CN103368531B - 完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及脉冲测试领域，特别涉及一种完备性定时脉冲同步性能测试方法及装置，该测试方法它包含如下步骤：1)检测脉冲上升沿并计数；2)根据上步骤内置计数器的计数值，统计被测脉冲的相位鉴相值；3)统计脉冲数量；4)完成相位鉴相值和脉冲数量计算，将脉冲数量的统计结果输出。本发明实现多通道脉冲并行测试，可以测试相位较接近的被测信号并且直接将结果输出，无需换算处理，能够处理测试被测信号的毛刺和统计被测信号一段时间无脉冲的异常情况，并在测试结果中做标记记录，便于后续分析，可接入外部参考频率源，内、外频率能够实现自动、无缝切换，且操作简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及脉冲测试领域，特别涉及一种完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置。
背景技术
随着电力时钟等时钟同步装置及模块的大规模应用，时钟同步装置及模块的测试越来越重要，其中脉冲信号是测试衡量时钟信号的重要指标之一，也是最常用、最关键的指标。
目前脉冲测试方法及设备比较多，但是存在以下缺陷：一、测试比较单一，不能满足同时测试多路定时脉冲需求，测试效率很低；二、不能直接测试相位较接近的被测信号（时而超前于基准脉冲时而滞后于基准脉冲），有的需要人为干预才可测试或需要换算处理测试数据；三、不具备测量叠加到被测信号的毛刺和统计被测信号一段时间无脉冲的功能，被测脉冲异常情况无法监测。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明提供一种能够实现多通道脉冲相互独立且互不影响的并行测试、实现测试相位较接近的被测信号并将测试结果直接输出，且能够测试被测信号的毛刺、统计被测信号无脉冲等异常情况，实现内外频率自动、无缝切换且操作简单便捷的完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置。
按照本发明所提供的设计方案，一种完备性定时脉冲同步性能测试方法，包含如下步骤：
步骤1：检测脉冲上升沿并计数，在基准脉冲前后各500ms内，连续不断检测基准参考脉冲和被测脉冲的上升沿，当检测到上升沿时，则记录FPGA内置计数器相应的计数值，如果检测到多个被测脉冲上升沿，则分别记录内置计数器相应的计数值，且无脉冲标志位设置为0，若未检测到被测脉冲的上升沿，则无脉冲标志位设置为1；
步骤2：根据步骤1中内置计数器的计数值，统计被测脉冲的相位鉴相值，将被测脉冲计数值减去基准脉冲计数值，差值即为被测脉冲的相位鉴相值，并记录存储多个被测脉冲的相位鉴相值，用相位鉴相值的大小反映被测脉冲的同步精度大小，用相位鉴相值的正负反映被测脉冲信号与基准脉冲的相位关系；
步骤3：统计脉冲数量，判断步骤1中获得的无脉冲标志位，如果无脉冲标志位是1，表明被测脉冲无输入，脉冲计数值赋值0；如果无脉冲标志位是0，表明被测脉冲有输入，统计脉冲数量，并针对被测脉冲的多脉冲情况做统计；
步骤4：完成相位鉴相值和脉冲数量计算，将脉冲数量的统计结果按照格式组帧并通过串口或网口输出至显示设备。
所述步骤3中统计脉冲数量还包含如下步骤：
步骤3.1：读取半秒中断标志位，判断半秒中断标志位是否为1；
步骤3.2：如果半秒中断标志位是1，说明已经完成上一秒脉冲统计，重新开始本脉冲数量统计，计数初值设置为0，直接进入步骤3.4；
步骤3.3：如果半秒中断标志位是0，说明还在进行上一秒脉冲数量统计中，直接进入步骤3.4进行脉冲数量计数；
步骤3.4：检测被测脉冲上升沿，当检测到上升沿时，脉冲计数值加1，并跳回步骤3.1；如果没有检测到被测脉冲上升沿，直接跳回步骤3.1；
所述按照格式组帧输出显示包含将通道无脉冲输入、通道正常脉冲输入和通道输入脉冲数量的统计结果分别显示输出。
一种专用于上述任一方法的完备性定时脉冲同步性能测试装置，它包含：
接口单元，其输入端接收多通道被测脉冲信号，各通道测试相互独立，互不影响；
脉冲鉴相值处理单元，其输入端连接接口单元，接收并处理来自接口单元的信号，根据接收来的基准脉冲信号，计算被测脉冲信号的同步精度，并记录被测脉冲中第一脉冲鉴相值的差值；
