用于产生系统时钟的系统及温度梯度检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及用于产生系统时钟的系统及方法的领域。本发明的另外实施例涉及温度梯度检测系统及方法的领域。
【背景技术】
[0002]时序依赖性系统或网络(例如，电信网络)中的时间同步或时钟分配通常受限于非常严格的频率稳定性规范(例如，如ITU-T推荐标准G.803、G.812、G.813、G.823、G824、G.8262及/或许多其它推荐标准中规定)。(电信)网络中的节点通常从外部的全网络参考接收时序信息。此可为具有非常稳定的频率的专用时钟信号，或其可为从传入数据通信链路提取的数据时钟。将此时钟信息与来自本机参考振荡器的输出时钟信号进行比较以确定此本机参考振荡器的误差偏移。由经确定的误差偏移校正的本机参考时钟信号接着用于产生经发射通信链路要求的所要频率，且在外部参考时钟信号失效的时段期间维持系统时钟信号(留用)。此机制暗示:即使在存在外部参考时钟信号的情况中，系统时钟的频率稳定性也与其本机振荡器的频率稳定性紧密相关。然而，通常使用的本机振荡器的输出频率通常对温度变动敏感，温度变动对所要的稳定性构成威胁。虽然存在在不同程度上对温度变动不敏感的振荡器(例如，铷钟或原子钟)，但这些时钟通常过于昂贵及/或过大以致无法用于(例如)通信网络的节点中。
【发明内容】
[0003]本发明的实施例的目标是提供一种用于产生比在现有技术系统中更稳定的系统时钟且可应对温度变动的系统。
[0004]根据本发明的实施例，所述系统包括:本机振荡器；获取模块；温度检测器；及时钟发生器。所述本机振荡器经配置以产生第一时钟信号。所述获取模块经配置以获取第二时钟信号。所述温度检测器经配置以检测在包含本机振荡器的区域中的高于临界值的温度变化。所述时钟发生器经配置以在温度检测器未检测到高于临界值的温度变化时以正常模式使用第一时钟信号以第一方式产生系统时钟信号，且在温度检测器已检测到高于临界值的温度变化时以反向留用模式使用第二时钟信号以不同于第一方式的第二方式产生系统时钟信号。
[0005]所述获取模块可为经配置以从在系统处接收的至少一个外部信号提取第二时钟信号的提取器，但也可为(例如)用于从所述系统附近的区域接收第二时钟信号的模块，所述区域不受温度变化的影响。
[0006]通过使用此类实施例，在存在过于急剧的温度变化的情况下，可避免系统时钟信号的所得准确度相对于由选定外部参考时钟定义的标称频率的准确度偏离超过所允许的公差，使得系统可符合所要求的规范且特定来说符合(例如)与涉及计时或将无线通信回程传输到核心网络上的应用的ITU-T推荐标准相关的规范。
[0007]本发明的实施例是基于领悟到存在以下两个待解决的问题:在系统的时序相关部分中对温度梯度的及时检测；以及对无法在系统的时序相关部分中补偿的此类温度梯度作出适当反应。
[0008]本机振荡器可为恒温控制晶体振荡器(OCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)或任何其它合适振荡器。作为本机参考振荡器，取决于系统的所要稳定性，恒温控制振荡器或温度晶体振荡器具有增强的热惯性。如果环境温度变化的速率较低(例如，低于每分钟l°c )，那么这些OCXO及TCXO提供较宽温度范围上的准确且稳定的频率输出。然而，在一些故障条件中(例如，风扇故障或更换风扇托盘的情形中)或在外部单元中，可出现比每分钟l°c急剧得多的温度梯度。含有电信设备的机柜的门敞开的情形可为较高温度梯度的另一源。在本发明的实施例中，当检测到急剧的温度梯度时，通过切换到反向留用模式来避免这种梯度带来的问题。
[0009]根据优选实施例，本机振荡器经配置以产生具有第一频率的第一时钟信号，所述第一时钟信号具有第一温度依赖性，且温度检测器包括另一本机振荡器，所述另一本机振荡器适于产生具有第二频率的另一时钟信号，所述另一时钟信号具有显著高于第一温度依赖性的第二温度依赖性。温度检测器可接着进一步包括比较器，所述比较器用于比较第一时钟信号与另一时钟信号以检测高于临界值的温度变化。所述比较器优选为相位比较器。所述另一本机振荡器可为与所述本机振荡器相比具有较低热惯性的振荡器，例如，廉价晶体振荡器。
