CN105319523A - 用于改进的相位基准性能的利用自适应相移的双正交 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于改进的相位基准性能的利用自适应相移的双正交。一种用于校正测试和测量仪器中的定时误差的方法。该方法包括在四个采样器中的每一个处接收时钟信号。在第一采样器处以第一相位对第一时钟信号采样，在第二采样器处以从第一相位偏移90度的第二相位对第二时钟信号采样，在第三采样器处以从第一相位偏移45度的第三相位对第三时钟信号采样，并且在第四采样器处以从第三相位偏移90度的第四相位对第四时钟信号采样。将来自采样器的输出中的每一个数字化并且从数字化输出基于数字化输出计算定时校正。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求享有2014年7月29日提交的名称为“DOUBLEQUADRATUREWITHADAPTIVEPHASESHIFTFORIMPROVEDPHASEREFERENCEPERFORMANCE”的美国临时专利申请No.62/030,214的优先权。
技术领域
本公开涉及减少测试和测量仪器中的抖动量的采样测试和测量仪器中的等效时间系统。具体地，本公开涉及经由时钟信号计算定时校正以减少测试和测量仪器中的抖动量。
背景技术
在等效时间采样示波器中，相位基准模块被用于补偿示波器的时基中的抖动。测量两个信号——数据信号和时钟信号。时钟信号是与数据信号对准的正弦或类似的正弦状信号。另一方面，数据信号可以是几乎任何其它类型的信号。传统地，通过图1中所示的系统计算定时误差。基于所计算的误差，通过测量时钟信号的相位并且使用时钟信号相位测量调节数据信号的定时来对数据信号作出定时校正。
图1描绘了传统地被用在时间采样示波器中的传统定时校正系统。通过时钟信号输入100将与数据同步的时钟信号102输入到系统100中。经由拆分器120将时钟信号102拆分成两个时钟信号104和106。
将每一个时钟信号104和106发送到相应的采样器108和110。采样器108和110以理想地间隔90度的不同相位对时钟信号采样。也就是说，采样器108和110被选通器122以彼此偏移90度选通。采样器被设置成在以90度分离的时间处选通，使得可以测量时钟信号的同相和正交分量。当采样器108和110取得的两个样本之间的相位正好间隔90度时，在估计时钟信号的相位时造成的误差是仅时钟的振幅噪声以及采样器108和110中存在的噪声的函数。
将来自采样器108和110的输出信号各自输入到相应模数转换器（ADC）112和114。然后向相位测量单元116发送数字化信号，因此可以计算数字化信号的相位。一旦已经计算了相位，就可以在处理器118中计算定时校正。数字化信号的同相和正交分量被用于估计时钟的相位，并且，从时钟的相位，可以估计采样测试和测量仪器的定时误差。
由于两个样本之间的实际差值并不正好是90度，因此由示波器测量的抖动成为信号的相位的函数。这造成不可重复的结果，其中取决于时钟和示波器测量的数据信号之间的相位差来测量不同值或抖动。这导致所测量的数据信号的不同部分具有取决于测量点处的时钟相位的潜在不同量的抖动。这是非理想的且可能造成用户困惑。
发明内容
所公开的技术的某些实施例包括一种用于校正测试和测量仪器中的定时误差的方法。所述方法包括接收被拆分成第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第四时钟信号的时钟信号。将第一时钟信号路由至第一采样器，将第二时钟信号路由至第二采样器，将第三时钟信号路由至第三采样器，并且将第四时钟信号路由至第四采样器。在第一采样器处以第一相位对第一时钟信号采样，在第二采样器处以从第一相位偏移90度的第二相位对第二时钟信号采样，在第三采样器处以从第一相位偏移45度的第三相位对第三时钟信号采样，并且在第四采样器处以从第三相位偏移90度的第四相位对第四时钟信号采样。将来自采样器的输出中的每一个数字化并且从数字化输出基于数字化输出计算定时校正。