脉冲计数统计单元，其输入端分别与接口单元、脉冲鉴相值处理单元相连接，根据被测脉冲中第一脉冲鉴相值的差值，完成脉冲计数统计；
控制单元，其分别与接口单元、脉冲鉴相值处理单元和脉冲计数统计单元相连接。
所述控制单元包含有实现内外部频率信号切换的按键模块。
所述接口单元输出端通过串口或网口与显示设备连接，实现将每个脉冲输入通道的统计结果按照格式组帧输出至显示设备。
本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置的有益效果：
1. 本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置能够实现多通道脉冲并行测试，各路测试相互独立、互不影响，且可以实现相位较接近的被测信号测试并且直接输出，无需换算处理，可同时对超前或滞后脉冲信号做统计，将统计结果按照格式组帧并通过串口或网口输出至显示设备。
2. 本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置能测试被测信号的毛刺和统计被测信号一段时间无脉冲等异常情况，并在测试结果做标记记录，便于后续分析。
3. 本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法及其装置，可接入外部参考频率源，内、外频率能够实现自动、无缝切换，且操作简单方便。
附图说明：
图1为本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法主流程示意图；
图2为本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法的计算相位鉴相值的流程示意图；
图3为本发明完备性定时脉冲同步性能测试方法的统计脉冲数量的流程示意图；
图4为本发明完备性定时脉冲同步性能测试装置的方框图。
具体实施方式：
参见图1~4，一种完备性定时脉冲同步性能测试方法，步骤1：在基准脉冲前后各500ms内，连续不断检测基准参考脉冲和被测脉冲上升沿，当检测到上升沿时，分别记录FPGA内置计数器相应的计数值。如果检测到多个被测脉冲上升沿，分别记录相应的计数值，无脉冲标志位设置为0；如果没有检测到被测脉冲上升沿时，无脉冲标志位设置为1。
步骤2：根据步骤1中计数器计数值，分别将被测脉冲计数值减去基准脉冲计数值，差值就是被测脉冲相位鉴相值，分别记录存储多个被测脉冲的相位鉴相值。相位鉴相值的大小来反映被测脉冲同步精度大小，相位鉴相值的正负反映被测脉冲信号与基准脉冲相位关系；
步骤3：判断步骤1中获得的无脉冲标志位，如果无脉冲标志位是1，表明被测脉冲无输入，脉冲计数值赋值0；如果无脉冲标志位是0，表明被测脉冲有输入，统计脉冲数量，并针对被测脉冲多脉冲情况做统计；
步骤4：完成相位鉴相值和脉冲数量计算，将统计结果按照格式组帧并通过串口或网口输出至显示设备。
所述步骤3中统计脉冲数量包含如下步骤：
步骤3.1：读取半秒中断标志位，判断半秒中断标志位是否为1。
步骤3.2：如果半秒中断标志位是1，说明已经完成上一秒脉冲统计，重新开始本脉冲数量统计，计数初值设置为0，直接进入步骤3.4；
步骤3.3：如果半秒中断标志位是0，说明还在进行上一秒脉冲数量统计中，直接进入步骤3.4进行脉冲数量计数；
步骤3.4：检测被测脉冲上升沿，当检测到上升沿时，脉冲计数值加1，并跳回步骤3.1；如果没有检测到被测脉冲上升沿，直接跳回步骤3.1。
所述按照格式组帧输出显示包含将通道无脉冲输入、通道正常脉冲输入和通道输入脉冲数量的统计结果分别显示输出。
一种专用于上述任一方法的完备性定时脉冲同步性能测试装置，它包含：
接口单元，其输入端接收多通道被测脉冲信号，各通道测试相互独立，互不影响；
脉冲鉴相值处理单元，其输入端连接接口单元，接收并处理来自接口单元的信号，根据接收来的基准脉冲信号，计算被测脉冲信号的同步精度，并记录被测脉冲中第一脉冲鉴相值的差值；
脉冲计数统计单元，其输入端分别与接口单元、脉冲鉴相值处理单元相连接，根据被测脉冲中第一脉冲鉴相值的差值，完成脉冲计数统计；
控制单元，其分别与接口单元、脉冲鉴相值处理单元和脉冲计数统计单元相连接。
所述控制单元包含有实现内外部频率信号切换的按键模块，实现对外部频率信号自动检测，外部信号不存在可自动切换到内部频率，外部信号存在则自动切换到外部频率信号。
