CN104980147A - 一种连续时差测量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种等延时信号转换方法及装置，可以实现电子信号的高电平或低电平的持续时间、上升沿至上升沿或下降沿至下降沿的时间间隔的连续测量，不仅给出了将其应用于飞行时间测量、激光测距等的方法及装置，还提供了几种将该方法应用于串行数据接收的方法及装置，降低了对时钟频率(Frequency)、畸变(Distortion)、晃动(Jitter)等的敏感度，使串行数据接收装置更加可靠和易于实现。

Description

一种连续时差测量的方法及装置

技术领域

本发明一般涉及时差测量(0000)的方法及装置，诸如时差采样的方法及装置、时差连续测量的方法及装置等，包括脉冲宽度测量、脉冲周期测量、串行数据接收、飞行时间测量等。具体地说，本发明涉及一种高速度、高精度、宽量程的连续时差测量(0000)的方法及装置，基于该方法及装置可以低成本、高性能的实现多种测量装置及***，满足脉冲测距、飞行时间测量、串行数据通信等需求。

背景技术

感知自然现象的出现时间和先后次序是了解自然的基本手段之一，时差测量(0000)是感知时间和次序的必要手段，一般情况下，时差测量(0000)的速度、精度、量程、成本等要求不尽相同，往往不能兼顾，例如，高速度测量的精度和量程有限制，高精度测量的速度和量程有限制，宽量程测量的速度和精度有限制，高速度、高精度、宽量程意味着较高的成本，等等。

本发明提供一种时差测量(0000)的方法及装置，可以兼顾高速度、高精度、宽量程、低成本等要求，满足多种应用需求。

附图说明

以下首先对本发明说明书的附图进行简单的介绍，然后再结合这些附图对本发明的各个实施范例进行介绍，说明本发明的原理和特征。

在以下的附图中：

图1为按照本发明的方法实现的优选实例被测信号N＝8环形分频(0110)电路及时序的示意图；

图2为按照本发明的方法实现的优选实例中间信号(0116)的同步采样(0130)电路及时序的示意图；

图3为按照本发明的方法实现的优选实例中间触发(0136)时序的示意图。

具体实施方式

下面首先对本发明的方法进行说明，然后对应用本发明方法所需的优选实例电路进行说明，再对应用本发明方法的优选实例装置进行说明。

在附图中，MOS晶体管的衬底没有被标出，约定NMOS晶体管的衬底均接地线GND、PMOS晶体管的衬底均接电源VDD。

在附图及本说明书中，锁存器(0040)的选通信号用E(EP、EN)表示，当EP为高电平(H)、EN为低电平(L)时，锁存器(0040)的输出Q(QP、QN)等于输入D(DP、DN)，当EP为低电平(L)、EN为高电平(H)时，锁存器(0040)的输出Q(QP、QN)不变。

在附图及本说明书中，许多电信号都是双相信号，约定XXXP表示正相信号、XXXN表示负相信号、XXX或XXX(P/N)表示双相信号，XXX是一个含大写或小写字符及数字的字符串；如是成组的多个信号，分别用XXX<m：0>P、XXX<m：0>N、XXX<m：0>、XXX<m：0>(P/N)表示全组的m+1个信号，分别用XXX<m：0>P/N表示高电平或低电平有效的全组的m+1个信号，分别用XXX<x>P、XXX<x>N、XXX<x>表示信号组中的每个信号或单个信号，分别用XXX<x>P/N表示高电平或低电平有效的信号组中的每个或单个信号；有时<m：0>也被用来表示成组的m+1个电路模块。

在以下的说明中：

1、跃迁(0020)是指模拟信号从一个相对稳定电压到另一个相对稳定电压的快速变化；

2、翻转(0030)是数字信号从低电平(L)到高电平(H)或从高电平(H)到低电平(L)的快速变化；

3、脉冲宽度(0400)是指被测信号(0010)处于低电平(L)或处于高电平(H)的持续时间；

4、脉冲周期(0500)是指被测信号(0010)相邻两次从低电平(L)到高电平(H)或从高电平(H)到低电平(L)翻转(0030)之间的时间间隔；

5、飞行时间(0600)是指被测信号(0010)的一次或多次翻转(0030)到一个起始翻转(0036)之间的时间间隔，如起始翻转(0036)来自另一个信号则须将其嵌入到被测信号(0010)中；

6、持续时间或时间间隔一般从模拟信号跃迁(0020)或数字信号翻转(0030)过程的中点开始，至模拟信号跃迁(0020)或数字信号翻转(0030)过程的中点结束。

在时差测量(0000)装置中，需要测量脉冲宽度(0400)或脉冲周期(0500)或飞行时间(0600)，一般都采取模拟和数字混合的方法测量，即用时钟对被测信号(0010)进行采样得到同步采样(0130)，用数字方法测量同步采样(0130)的脉冲宽度(0400)或脉冲周期(0500)或飞行时间(0600)，用模拟方法分别测量被测信号(0010)与同步采样(0130)的前沿时差(0050)和后沿时差(0060)，即可得到被测信号(0010)的脉冲宽度(0400)或脉冲周期(0500)或飞行时间(0600)，方法的差别在于时差测量(0000)和时钟采样(0130)方法及对被测信号(0010)的限制。

为了兼顾高速度、高精度、宽范围时差测量(0000)的要求，本发明的方法不是直接的而是间接的测量被测信号(0010)的脉冲宽度(0400)或脉冲周期(0500)或飞行时间(0600)，既可以测量被测信号(0010)中单个的脉冲宽度(0400)或脉冲周期(0500)或飞行时间(0600)，也可以连续测量被测信号(0010)的脉冲宽度(0400)和(或)脉冲周期(0500)和(或)飞行时间(0600)，输出连续测量结果或输出平均测量结果，不仅可以满足脉冲测距的需求，还可以满足接收串行数据的需求。

对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，等时延的产生多个中间信号(0116)，对中间信号(0116)进行时钟采样(0130)得到中间采样(0134)信号，对中间信号(0116)和中间采样(0134)进行时差测量(0000)，间接得到被测信号(0010)的脉冲宽度(0400)和(或)脉冲周期(0500)和(或)飞行时间(0600)，是本发明方法的核心。

一、等时延信号转换

本节说明本发明进行等时延信号转换(0100)的方法及装置。

图1是N＝8环形分频(0110)电路及时序的示意图，其中S(SP、SN)是被测信号(0010)。

偶数N＝8个锁存器(0040)0112/0：N/2-1和0114/0：N/2-1构成一个除N环形分频(0110)电路，N分频被测信号(0010)，对应被测信号(0010)上升翻转(risetransition，0032)的中间信号(0116)是RT<0：N/2-1>(RT<0：N/2-1>P、RT<0：N/2-1>N)，对应被测信号(0010)的下降翻转(fall transition，0034)的中间信号(0116)是FT<0：N/2-1>(FT<0：N/2-1>P、FT<0：N/2-1>N)。

被测信号(0010)和RT<0：N/2-1>、FT<0：N/2-1>等中间信号(0116)对应的时序也显示在图1中，为简洁说明，被测信号(0010)S被画成具有相等的脉冲宽度(0400)和脉冲周期(0500)，实际上被测信号(0010)S的脉冲宽度(0400)和脉冲周期(0500)往往不相等且随机变化。

用T表示时钟周期(0050)，时钟可以是单相时钟AK(AKP，AKN)，也可以是双相时钟AK(AKP、AKN)、BK(BKP、BKN)，还可以是四项时钟AK(AKP、AKN)、BK(BKP、BKN)、CK(CKP、CKN)、DK(DKP、DKN)，它们的周期都是T，双相时钟AK和BK的相位差是T/2，四相时钟AK和BK、BK和CK、CK和DK、DK和AK的相位差都是是T/4。

图2是本发明用时钟采样中间信号(0116)的时钟同步(0170)电路及时序的示意图，eT<n>(eT<n>P、eT<n>N)是RT<0：N/2-1>、FT<0：N/2-1>等中间信号(0116)之一，kK(kKP、kKN)表示AK、BK、CK、DK等时钟之一，锁存器(0040)0132/0：3级联构成时钟同步(0170)电路产生中间采样(0134)信号，中间采样(0134)信号ekm<n>(ekm<n>P、ekm<n>N)中，e为R、F分别表示输入的中间信号(0116)是RT<n>、FT<n>等，k为A、B、C、D分别表示进行采样的时钟为AK、BK、CK、DK，m为0、1、2、3分别表示中间采样(0134)是锁存器(0132/0：3)等的输出，n为0至N/2-1之一表示输入的中间信号(0116)或中间采样(0134)的序号。

用PT、AT、DT、WT分别表示锁存器(0040)的建立时间(0042)、保持时间(0044)、延迟时间(0046)、最小选通(0048)等，时钟周期(0050)T和被测信号(0010)S的脉冲宽度(0400)均须大于最小选通(0048)WT，ek0<n>分别相对于eT<n>的时延变化范围都是DT至PT+0.5*T，ek1<n>分别相对于eT<n>的时延变化范围都是DT+PT至DT+PT+1.0*T，ek2<n>分别相对于eT<n>的时延变化范围都是DT+PT+0.5*T至DT+PT+1.5*T，ek3<n>分别相对于eT<n>的时延变化范围都是DT+PT+1.0*T至DT+PT+2.0*T。

