遥感相机时钟管理电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路设备领域，特别涉及一种遥感相机时钟管理电路。本发明的时钟管理电路适合时钟网络复杂、时钟质量要求较高的技术领域，如航空、航天、军品等产品，特别适用于航天领域的遥感相机。
【背景技术】
[0002]目前，航天器上的遥感相机或遥感视频电路为了提高图像处理能力和图像传输能力，系统工作频率需要进一步提高，这就对时钟信号的性能提出了新的要求。目前电路中的时钟信号通过电缆或者背板进行传输，时钟信号在传输过程中由于受到传输介质的阻抗不连续和外界环境干扰的影响，信号质量会有所下降。而且随着遥感视频电路复杂程度增加，电路的时钟网络的复杂程度也随着增加。目前采用的现场可编程逻辑门阵列内部程序实现的时钟管理有一定的局限性，难以适应对时钟管理要求更复杂的视频电路。
【发明内容】
[0003]本发明要解决遥感视频电路中的时钟信号在传输过程中信号质量下降，时钟难以管理的技术问题。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005]一种遥感相机时钟管理电路，包括:时钟管理芯片，接收时钟输入接口传递的外部时钟信号、向时钟输出接口输出时钟信号；压控晶体振荡器，向时钟管理芯片输出压控时钟信号；无源环路滤波器，接收时钟管理芯片比较外部时钟信号和压控时钟信号得出的电流误差信号，并将电流误差信号转换为电压误差信号输出至压控晶体振荡器的电压控制端，调节压控晶体振荡器的相位。
[0006]还包括，控制接口，连接时钟管理芯片和压控晶体振荡器，用于控制时钟管理芯片的内部参数。
[0007]微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过控制接口配置时钟管理芯片内部参数。
[0008]还包括，状态监控接口，连接时钟管理芯片；时钟管理芯片将自身状态信息通过状态监控接口输出。
[0009]微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过状态监控接口获得稳定状态指示。
[0010]微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过状态监控接口监视时钟管理芯片的状
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[0011]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0012](I)由于时钟管理电路的同步功能，电路板之间传输的高速时钟信号会变为频率相对较低的时钟信号，时钟管理器将本地压控晶振产生的高速时钟与外部时钟进行相位同步，保证电路板之间时钟信号的同步性，减小高速时钟在传输过程中的对外辐射干扰。
[0013](2)由于时钟管理电路的同步功能，电路板时钟源可以采用时钟管理电路输出时钟，板外输入时钟信号作为同步信号，提高系统性能。
[0014](3)由于时钟管理电路的抑制时钟抖动功能，高速数模转换芯片、高速串行收发芯片可采用时钟管理器输出的时钟，提高电路性能。
[0015](4)由于时钟管理电路的时钟管理功能，可以实现多路通道时钟输出或者三态的控制，可以对多路通道时钟输出频率进行设置，该频率是压控晶振输出时钟频率分频值，可以在一定范围内控制输出时钟之间的相位关系，可以在差分信号或者单端信号之间选择输出时钟的电平标准。
【附图说明】
[0016]图1示出了本发明的遥感相机时钟管理电路的组成示意图
【具体实施方式】
[0017]本发明的用于遥感相机的时钟管理电路，包括时钟管理芯片、无源环路滤波器、压控晶振(压控晶体振荡器)、时钟输入接口、时钟输出接口、控制接口和状态监控接口。时钟输入接口将外部时钟信号输入到时钟管理芯片，时钟管理芯片接收压控晶振中输出的时钟信号，时钟管理芯片通过内部的鉴相器比较外部时钟信号与压控晶振输出时钟信号的相位关系并由电荷泵输出时钟相位差的电流误差信号，无源环路滤波器接收电流误差信号、滤除电流误差信号中存在的高频噪声，并将其转换成电压误差信号，电压误差信号通过压控晶振电压控制端调节压控时钟的相位。由此，经过反复调整误差，实现外部时钟与压控时钟的同步，最终电路达到稳定状态。时钟管理芯片输出的时钟信号是压控晶振经过分频所得到，时钟管理电路最终实现输出时钟与输入的压控晶振时钟的相位同步。根据输入时钟和压控晶振时钟的相位噪声，可以通过三线串行协议接口配置芯片参数，并通过合理设计无源环路滤波器中分立元件参数，实现时钟抖动的抑制。
[0018]如图1所示，本发明的遥感相机时钟管理电路I包含时钟管理芯片11、无源环路滤波器7、压控晶振5、时钟输入接口 3、时钟输出接口 9、控制接口 2和状态监控接口 10。根据从外部输入到时钟输入接口 3的时钟信号相位噪声和压控晶振5的时钟信号相位噪声，获得系统环路带宽，根据环路带宽，确定组成无源环路滤波器7的分立元件参数和时钟管理芯片11配置参数。外部时钟信号输入到时钟管理芯片11，微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过控制接口 2配置时钟管理芯片11内部参数，压控晶振5输出时钟信号4到时钟管理芯片11，时钟管理芯片11通过内部处理，比较外部时钟信号和压控晶振5的时钟信号产生电流误差信号8，该信号经过无源环路滤波器的低通滤波和电流-电压转换作用生成控制电压信号6，该信号根据压控晶振5调节能力控制输出时钟信号4的频率，当时钟管理电路I稳定，微控制器或者现场可编程逻辑门阵列可以通过状态监控接口 10获得稳定状态指示，微控制器或者现场可编程逻辑门阵列还可以通过状态监控接口 10监视输入时钟和压控晶振时钟4的状态，可以通过控制接口 2控制时钟管理芯片复位或者进入低功耗状态。在稳定状态下，输出时钟接口 9根据需要选择单端时钟或者差分时钟，输出的时钟信号可以提供给对时钟质量要求高的器件，比如高速数模转换芯片、高速串行收发芯片和微控制器或者现场可编程逻辑门阵列。
[0019]本发明具有时钟去抖、时钟同步、时钟分频与时钟分配的功能，适用于对时钟信号质量要求高、对时钟同步性要求高和时钟网络复杂的遥感相机电子学部分。
【主权项】
1.一种遥感相机时钟管理电路，其特征在于，包括: 时钟管理芯片(11)，接收时钟输入接口(3)传递的外部时钟信号、向时钟输出接口(9)输出时钟信号； 压控晶体振荡器(5)，向所述时钟管理芯片(11)输出压控时钟信号； 无源环路滤波器(7)，接收所述时钟管理芯片(11)比较所述外部时钟信号和所述压控时钟信号得出的电流误差信号，并将所述电流误差信号转换为电压误差信号输出至所述压控晶体振荡器(5)的电压控制端，调节所述压控晶体振荡器(5)的相位。
2.根据权利要求1所述的遥感相机时钟管理电路，其特征在于，还包括，控制接口(2)，连接所述时钟管理芯片(11)和所述压控晶体振荡器(5)，用于控制所述时钟管理芯片(11)的内部参数。
3.根据权利要求2所述的遥感相机时钟管理电路，其特征在于，微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过所述控制接口(2)配置所述时钟管理芯片(11)内部参数。
4.根据权利要求1所述的遥感相机时钟管理电路，其特征在于，还包括，状态监控接口(10)，连接所述时钟管理芯片(11);所述时钟管理芯片(11)将自身状态信息通过所述状态监控接口(10)输出。
5.根据权利要求4所述的遥感相机时钟管理电路，其特征在于，微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过所述状态监控接口(10)获得稳定状态指示。
6.根据权利要求1所述的遥感相机时钟管理电路，其特征在于，微控制器或者现场可编程逻辑门阵列通过所述状态监控接口(10)监视所述时钟管理芯片(11)的状态。
【专利摘要】本发明提供一种遥感相机时钟管理电路，包括：时钟管理芯片，接收时钟输入接口传递的外部时钟信号、向时钟输出接口输出时钟信号；压控晶体振荡器，向时钟管理芯片输出压控时钟信号；无源环路滤波器，接收时钟管理芯片比较外部时钟信号和压控时钟信号得出的电流误差信号，并将电流误差信号转换为电压误差信号输出至压控晶体振荡器的电压控制端，调节压控晶体振荡器的相位。本发明由于时钟管理电路的同步功能，电路板之间传输的高速时钟信号变为频率相对较低的时钟信号，减小高速时钟在传输过程中的对外辐射干扰。
【IPC分类】G04G7-00
【公开号】CN104536284
【申请号】CN201410532654
【发明人】程甘霖, 荣鹏, 黄竞, 张磊, 苏浩航, 郭宇琨, 倪建军, 王鑫, 赵洋, 闫静纯, 林为秀
【申请人】北京空间机电研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年10月10日