所述接口单元输出端通过串口或网口与显示设备连接，将每个脉冲输入通道的统计结果按照格式组帧输出至显示设备，输出格式如下所示：
TS1:000000010,TS2:-000000200,… ,TU8:000000000,SS1:01,SS2:01,… , SS8:00
TS9:000000010,TS2:-000000050,… ,TU16:000000000,SS9:01,SS10:01,… , SS16:00
“TU”表示该通道无脉冲输入，“TS”表示通道正常有输入，“SS”表示该通道输入脉冲个数，上述标记后面是对应测试通道号及测试数值，单位是ns。
所述脉冲鉴相值处理单元为内置有计数编程模块的现场可编程门阵列FPGA，所述脉冲计数统计单元为内置有计数器的现场可编程门阵列FPGA。
本发明实现多通道脉冲并行测试，可以测试相位较接近的被测信号并且直接将结果输出，无需换算处理，能够处理测试被测信号的毛刺和统计被测信号一段时间无脉冲的异常情况，并在测试结果中做标记记录，便于后续分析，可接入外部参考频率源，内、外频率能够实现自动、无缝切换，且操作简单方便。
Claims (5)
1.一种完备性定时脉冲同步性能测试方法，其特征在于：包含如下步骤：
步骤1：检测脉冲上升沿并计数，在基准脉冲前后各500ms内，连续不断检测基准参考脉冲和被测脉冲的上升沿，当检测到上升沿时，则记录FPGA内置计数器相应的计数值，如果检测到多个被测脉冲上升沿，则分别记录内置计数器相应的计数值，且无脉冲标志位设置为0，若未检测到被测脉冲的上升沿，则无脉冲标志位设置为1；
步骤2：根据步骤1中内置计数器的计数值，统计被测脉冲的相位鉴相值，将被测脉冲计数值减去基准脉冲计数值，差值即为被测脉冲的相位鉴相值，并记录存储多个被测脉冲的相位鉴相值，用相位鉴相值的大小反映被测脉冲的同步精度大小，用相位鉴相值的正负反映被测脉冲信号与基准脉冲的相位关系；
步骤3：统计脉冲数量，判断步骤1中获得的无脉冲标志位，如果无脉冲标志位是1，表明被测脉冲无输入，脉冲计数值赋值0；如果无脉冲标志位是0，表明被测脉冲有输入，统计脉冲数量，并针对被测脉冲的多脉冲情况做统计，统计脉冲数量具体包含如下步骤：
步骤3.1：读取半秒中断标志位，判断半秒中断标志位是否为1；
步骤3.2：如果半秒中断标志位是1，则完成上一秒的脉冲数量统计，重新开始本脉冲数量统计，计数初值设置为0，直接进入步骤3.4；
步骤3.3：如果半秒中断标志位是0，则还在进行上一秒的脉冲数量统计中，直接进入步骤3.4进行脉冲数量计数；
步骤3.4：检测被测脉冲上升沿，当检测到上升沿时，脉冲计数值加1，并跳回步骤3.1；如果没有检测到被测脉冲上升沿，直接跳回步骤3.1；
步骤4：完成相位鉴相值和脉冲数量计算，将脉冲数量的统计结果按照格式组帧并通过串口或网口输出至显示设备。
2.根据权利要求1所述的完备性定时脉冲同步性能测试方法，其特征在于：按照格式组帧并通过串口或网口输出包含将通道无脉冲输入、通道多脉冲输入、通道正常脉冲输入和通道输入脉冲数量的统计结果分别显示输出。
3.一种专用于权利要求1所述方法的完备性定时脉冲同步性能测试装置，其特征在于：它包含：接口单元，其输入端接收多通道被测脉冲信号，各通道测试相互独立，互不影响；
脉冲鉴相值处理单元，其输入端连接接口单元，接收并处理来自接口单元的信号，根据接收来的基准脉冲信号和被测脉冲信号上升沿，分别计算处理，并记录脉冲相位鉴相值，实现同时对超前或滞后脉冲信号数量统计；
脉冲计数统计单元，其输入端分别与接口单元、脉冲鉴相值处理单元相连接，根据被测脉冲鉴相值和第一脉冲鉴相值的差值，完成脉冲计数统计；
控制单元，其分别与接口单元、脉冲鉴相值处理单元和脉冲计数统计单元相连接，实现接口单元外频输入控制和脉冲同步精度及脉冲计数输出。
4.根据权利要求3所述的完备性定时脉冲同步性能测试装置，其特征在于：所述控制单元包含有实现外部频率信号自动检测且外部频率信号与内部频率信号自动切换的按键模块。
5.根据权利要求3所述的完备性定时脉冲同步性能测试装置，其特征在于：所述接口单元输出端通过串口或网口与显示设备连接，将每个脉冲输入通道的统计结果按照格式组帧输出至显示设备。
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