选择ek0<n>作为中间触发(0136)，一般有误翻转脉冲，选择ek1<n>作为中间触发(0136)，偶然有误翻转脉冲，选择ek2<n>作为中间触发(0160)，可以基本消除误翻转脉冲，如果需要更高的可靠性，则须选择ek3<n>作为中间触发(0136)。

用ekT<n>分别表示中间触发(0136)，则ekT<n>＝ek2<n>/ek3<n>，其中e、k、n的含义与ek0<n>、ek1<n>、ek2<n>、ek3<n>等中e、k、n的含义相同。本发明的方法需要用模拟方法进行中间触发(0136)相对于中间信号(0116)的时差测量(0000)，时差的变化范围是DT+PT+0.5*T至DT+PT+1.5*T或DT+PT+1.0*T至DT+PT+2.0*T。图1中的分频数为偶数N＝8，N是可变的，这是为了使中间信号(0116)的翻转间隔足够长，确保可以完成一次用模拟方法进行的时差测量(0000)并为下次时差测量(0000)做好准备。

用本发明的方法对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，即使脉冲宽度(0400)小于时钟周期(0050)，也确保可以得到中间触发(0136)ekT<n>，如环形分频(0110)和同步采样(0130)电路由参数相同的锁存器(0040)构成，同时采取措施让这些锁存器(0040)负载也相同，则中间信号(0116)和中间触发(0136)的瞬时时差与本地时钟周期T比值的小数部分，和被测信号(0010)和本地采样时钟的瞬时时差等效，等效近似的误差相对较小主要来自锁存器(0040)的延迟时间(0046)和选通信号到达时间的不一致，环形分频(0110)和同步采样(0130)电路的元器件数量较少，因此锁存器延迟时间(0046)不一致和选通信号到达时间不一致等带来的误差较小。

本发明对被测信号(0010)进行等时延信号转换的方法及装置的特点如下：

1、可变的偶数N个锁存器的输入输出同相级联后再首尾反相级联成环构成一个除N环形分频电路，对被测信号S进行N分频，锁存器的位置编号为0至N-1，偶数位置锁存器的选通端口E同相接被测信号，其输出是对应被测信号上升翻转的中间信号RT<n>，奇数位置锁存器的选通端口E反相接被测信号，其输出是对应被测信号下降翻转的中间信号FT<n>，被测信号的低电平或高电平的持续时间须大于锁存器的最小选通(0048)，S是输入信号，RT<n>和FT<n>是输出信号；

2、分别用M＝3/4个锁存器输入输出同相级联构成时钟同步器，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号eT<n>同步采样，锁存器的位置编号m为0至M-1，偶数和奇数位置锁存器的选通端口E分别同相和反相接时钟，与m对应的锁存器输出信号分别是中间采样ek0<n>、ek1<n>、ek2<n>、ek3<n>等，中间触发ekT<n>＝ek2<n>/ek3<n>，e为R、F分别表示输入的中间信号是RT<n>、FT<n>，k为A、B、C、D分别表示采样的是时钟AK、BK、CK、DK等，时钟的半周期须大于锁存器的最小选通(0048)，AK、BK、CK、DK等是输入信号，RAT<n>、FAT<n>、RBT<n>、FBT<n>、RCT<n>、FCT<n>、RDT<n>、FDT<n>等是输出信号；

3、选用同样电路及器件参数的锁存器构成环形分频电路和同步采样电路，并且让锁存器的负载也尽可能相同，以减少等时延信号转换的误差；

4、偶数N的选择须保证在中间信号RT<n>和FT<n>中的两次翻转之间，可以完成中间触发(0136)相对于中间信号(0116)的时差测量(0000)并为下次时差测量(0000)做好准备，n取值范围是周期性的从0变化至N/2-1。

经过对被测信号(0010)进行等时延信号转换，得到了与被测信号(0010)的上升翻转(0032)和下降翻转(0034)对应的中间信号(0116)RT<0：N/2-1>、FT<0：N/2-1>及对应的中间触发(0136)RAT<n>、FAT<n>、RBT<n>、FBT<n>、RCT<n>、FCT<n>、RDT<n>、FDT<n>等，中间信号(0116)和中间触发(0136)被用来测量被测信号(0010)与时钟的瞬时时差(0180)、测量被测信号(0010)的脉冲宽度(0400)和脉冲周期(0500)或飞行时间(0600)以及接收串行数据等。

图1、图2、图3中显示的信号都是双相信号，本节所叙述的预处理被测信号的方法也可以简化工作在单相数字信号下。本发明方法说明及附图中，采用双相信号的地方均有可能工作在单相信号下，此后不再特别说明。在同样的条件下，双相信号电路工作速度较高，元器件及连接数量较大，实现成本高，单相信号电路工作速度较低，元器件及连接数量较小，实现成本低。