所公开的技术的某些实施例包括一种供测试和测量仪器中使用的定时误差校正系统。所述定时误差校正系统包括时钟输入；被配置成将时钟信号拆分成四个时钟信号的拆分器；四个采样器，每一个采样器被配置成接收所述四个时钟信号之一且被配置成输出经采样的信号；被配置成从所述四个采样器接收输出的经采样的信号的至少两个模数转换器；以及被配置成基于所述四个采样器的数字化输出计算定时校正误差的处理器。
附图说明
图1图示了被用在采样测试和测量仪器中的传统定时校正系统的框图。
图2和3图示了根据所公开的技术的被用在采样测试和测量仪器中的定时校正系统的实施例的框图。
具体实施方式
在不必按比例绘制的附图中，所公开的系统和方法的相似或对应的元素由相同附图标记表示。
所公开的技术减少等效时间采样测试和测量仪器中的抖动量。等效时间系统通过准确地测量且然后校正采样测试和测量仪器的定时误差来减少抖动。所公开的技术减少时间估计中的误差量并从而减少数据信号的测量中存在的总体抖动，如以下更详细地讨论的那样。
图2描绘了所公开的技术的等效时间系统的一些实施例。该系统包括针对时钟信号202的输入200。时钟信号202是与数据信号对准的正弦或类似的正弦状信号。将时钟信号202拆分成四个时钟信号204,206,208和210。可以通过使用拆分器234来拆分时钟信号。在相应采样器212,214,216和218处接收时钟信号204,206,208和210中的每一个。
第一组采样器212和214被选通器236选通成90度异相，类似于以上讨论的图1中的采样器108和110。不是通过延迟传入时钟信号而是通过调节选通器的定时来添加相位延迟。通过调节选通器的定时来添加相位延迟，而不是延迟传入时钟信号。选通器调节何时测量信号。由于选通器的定时不是精确的，因此在选通器的定时中存在小量的不确定性。该不确定性导致从对于最优正交测量来说所需的理想90度的发散。
因此，第二组采样器216和218也被选通器236选通成关于彼此90度异相。然而，以从第一组采样器212和214偏移的延迟选通第二组采样器216和218，使得可以测量时钟信号的不同的部分。因此，采样器216从采样器212偏移45度并且采样器218从采样器214偏移45度。因此，每一个采样器被设置成在以45度分离的时间处选通。这通过在更多相位处测量信号来允许在确定定时误差方面的更高准确度。通过添加具有关于第一组采样器212和214的附加相位调节延迟的两个附加采样器216和218，可以减少总体抖动以及可变性。
通过相应模数转换器（ADC）220,222,224和226来数字化来自采样器212,214,216和218中的每一个的输出。将来自第一组采样器212和214的数字化输出输入到相位测量单元228，并且将来自第二组采样器216和218的数字化输出输入到相位测量单元230。相位测量单元228和230可以例如是处理器。相位测量单元228和230分别确定采样器212和214以及216和218之间的相位差。将相位差发送到处理器232并且处理器232确定相位差的平均值并基于平均值计算定时校正。可替换地，相位测量单元228和230可以是处理器232的一部分。或者，相位测量单元228和230可以位于与处理器232分离的单个处理器中。
一旦已经确定了定时校正，测试和测量仪器就使用该校正来对所测量的数据信号的定时进行校正。这允许将所测量的数据信号置于适当的获取次序中。
图2中所示的系统的优点在于：当延迟在采样器中的每一个之间为45度时，可以完全去除抖动对时钟相位的依赖性。这消除了变化并将总体抖动减少约40%。尽管以上系统由于其最准确而是优选的，但是其需要测试和测量仪器内的两个附加模数转换器。
可能优选的是使用两个ADC以避免对于附加模数转换器（ADC）的需要。图3描绘了使用仅两个ADC的所公开的技术的可替换实施例。
如图3中所见，该系统也包括针对时钟信号302的输入300。同样使用拆分器332将时钟信号302拆分成四个时钟信号304,306,308和310。每一个时钟信号304,306,308和310由相应的采样器312,314,316和318接收，如以上关于图2讨论的那样。与关于图2讨论的实施例相同，每一个采样器被选通器334选通成45度异相。
