遙感相機時鐘管理電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電路設備領域，特別涉及一種遙感相機時鐘管理電路。本發明的時鐘管理電路適合時鐘網絡復雜、時鐘質量要求較高的技術領域，如航空、航天、軍品等產品，特別適用于航天領域的遙感相機。
【背景技術】
[0002]目前，航天器上的遙感相機或遙感視頻電路為了提高圖像處理能力和圖像傳輸能力，系統工作頻率需要進一步提高，這就對時鐘信號的性能提出了新的要求。目前電路中的時鐘信號通過電纜或者背板進行傳輸，時鐘信號在傳輸過程中由于受到傳輸介質的阻抗不連續和外界環境干擾的影響，信號質量會有所下降。而且隨著遙感視頻電路復雜程度增加，電路的時鐘網絡的復雜程度也隨著增加。目前采用的現場可編程邏輯門陣列內部程序實現的時鐘管理有一定的局限性，難以適應對時鐘管理要求更復雜的視頻電路。
【發明內容】
[0003]本發明要解決遙感視頻電路中的時鐘信號在傳輸過程中信號質量下降，時鐘難以管理的技術問題。
[0004]本發明的技術方案為:
[0005]一種遙感相機時鐘管理電路，包括:時鐘管理芯片，接收時鐘輸入接口傳遞的外部時鐘信號、向時鐘輸出接口輸出時鐘信號；壓控晶體振蕩器，向時鐘管理芯片輸出壓控時鐘信號；無源環路濾波器，接收時鐘管理芯片比較外部時鐘信號和壓控時鐘信號得出的電流誤差信號，并將電流誤差信號轉換為電壓誤差信號輸出至壓控晶體振蕩器的電壓控制端，調節壓控晶體振蕩器的相位。
[0006]還包括，控制接口，連接時鐘管理芯片和壓控晶體振蕩器，用于控制時鐘管理芯片的內部參數。
[0007]微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過控制接口配置時鐘管理芯片內部參數。
[0008]還包括，狀態監控接口，連接時鐘管理芯片；時鐘管理芯片將自身狀態信息通過狀態監控接口輸出。
[0009]微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過狀態監控接口獲得穩定狀態指示。
[0010]微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過狀態監控接口監視時鐘管理芯片的狀
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[0011]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0012](I)由于時鐘管理電路的同步功能，電路板之間傳輸的高速時鐘信號會變為頻率相對較低的時鐘信號，時鐘管理器將本地壓控晶振產生的高速時鐘與外部時鐘進行相位同步，保證電路板之間時鐘信號的同步性，減小高速時鐘在傳輸過程中的對外輻射干擾。
[0013](2)由于時鐘管理電路的同步功能，電路板時鐘源可以采用時鐘管理電路輸出時鐘，板外輸入時鐘信號作為同步信號，提高系統性能。
[0014](3)由于時鐘管理電路的抑制時鐘抖動功能，高速數模轉換芯片、高速串行收發芯片可采用時鐘管理器輸出的時鐘，提高電路性能。
[0015](4)由于時鐘管理電路的時鐘管理功能，可以實現多路通道時鐘輸出或者三態的控制，可以對多路通道時鐘輸出頻率進行設置，該頻率是壓控晶振輸出時鐘頻率分頻值，可以在一定范圍內控制輸出時鐘之間的相位關系，可以在差分信號或者單端信號之間選擇輸出時鐘的電平標準。
【附圖說明】
[0016]圖1示出了本發明的遙感相機時鐘管理電路的組成示意圖
【具體實施方式】
[0017]本發明的用于遙感相機的時鐘管理電路，包括時鐘管理芯片、無源環路濾波器、壓控晶振(壓控晶體振蕩器)、時鐘輸入接口、時鐘輸出接口、控制接口和狀態監控接口。時鐘輸入接口將外部時鐘信號輸入到時鐘管理芯片，時鐘管理芯片接收壓控晶振中輸出的時鐘信號，時鐘管理芯片通過內部的鑒相器比較外部時鐘信號與壓控晶振輸出時鐘信號的相位關系并由電荷泵輸出時鐘相位差的電流誤差信號，無源環路濾波器接收電流誤差信號、濾除電流誤差信號中存在的高頻噪聲，并將其轉換成電壓誤差信號，電壓誤差信號通過壓控晶振電壓控制端調節壓控時鐘的相位。由此，經過反復調整誤差，實現外部時鐘與壓控時鐘的同步，最終電路達到穩定狀態。時鐘管理芯片輸出的時鐘信號是壓控晶振經過分頻所得到，時鐘管理電路最終實現輸出時鐘與輸入的壓控晶振時鐘的相位同步。根據輸入時鐘和壓控晶振時鐘的相位噪聲，可以通過三線串行協議接口配置芯片參數，并通過合理設計無源環路濾波器中分立元件參數，實現時鐘抖動的抑制。
[0018]如圖1所示，本發明的遙感相機時鐘管理電路I包含時鐘管理芯片11、無源環路濾波器7、壓控晶振5、時鐘輸入接口 3、時鐘輸出接口 9、控制接口 2和狀態監控接口 10。根據從外部輸入到時鐘輸入接口 3的時鐘信號相位噪聲和壓控晶振5的時鐘信號相位噪聲，獲得系統環路帶寬，根據環路帶寬，確定組成無源環路濾波器7的分立元件參數和時鐘管理芯片11配置參數。外部時鐘信號輸入到時鐘管理芯片11，微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過控制接口 2配置時鐘管理芯片11內部參數，壓控晶振5輸出時鐘信號4到時鐘管理芯片11，時鐘管理芯片11通過內部處理，比較外部時鐘信號和壓控晶振5的時鐘信號產生電流誤差信號8，該信號經過無源環路濾波器的低通濾波和電流-電壓轉換作用生成控制電壓信號6，該信號根據壓控晶振5調節能力控制輸出時鐘信號4的頻率，當時鐘管理電路I穩定，微控制器或者現場可編程邏輯門陣列可以通過狀態監控接口 10獲得穩定狀態指示，微控制器或者現場可編程邏輯門陣列還可以通過狀態監控接口 10監視輸入時鐘和壓控晶振時鐘4的狀態，可以通過控制接口 2控制時鐘管理芯片復位或者進入低功耗狀態。在穩定狀態下，輸出時鐘接口 9根據需要選擇單端時鐘或者差分時鐘，輸出的時鐘信號可以提供給對時鐘質量要求高的器件，比如高速數模轉換芯片、高速串行收發芯片和微控制器或者現場可編程邏輯門陣列。
[0019]本發明具有時鐘去抖、時鐘同步、時鐘分頻與時鐘分配的功能，適用于對時鐘信號質量要求高、對時鐘同步性要求高和時鐘網絡復雜的遙感相機電子學部分。
【主權項】
1.一種遙感相機時鐘管理電路，其特征在于，包括: 時鐘管理芯片(11)，接收時鐘輸入接口(3)傳遞的外部時鐘信號、向時鐘輸出接口(9)輸出時鐘信號； 壓控晶體振蕩器(5)，向所述時鐘管理芯片(11)輸出壓控時鐘信號； 無源環路濾波器(7)，接收所述時鐘管理芯片(11)比較所述外部時鐘信號和所述壓控時鐘信號得出的電流誤差信號，并將所述電流誤差信號轉換為電壓誤差信號輸出至所述壓控晶體振蕩器(5)的電壓控制端，調節所述壓控晶體振蕩器(5)的相位。
2.根據權利要求1所述的遙感相機時鐘管理電路，其特征在于，還包括，控制接口(2)，連接所述時鐘管理芯片(11)和所述壓控晶體振蕩器(5)，用于控制所述時鐘管理芯片(11)的內部參數。
3.根據權利要求2所述的遙感相機時鐘管理電路，其特征在于，微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過所述控制接口(2)配置所述時鐘管理芯片(11)內部參數。
4.根據權利要求1所述的遙感相機時鐘管理電路，其特征在于，還包括，狀態監控接口(10)，連接所述時鐘管理芯片(11);所述時鐘管理芯片(11)將自身狀態信息通過所述狀態監控接口(10)輸出。
5.根據權利要求4所述的遙感相機時鐘管理電路，其特征在于，微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過所述狀態監控接口(10)獲得穩定狀態指示。
6.根據權利要求1所述的遙感相機時鐘管理電路，其特征在于，微控制器或者現場可編程邏輯門陣列通過所述狀態監控接口(10)監視所述時鐘管理芯片(11)的狀態。
【專利摘要】本發明提供一種遙感相機時鐘管理電路，包括：時鐘管理芯片，接收時鐘輸入接口傳遞的外部時鐘信號、向時鐘輸出接口輸出時鐘信號；壓控晶體振蕩器，向時鐘管理芯片輸出壓控時鐘信號；無源環路濾波器，接收時鐘管理芯片比較外部時鐘信號和壓控時鐘信號得出的電流誤差信號，并將電流誤差信號轉換為電壓誤差信號輸出至壓控晶體振蕩器的電壓控制端，調節壓控晶體振蕩器的相位。本發明由于時鐘管理電路的同步功能，電路板之間傳輸的高速時鐘信號變為頻率相對較低的時鐘信號，減小高速時鐘在傳輸過程中的對外輻射干擾。
【IPC分類】G04G7-00
【公開號】CN104536284
【申請號】CN201410532654
【發明人】程甘霖, 榮鵬, 黃競, 張磊, 蘇浩航, 郭宇琨, 倪建軍, 王鑫, 趙洋, 閆靜純, 林為秀
【申請人】北京空間機電研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年10月10日