[0010]根据优选实施例，时钟发生器经配置以使用第一时钟信号作为主时钟信号且使用第三时钟信号来确定待应用到所述主时钟信号以产生系统时钟信号的误差偏移值来以第一方式产生系统时钟信号。第三时钟信号可与第二时钟信号相同，且通常是通过提供经配置以从在系统处接收的至少一个外部信号提取第三时钟信号的提取器来获得。所述时钟发生器接着优选经配置以在从正常模式切换到反向留用模式时存储误差偏移值，且在从反向留用模式切换回到正常模式时使用此存储的误差偏移值来产生系统时钟信号。
[0011]根据本发明的实施例，对高温度梯度(其可通过上文描述的方式或通过用于检测温度变化的另一方式来检测，且其在任一情形中影响本机振荡器的短期准确度)的防护是为了暂时使用直接从最佳外部参考提取的第二时钟信号而非如上文论述由误差偏移值校正的第一时钟信号。此种在短时段内不使用本机振荡器而是将外部参考中的一者直接用于产生系统时钟的条件对应于反向留用模式。
[0012]时钟发生器可包括数字PLL来使用中间时钟信号作为主时钟信号且使用第二或第三时钟信号来确定待应用到主时钟信号以产生系统时钟信号的误差偏移值来产生系统时钟信号，其中取决于时钟发生器以正常模式操作还是以反向留用模式操作，以第一模式或第二模式产生中间时钟信号。在图3中揭示此实施例的实例。
[0013]时钟发生器可包括与多路复用器串联的PLL，多路复用器与PLL耦合在提取器的输出与数字PLL的主时钟输入之间。多路复用器优选具有耦合到本机振荡器的第一输入及耦合到PLL的输出的第二输入，且经配置以在正常模式中选择第一输入且在反向留用模式中选择第二输入。PLL优选具备具有反馈分频器的反馈环路，所述反馈环路适于在正常模式中具有取决于第一时钟信号与PLL的输出之间的相位差的分频器值，所述反馈环路进一步适于在从正常模式切换到反向留用模式时维持所述分频器值恒定。
[0014]根据替代实施例，时钟发生器包括:数字PLL，以使用第一时钟信号作为主时钟信号且使用第二时钟信号来确定待应用到所述主时钟信号以产生以第一方式产生的系统时钟信号的误差偏移值来以第一方式产生系统时钟信号；以及切换模块，以在以第一及第二方式产生的系统时钟信号之间切换。在图2中说明此实施例的实例。所述切换模块可为包括PLL的无冲击切换模块。
[0015]所述系统可包括内部时钟同步子系统，其不断监测其外部参考以确定每一参考的质量及有效性，以找到并选择最佳者。这可尤其基于监测外部参考的频率稳定性。
[0016]根据本发明的另一方面，提供一种用于检测包括第一振荡器的环境中的温度变化的系统。所述系统包括:第一振荡器，其经配置以产生具有第一频率的第一时钟信号，所述第一频率依据温度而变化；及第二振荡器，其适于产生具有第二频率的第二时钟信号，所述第二频率与第一频率相比更快地随温度变化。此外，所述系统包括比较器，所述比较器用于比较所述第一时钟信号与所述第二时钟信号以检测温度变化。所述第一振荡器可(例如)为恒温控制晶体振荡器或温度补偿晶体振荡器。所述比较器优选为相位比较器。第二振荡器可为与第一振荡器相比具有较低热惯性的振荡器，且可(例如)为不具有任何温度补偿的廉价晶体振荡器。
[0017]根据本发明的实施例，除形成内部时序子系统的核心且可受到外部参考时钟信号校正的更稳健、对温度更不敏感的常规第一振荡器之外还使用非常廉价、完全不受温度补偿的第二振荡器检测突然的急剧温度梯度。TCXO(温度补偿晶体振荡器)或ocxo(恒温控制晶体振荡器)通常用作具有低温度敏感性的第一振荡器。在常规第一振荡器将对温度变化做出反应之前，此额外廉价第二振荡器将非常迅速地对温度变化做出反应。比较两个振荡器的输出信号将允许在此类温度变化开始影响常规第一振荡器之前检测及用信号发送此类温度变化。
【附图说明】
[0018]附图用于说明本发明的系统