然而，通过求和器320将来自采样器312的模拟输出和来自采样器316的模拟输出求和在一起，并且通过求和器322将来自采样器314的模拟输出和来自采样器318的模拟输出求和在一起，而不是如以上关于图2所讨论的，将采样器312,314,316和318的输出输入到ADC中。
然后分别通过ADC324和326对来自求和器320和322的输出中的每一个进行数字转换。将来自ADC324和326的输出输入到相位测量单元328。相位测量单元328确定求和器320的输出与求和器322的输出之间的相位差。然后，可以经由处理器330计算定时校正。再次，相位测量单元338可以位于处理器330内。
如以上提到的，定时误差校正系统包括处理器和存储用于实现测试和测量仪器的以上讨论的处理器的可执行指令的存储器（未示出）。体现在计算机可读介质上的计算机可读代码在被执行时使计算机执行任何以上描述的操作。如在此所使用的，计算机是可以执行代码的任何设备。微处理器、可编程逻辑器件、多处理器系统、数字信号处理器、个人计算机等都是这样的计算机的示例。在一些实施例中，计算机可读介质可以是被配置成以非暂时性方式存储计算机可读代码的有形计算机可读介质。
已经在其优选实施例中描述和说明了所公开的技术的原理，应当显而易见的是，在不脱离这样的原理的情况下，可以在布置和细节方面修改所公开的技术。我们要求保护落入所附权利要求的精神和范围内的所有修改和变型。
Claims (9)
1.一种用于校正测试和测量仪器中的定时误差的方法，包括：
接收时钟信号；
将时钟信号拆分成第一时钟信号、第二时钟信号、第三时钟信号和第四时钟信号；
将第一时钟信号路由至第一采样器，将第二时钟信号路由至第二采样器，将第三时钟信号路由至第三采样器，并且将第四时钟信号路由至第四采样器；
在第一采样器处以第一相位对第一时钟信号采样，在第二采样器处以从第一相位偏移90度的第二相位对第二时钟信号采样，在第三采样器处以从第一相位偏移45度的第三相位对第三时钟信号采样，并且在第四采样器处以从第三相位偏移90度的第四相位对第四时钟信号采样；
将来自采样器的输出中的每一个数字化；以及
从数字化输出基于数字化输出计算定时校正。
2.权利要求1的方法，其中在数字化之前，对来自第一采样器和第三采样器的输出进行求和，并且对来自第二采样器和第四采样器的输出进行求和。
3.权利要求1的方法，其中计算时间校正包括：
计算第一采样器与第二采样器之间的第一相位测量，
计算第三采样器与第四采样器之间的第二相位测量，以及
对第一和第二相位测量求平均。
4.权利要求1的方法，还包括基于所计算的定时校正来修改数据信号的定时。
5.一种供测试和测量仪器中使用的定时误差校正系统，包括：
被配置成接收时钟信号的时钟信号输入；
被配置成将时钟信号拆分成四个时钟信号的拆分器；
四个采样器，每一个采样器被配置成接收所述四个时钟信号之一且被配置成输出经采样的信号；
被配置成从所述四个采样器接收输出的经采样的信号的至少两个模数转换器；以及
被配置成基于所述四个采样器的数字化输出计算定时校正误差的处理器。
6.权利要求5的定时误差校正系统，其中所述四个采样器中的每一个采样器被选通成从其它采样器中的至少一个偏移45度。
7.权利要求5的定时误差校正系统，还包括四个模数转换器，每一个模数转换器被配置成从所述四个采样器接收四个输出之一，其中处理器被配置成通过计算第一采样器与第二采样器之间的第一相位测量、计算第三采样器与第四采样器之间的第二相位测量并对第一和第二相位测量求平均来计算定时校正误差。
8.权利要求5的定时误差校正系统，还包括：
被配置成对来自第一采样器的输出和来自第三采样器的输出进行求和的第一求和器；
被配置成对来自第二采样器的输出和来自第四采样器的输出进行求和的第二求和器，
其中来自第一求和器和第二求和器的输出各自被发送到至少两个模数转换器。
9.权利要求5的定时误差校正系统，其中处理器还被配置成基于所计算的定时校正来校正数据信号的定时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160210 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |