精度主要 依靠發(fā)射信號(hào)和被測(cè)量信號(hào)的時(shí)間間隔的計(jì)數(shù)時(shí)鐘的頻率來(lái)保證，為了提高測(cè)量的時(shí)間精 度，最顯而易見(jiàn)的方法就是提高計(jì)數(shù)時(shí)鐘的頻率，但是隨著計(jì)數(shù)時(shí)鐘的頻率提高，在實(shí)際設(shè) 計(jì)中由于集成電路器件的限制，以及高速電路帶來(lái)的技術(shù)難度以及成本提高，純粹提高計(jì) 數(shù)時(shí)鐘的頻率來(lái)提高測(cè)量的時(shí)間精度方法是不可行的。 在專(zhuān)利號(hào)為US 6754613，發(fā)明名稱(chēng)為"高精度時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Highresolution time-to-digital converter)"的美國(guó)專(zhuān)利中公開(kāi)了一種雙路高精度相位差的低頻率時(shí)鐘 合成高精度計(jì)數(shù)的方法，該方法是利用2個(gè)頻率差為1M的兩個(gè)低頻率時(shí)鐘分別為100M和 90M組合實(shí)現(xiàn)900M高精度計(jì)數(shù)，第1個(gè)脈沖信號(hào)為發(fā)射信號(hào)，第2個(gè)脈沖信號(hào)為脈沖反射 信號(hào)，通過(guò)精確測(cè)量超聲波在材料中傳播的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)材料的厚度，第1個(gè)脈沖發(fā)射 信號(hào)來(lái)啟動(dòng)90M低頻率時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)；第2個(gè)脈沖脈沖反射信號(hào)到來(lái)時(shí)計(jì)數(shù)值為nl，同時(shí) 啟動(dòng)100M低頻率時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)；通過(guò)判斷100M低頻率時(shí)鐘沿和90M低頻率時(shí)鐘計(jì)數(shù)值判 斷，當(dāng)100M低頻率時(shí)鐘計(jì)數(shù)值為n2時(shí)，此時(shí)100M低頻率時(shí)鐘沿和90M低頻率時(shí)鐘沿對(duì)齊， 則計(jì)算超聲波在材料中傳播的時(shí)間為t = nl/90+n2/900微秒。該方法可以實(shí)現(xiàn)900M高頻 率的高精度計(jì)數(shù)，但該方法在高頻率時(shí)鐘設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中有著特殊的應(yīng)用要求和技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有計(jì)數(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)
方法，以避免現(xiàn)有計(jì)數(shù)中高頻率時(shí)鐘設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中難以克服的計(jì)數(shù)難點(diǎn)。 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法包括 產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的相位順序相差360/
N度； 利用所述N路并行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的N個(gè)計(jì)數(shù)
相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。 本發(fā)明另一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法包括 通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組頻率為F的較低頻率的串行時(shí)鐘，該M組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/M度； 利用所述M組串行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的M組計(jì)數(shù)
相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。 本發(fā)明另一實(shí)施例提供的時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法包括 產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的相位順序相差360/ N度； 對(duì)N路并行時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組串行時(shí)鐘，該M組串行時(shí) 鐘的相位順序相差360/N/M度； 利用所述N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的 NXM個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NX MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
本發(fā)明一實(shí)施例提供時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置包括 并行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí) 鐘的相位順序相差360/N度； 測(cè)量單元，用于利用所述N路并行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì) 得到的N個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
本發(fā)明另一實(shí)施例提供時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置包括 串行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組頻率為F的較低頻率的串行時(shí)鐘， 該M組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/M度； 測(cè)量單元，利用所述M組串行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到 的M組計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
