CN110161916A - 一种多板卡采样同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多板卡采样同步方法，将目前的大型相控阵天线系统中,多板卡采样同步所需的时钟信号分配网络和同步信号分配网络合二为一，同时完成多个采样板之间的采样时钟同步和采样时刻同步。该方法可有效改善多板卡采样同步性能，减少物理信号连接，特别适用于大型数字相控阵天线系统。

Description

一种多板卡采样同步方法
技术领域
本发明属于信号处理技术领域，涉及一种多板卡采样同步方法。该方法可有效改善多板卡采样同步性能，提高多通道采样一致性，减少物理信号连接，特别适用于大型数字相控阵天线系统。
背景技术
多板卡采样同步技术在大型相控阵天线系统中被广泛使用。大型相控阵天线系统通过提取多个阵列单元接收电压信号之间的相位关系获得阵列接收信号的方向信息。由于大型相控阵天线系统中一般阵列单元较多，通常需要多个采样板进行分布式采样才能同时获取所有阵列单元接收信号。目前的大型相控阵天线系统中，一般采用一个时钟信号分配网络和一个同步信号分配网络，对多个采样板进行采样同步。这要求两个分配网络时间关系严格同步，否则将出现其中部分采样板与其他采样板采样时刻差节拍或者节拍抖动现象，导致系统性能下降。为此，本发明提出一种多板卡采样同步方法。该方法将两个分配网络合二为一，同时完成多个采样板之间的采样时钟同步和采样时刻同步。该方法不仅可以提高多板采样同步稳定性,同时能够节省系统硬件资源，特别适用于大型相控阵天线系统中信号处理机应用。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种多板卡采样同步方法，用于提高多板卡采样同步稳定性。
技术方案
一种多板卡采样同步方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：发送端对时钟信号和采样同步信号进行调制，所述的时钟信号为连续方波信号，所述的采样同步信号为一个时钟周期的负脉冲信号，产生时钟同步复合信号在逻辑上为两个信号的相与关系；
步骤2：通过等长电缆将时钟同步复合信号分配到多个采样板，其中等长电缆传输信号带宽远大于时钟信号信号频率；
步骤3：单个采样板对时钟同步复合信号进行同步信号恢复：
步骤3a：使用FPGA内部PLL时钟处理模块对复合信号进行2倍频处理得到2倍频时钟信号；
步骤3b：使用2倍频时钟信号对时钟同步复合信号连续低电平采样进行计数，当连续低电平出现3个采样点则产生同步脉冲信号；
步骤3c：使用2倍频时钟信号对步骤3b中同步脉冲信号进行延迟后，与步骤3b中同步脉冲信号相或，得到一个采样周期宽度的同步信号；
步骤3d：将复合信号作为采样时钟参考信号用于AD转换芯片采样，以步骤3c中输出同步信号为参考，对AD转换芯片输出采样点进行同步计数，实现多板卡采样同步。
步骤3c中对相或后的信号再进行延迟会使信号更加稳定。
有益效果
本发明提出的一种多板卡采样同步方法，将目前多板卡采样同步方案中时钟信号分配网络和同步信号分配网络合二为一，同时完成多个采样板之间的采样时钟同步和采样时刻同步。与现有技术相比较，具有如下特点：
1.提高多板卡采样同步稳定性。
2.节省系统硬件资源。
附图说明
图1时钟同步复合信号时序关系
图2分配网络
图3倍频检测原理
图4恢复同步信号原理
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
参见图1，发送端对时钟信号和采样同步信号进行调制，产生时钟同步复合信号。要求输入时钟信号为连续方波信号，输入采样同步信号为一个时钟周期的负脉冲信号，输出时钟同步复合信号如图1所示。
参见图2，通过等长电缆将时钟同步复合信号分配到多个采样板。要求等长电缆传输信号带宽远大于时钟信号信号频率，从而减少信号波形失真。
参见图3，单个采样板对时钟同步复合信号进行同步信号恢复。详细步骤如下：
步骤3a：使用FPGA内部PLL时钟处理模块产生对复合信号进行2倍频处理得到2倍频时钟信号。
步骤3b：使用2倍频时钟信号对复合信号连续低电平采样进行计数，当连续低电平出现3个采样点则产生同步脉冲信号。
步骤3c：使用2倍频时钟信号对步骤3b中同步信号进行延迟后，与步骤3b中同步信号相或，得到一个采样周期宽度的同步信号。
步骤3d：参见图4，将复合信号作为采样时钟参考信号用于AD转换芯片采样。以步骤3c中输出同步信号为参考，对AD转换芯片输出采样点进行同步计数，实现多板卡采样同步。

Claims (2)

1.一种多板卡采样同步方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：发送端对时钟信号和采样同步信号进行调制，所述的时钟信号为连续方波信号，所述的采样同步信号为一个时钟周期的负脉冲信号，产生时钟同步复合信号在逻辑上为两个信号的相与关系；
步骤2：通过等长电缆将时钟同步复合信号分配到多个采样板，其中等长电缆传输信号带宽远大于时钟信号信号频率；
步骤3：单个采样板对时钟同步复合信号进行同步信号恢复：
步骤3a：使用FPGA内部PLL时钟处理模块对复合信号进行2倍频处理得到2倍频时钟信号；
步骤3b：使用2倍频时钟信号对时钟同步复合信号连续低电平采样进行计数，当连续低电平出现3个采样点则产生同步脉冲信号；
步骤3c：使用2倍频时钟信号对步骤3b中同步脉冲信号进行延迟后，与步骤3b中同步脉冲信号相或，得到一个采样周期宽度的同步信号；
步骤3d：将复合信号作为采样时钟参考信号用于AD转换芯片采样，以步骤3c中输出同步信号为参考，对AD转换芯片输出采样点进行同步计数，实现多板卡采样同步。
2.根据权利要求1所述的一种多板卡采样同步方法，其特征在于步骤3c中对相或后的信号再进行延迟会使信号更加稳定。
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