本發(fā)明另一實(shí)施例提供時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置包括 并行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí) 鐘的相位順序相差360/N度； 串行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于對(duì)N路并行時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組 串行時(shí)鐘，該M組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/N/M度； 測(cè)量單元，用于利用所述N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，
并對(duì)得到的NXM個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NX MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)利用并行和/或串行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)，并進(jìn)
行計(jì)數(shù)合成，提供了一種新的高精度計(jì)數(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了被測(cè)量脈沖寬度的高精度計(jì)數(shù)。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不
構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中 圖1為現(xiàn)有的高精度計(jì)數(shù)的原理示意圖； 圖2為現(xiàn)有計(jì)數(shù)中的一種高精度計(jì)數(shù)方法； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的方法流程圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1產(chǎn)生的并行時(shí)鐘示意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的方法流程圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的產(chǎn)生的串行時(shí)鐘示意 圖7為本發(fā)明實(shí)施例3的方法流程圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)施例3中產(chǎn)生的串行時(shí)鐘示意圖； 圖9為本發(fā)明實(shí)施例3對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)框圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)施例中鎖相環(huán)產(chǎn)生并行和串行時(shí)鐘的示意圖； 圖11為本發(fā)明實(shí)施例中時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置的電路圖； 圖12為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)數(shù)裝置(計(jì)數(shù)電路)的脈沖寬度測(cè)量系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí) 施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì) 本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1 本發(fā)明實(shí)施例是利用通用的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA， Field ProgrammableGates Array)中的鎖相環(huán)(PLL， Phase-Locked Loop)電路，產(chǎn)生多個(gè)同步并行低頻率時(shí)鐘，采用 這些低頻時(shí)鐘在測(cè)量的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行并行計(jì)數(shù)，并進(jìn)行并行計(jì)數(shù)的合成，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)和 被測(cè)量信號(hào)時(shí)間間隔的高精度計(jì)數(shù)。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的高精度計(jì)數(shù)方法的流程示意圖。如圖3所示，該方法包括 如下步驟 步驟310，對(duì)低頻時(shí)鐘進(jìn)行倍頻。 例如，采用PLL電路的倍頻功能(例如利用PLL電路的分頻器)，將頻率為20M的 時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)倍頻輸出為80M的時(shí)鐘。 步驟320，利用PLL電路產(chǎn)生N個(gè)相位差為360/N度的并行時(shí)鐘。 例如，利用4路PLL電路進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)設(shè)置，產(chǎn)生4路相位依次相差90度的并行
時(shí)鐘，產(chǎn)生的4路并行時(shí)鐘如圖4所示。 步驟330，利用所述產(chǎn)生的并行時(shí)鐘對(duì)待測(cè)量的時(shí)間進(jìn)行并行計(jì)數(shù)，并對(duì)獲得的4 個(gè)計(jì)數(shù)相加合成。 例如，利用上述步驟320中產(chǎn)生的4個(gè)并行時(shí)鐘對(duì)待測(cè)量的時(shí)間(即待測(cè)量的發(fā) 射信號(hào)和反射信號(hào)之間的脈沖寬度)進(jìn)行并行計(jì)數(shù)。將獲得的4個(gè)計(jì)數(shù)相加，便實(shí)現(xiàn)了計(jì) 數(shù)頻率約為320M的對(duì)待測(cè)量時(shí)間的精確計(jì)數(shù)。
實(shí)施例2 本發(fā)明實(shí)施例是利用通用的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA， Field ProgrammableGates Array)中的鎖相環(huán)(PLL， Phase-Locked Loop)電路，產(chǎn)生一系列串行的低頻率時(shí)鐘，采用 這些低頻時(shí)鐘在測(cè)量的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次計(jì)數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)合成，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)和被測(cè)量信 號(hào)時(shí)間間隔的高精度計(jì)數(shù)。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例的高精度計(jì)數(shù)方法的流程示意圖。如圖5所示，該方法包括 如下步驟 步驟510，對(duì)低頻時(shí)鐘進(jìn)行倍頻。 例如，輸入頻率為20M的時(shí)鐘信號(hào)，采用PLL電路的倍頻功能(例如利用PLL電路 的分頻器)，將輸入的20M頻率的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)倍頻輸出為80M的時(shí)鐘。
步驟520，對(duì)輸出的信號(hào)通過(guò)相位偏移依次產(chǎn)生M組相位差為360/M的串行時(shí)鐘。
例如，對(duì)80M頻率的時(shí)鐘進(jìn)行相位偏移，可產(chǎn)生相位依次相差72度的5組串行時(shí) 鐘。產(chǎn)生的5組串行時(shí)鐘如圖6所示。 步驟530，利用所述5組時(shí)鐘對(duì)待測(cè)量的時(shí)間進(jìn)行并行計(jì)數(shù)，并對(duì)獲得的5組計(jì)數(shù) 相加合成。 例如，利用上述步驟520中產(chǎn)生的5組串行時(shí)鐘對(duì)待測(cè)量時(shí)間(即待測(cè)量的發(fā)射 信號(hào)和反射信號(hào)之間的脈沖寬度)依次進(jìn)行計(jì)數(shù)。將獲得的5組計(jì)數(shù)相加，便實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù) 頻率約為400M的對(duì)待測(cè)量時(shí)間的精確計(jì)數(shù)。
實(shí)施例3 本發(fā)明實(shí)施例是利用低頻率時(shí)鐘在通用的現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA， FieldProgra,ble Gates Array)中的鎖相環(huán)(PLL， Phase-Locked Loop)電路中進(jìn)行倍 頻，并通過(guò)多路PLL的關(guān)聯(lián)設(shè)置將具有一定相位差的并行時(shí)鐘同時(shí)進(jìn)行相位偏移，產(chǎn)生一 系列串行的同步并行低頻率時(shí)鐘，利用這些具有相位差的串行的同步并行時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)或 合成計(jì)數(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行多次計(jì)數(shù)測(cè)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號(hào)和被測(cè)量信號(hào)時(shí)間間隔的高精度計(jì) 數(shù)。 圖7為本發(fā)明實(shí)施例的高精度計(jì)數(shù)方法的流程示意圖。如圖7所示，該方法包括 如下步驟 步驟710，對(duì)低頻時(shí)鐘進(jìn)行倍頻。 例如，輸入頻率為20M的時(shí)鐘信號(hào)，采用PLL電路的倍頻功能(例如利用PLL電路
的分頻器)，將輸入的20M頻率的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)倍頻輸出為80M的時(shí)鐘。 步驟720，利用PLL電路產(chǎn)生N個(gè)相位差為360/N度的并行時(shí)鐘。 例如，利用4路PLL電路進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)設(shè)置，產(chǎn)生4路相位依次相差90度的并行
時(shí)鐘，產(chǎn)生的4路并行時(shí)鐘如圖4所示。 步驟730，對(duì)N路并行時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘進(jìn)行相位偏移，各自產(chǎn)生相位依次相差 360/N/M度的M組串行時(shí)鐘。 例如，對(duì)步驟720中產(chǎn)生的4路并行時(shí)鐘中的每一路通過(guò)相位偏移依次產(chǎn)生5組 相位相差18度的串行時(shí)鐘。4路并行時(shí)鐘各自產(chǎn)生的5組串行時(shí)鐘如圖8所示。
步驟740，利用N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待測(cè)量時(shí)間(待測(cè)量脈沖寬度)進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè) 量，并將獲得的MXN個(gè)計(jì)數(shù)相加合成。 例如，利用4路的5組串行同步時(shí)鐘( 一共20個(gè)具有18度相位差關(guān)聯(lián)的80M頻
率的時(shí)鐘)分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)， 一共獲得20個(gè)計(jì)數(shù)，對(duì)獲得的20個(gè)計(jì)數(shù)相
加合成，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)頻率約為1. 6G的高頻率時(shí)鐘對(duì)待測(cè)量時(shí)間的精確計(jì)數(shù)。 本發(fā)明的上述實(shí)施例采用FPGA器件，實(shí)現(xiàn)測(cè)量時(shí)發(fā)射信號(hào)和反射信號(hào)時(shí)間間隔
的高精度計(jì)數(shù)。即，本發(fā)明實(shí)施例利用普通電路常用相對(duì)較低頻率時(shí)鐘(小于100M)代替
需要特殊電路設(shè)計(jì)和布板規(guī)則相對(duì)較高頻率時(shí)鐘(大于1G)，解決了高頻率時(shí)鐘設(shè)計(jì)和實(shí)
現(xiàn)中帶來(lái)的一系列技術(shù)問(wèn)題。并且本發(fā)明實(shí)施例利用FPGA中的PLL電路，產(chǎn)生一系列串行
的同步并行低頻時(shí)鐘，采用這些低頻時(shí)鐘在測(cè)量的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次計(jì)數(shù)，從而完成高精度
計(jì)數(shù)應(yīng)用，不僅降低了成本，而且簡(jiǎn)化了整機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明可適用于利用低頻率時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)高
精度計(jì)數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，例如雷達(dá)測(cè)距、超聲測(cè)厚、超聲探傷等相關(guān)產(chǎn)品。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟可以通 過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，比如 R0M/RAM、磁碟、光盤(pán)等。
實(shí)施例4 實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例3的時(shí)鐘相位合成裝置的框圖如圖9所示，包括 倍頻單元910，用于對(duì)一輸入的較低頻率時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生更高頻率的時(shí)鐘。該
倍頻單元可為現(xiàn)有PLL電路中的分頻器。 并行時(shí)鐘產(chǎn)生電路920，用于根據(jù)倍頻后的時(shí)鐘產(chǎn)生N路并行的時(shí)鐘，該N路并行 的時(shí)鐘的相位差為360/N度。該并行時(shí)鐘產(chǎn)生電路可通過(guò)FPGA器件中的一路或多路PLL 電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 串行時(shí)鐘產(chǎn)生電路930，用于對(duì)N路時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘進(jìn)行相位偏移，各自產(chǎn)生 相位依次相差360/N/M度的M組串行時(shí)鐘。串行時(shí)鐘產(chǎn)生電路同樣可通過(guò)FPGA器件中的 PLL電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 測(cè)量電路940，用于利用N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量， 并將獲得的MXN個(gè)計(jì)數(shù)進(jìn)行相加合成。實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)頻率約為1. 6G的高頻率時(shí)鐘對(duì)待測(cè)量時(shí) 間的精確計(jì)數(shù)。 對(duì)于實(shí)現(xiàn)前述實(shí)施例1和實(shí)施例2的時(shí)鐘相位合成裝置，與圖9所示的結(jié)構(gòu)相比， 則分別少了串行時(shí)鐘產(chǎn)生電路930和并行時(shí)鐘產(chǎn)生電路920，在此并不詳述。
上述倍頻單元、并行時(shí)鐘產(chǎn)生電路、串行時(shí)鐘產(chǎn)生電路及測(cè)量電路可通過(guò)在FPGA 器件的多路PLL電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖IO所示。 圖11為本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置的PLL電路原理示意圖。圖11僅 給出了時(shí)鐘相位合成電路的原理，該電路中所使用的基準(zhǔn)信號(hào)^為穩(wěn)定度很高的基準(zhǔn)頻率 振蕩器(如晶體振蕩電路)產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，通過(guò)相位比較器可以將基準(zhǔn)信號(hào)與電壓控制 振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)f。相位比較。如果此兩個(gè)信號(hào)之間有相位差存在時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生相位 誤差信號(hào)PD輸出，再通過(guò)低通濾波電路將誤差信號(hào)變?yōu)榛厥诳刂齐妷篤K，電壓控制振蕩器 的再根據(jù)回授控制電壓VK產(chǎn)生振蕩電路信號(hào)f。，從而可使得fr與f。具有一定的相位關(guān)系 (如相位偏移)和倍數(shù)關(guān)系。本發(fā)明實(shí)施例中，首先是利用FPGA器件的多路PLL電路作為 倍頻單元以及并行時(shí)鐘產(chǎn)生電路，產(chǎn)生多個(gè)相位差相關(guān)的并行時(shí)鐘，再利用多路PLL電路 將相位差相關(guān)的并行時(shí)鐘中每路時(shí)鐘進(jìn)行相位偏移，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘相位合成。但本發(fā)明并 不限于此，基于圖11并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)可通過(guò)簡(jiǎn)單的變換可以獲得多種電路形式。
下面舉例說(shuō)明本發(fā)明的應(yīng)用。圖12為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝 置(圖12中的計(jì)數(shù)電路)的脈沖寬度測(cè)量系統(tǒng)示意圖。圖12的系統(tǒng)與現(xiàn)有的測(cè)量系統(tǒng)相 比，區(qū)別在于，圖12中的計(jì)數(shù)電路為本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置。圖12中，由 鍵盤(pán)53輸入指令給處理單元51 ，由處理單元控制發(fā)射電路54輸出電脈沖至探頭，產(chǎn)生輸出 脈沖，反射脈沖經(jīng)放大整型電路56進(jìn)行放大整型后，傳送至計(jì)數(shù)電路57，由計(jì)數(shù)電路根據(jù) 本發(fā)明實(shí)施例的計(jì)數(shù)方法進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)電路57中的測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至處理單元進(jìn)行處理， 并將最后結(jié)果輸出至顯示屏52。 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法，其特征在于，該方法包括產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的相位順序相差360/N度；利用所述N路并行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的N個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為N×F的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括 產(chǎn)生并行時(shí)鐘前，對(duì)一頻率小于F的時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，來(lái)產(chǎn)生頻率為F的時(shí)鐘。
3. —種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法，其特征在于，該方法包括通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組頻率為F的較低頻率的串行時(shí)鐘，該M組串行時(shí)鐘的相位順序 相差360/M度；利用所述M組串行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的M組計(jì)數(shù)相加， 獲得對(duì)應(yīng)頻率為MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法還包括 產(chǎn)生串行時(shí)鐘前，對(duì)一頻率小于F的時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，來(lái)產(chǎn)生頻率為F的時(shí)鐘。
5. —種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法，其特征在于，該方法包括產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的相位順序相差360/N度； 對(duì)N路并行時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組串行時(shí)鐘，該M組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/N/M度；利用所述N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的NXM個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NX MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括 產(chǎn)生并行時(shí)鐘前，對(duì)一頻率小于F的時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，來(lái)產(chǎn)生頻率為F的時(shí)鐘。
7. —種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置，其特征在于，該裝置包括并行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的 相位順序相差360/N度；測(cè)量單元，用于利用所述N路并行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到 的N個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括倍頻單元，用于在產(chǎn)生并行時(shí)鐘前，對(duì)一頻率小于F的時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，來(lái)產(chǎn)生頻率為F 的時(shí)鐘。
9. 一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置，其特征在于，該裝置包括串行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組頻率為F的較低頻率的串行時(shí)鐘，該M 組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/M度；測(cè)量單元，利用所述M組串行時(shí)鐘對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的M組 計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為MXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括倍頻單元，用于在產(chǎn)生串行時(shí)鐘前，對(duì)一頻率小于F的時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，來(lái)產(chǎn)生頻率為F 的時(shí)鐘。
11. 一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)裝置，其特征在于，該裝置包括并行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的相位順序相差360/N度；串行時(shí)鐘產(chǎn)生單元，用于對(duì)N路并行時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組串行 時(shí)鐘，該M組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/N/M度；測(cè)量單元，用于利用所述N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì) 得到的NXM個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為NXMXF的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括倍頻單元，用于在產(chǎn)生并行時(shí)鐘前，對(duì)一頻率小于F的時(shí)鐘進(jìn)行倍頻，來(lái)產(chǎn)生頻率為F 的時(shí)鐘。
全文摘要
本發(fā)明提供一種時(shí)鐘相位合成計(jì)數(shù)方法及裝置，其中所述方法包括產(chǎn)生N路頻率為F的較低頻率的并行時(shí)鐘，該N路并行時(shí)鐘的相位順序相差360/N度；對(duì)N路并行時(shí)鐘中的每一路時(shí)鐘通過(guò)相位偏移產(chǎn)生M組串行時(shí)鐘，該M組串行時(shí)鐘的相位順序相差360/N/M度；利用所述N路的M組時(shí)鐘分別對(duì)待計(jì)數(shù)的脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并對(duì)得到的N×M個(gè)計(jì)數(shù)相加，獲得對(duì)應(yīng)頻率為N×M×F的較高頻率時(shí)鐘的計(jì)數(shù)。本發(fā)明解決了高頻率時(shí)鐘設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中帶來(lái)的一系列技術(shù)問(wèn)題，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高精度計(jì)數(shù)測(cè)量。
文檔編號(hào)G04F10/06GK101726728SQ200810225428
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者孫磊, 彭雪蓮, 曹永超, 郝建國(guó) 申請(qǐng)人:北京時(shí)代之峰科技有限公司