二、时钟同步时差

本节说明本发明进行时钟同步时差(0200)测量的方法及装置。

时钟同步时差(0200)，是指本地时钟的上升沿或下降沿相对于被测信号(0010)上升沿或下降沿的时差的瞬时值，在本发明的说明书里，约定只考虑时钟上升沿的情况，对时钟下降沿的情况，单相时钟同步时，将时差加或减T/2近似，双相时钟同步时，AK时钟和BK时钟的时差是T/2，AK时钟的下降沿即BK时钟的上升沿、BK时钟的下降沿即AK时钟的上升沿，四相时钟采样时，AK时钟和CK时钟、BK时钟和DK时钟、CK时钟和AK时钟、DK时钟和BK时钟等时差是T/2，AK时钟的下降沿即CK时钟的上升沿、BK时钟的下降沿即DK时钟的上升沿、CK时钟的下降沿即AK时钟的上升沿、DK时钟的下降沿即BK时钟的上升沿。

采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)eKT<n>等，e、k、N、n等的含义不变。

采用时间数字转换器(0210)测量RkT<n>相对于RT<n>、FkT<n>相对于FT<n>等中间同步时差(0202)的之一或部分或全部，测量中间同步时差(0202)与时钟周期T的比值的时间数字转换器(0210)更简单和精确，因此中间同步时差(0202)的测量结果以与时钟周期T的比值表示，分别是RkM<n>*T、FkM<n>*T等，比值RkM<n>、FkM<n>等是数字同步时差(0204)，数字同步时差(0204)的小数部分与时钟周期T的乘积是时钟同步时差(0200)的近似值，这里k为A、B、C、D分别表示采样的时钟是AK、BK、CK、DK等。

对周期性重复的被测信号(0010)，不清除剩余的量化误差(0212)，即持续将本次测量剩余的量化误差(0212)与下次测量的输入叠加，用时间数字转换器(0210)重复测量中间同步时差(0202)多个周期并将测量结果平均，可以减少用数字同步时差(0204)的小数部分与时钟周期T的乘积近似时钟同步时差(0200)的误差。

本发明获得时钟同步时差(0200)或中间同步时差(0202)或数字同步时差(0204)的方法及装置的特点如下：

1、时钟同步时差(0200)，是指时钟的上升沿或下降沿相对于被测信号(0010)上升沿或下降沿的时差的瞬时值，对其测量只考虑时钟上升沿的情况，对时钟下降沿的情况，单相时钟同步时，将上升沿测量结果加上或减去T/2，双相时钟同步时，AK时钟的下降沿即BK时钟的上升沿、BK时钟的下降沿即AK时钟的上升沿，四相时钟采样时，AK时钟的下降沿即CK时钟的上升沿、BK时钟的下降沿即DK时钟的上升沿、CK时钟的下降沿即AK时钟的上升沿、DK时钟的下降沿即BK时钟的上升沿；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、采用时间数字转换器(0210)测量RkT<n>相对于RT<n>、FkT<n>相对于FT<n>等中间同步时差(0202)的之一或部分或全部，测量中间同步时差(0202)与时钟周期T的比值的时间数字转换器(0210)更简单和精确，因此中间同步时差(0202)的测量结果以与时钟周期T的比值表示，分别是RkM<n>*T、FkM<n>*T等，比值RkM<n>、FkM<n>等是数字同步时差(0204)，数字同步时差(0204)的小数部分与时钟周期T的乘积是时钟同步时差(0200)的近似值，这里k为A、B、C、D分别表示采样的时钟是AK、BK、CK、DK等；

4、对周期性重复的被测信号(0010)，不清除剩余的量化误差(0212)，即持续将本次测量剩余的量化误差(0212)与下次测量的输入叠加，用时间数字转换器(0210)重复测量中间同步时差(0202)多个周期并将测量结果平均，可以减少用数字同步时差(0204)的小数部分与时钟周期T的乘积近似时钟同步时差(0200)的误差。

三、时钟计数

本节说明本发明的时钟计数(0300)的方法装置。

时钟计数(0300)是指已经与AK、BK、CK、DK等时钟之一同步的同步信号(0310)的两个翻转之间的时钟计数，时钟计数(0300)和时钟周期的乘积是两个翻转之间的时间间隔，两个翻转既可以是同一个同步信号(0310)上的两个翻转，也可以是两个同步信号(0310)上的两个翻转，每个翻转均可以是上升翻转(0032)或下降翻转(0034)，按时间顺序，两个翻转分别被称为前沿触发(0312)和后沿触发(0314)。

采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变。

中间触发(0136)ekT<n>等中，由AK时钟同步的A组信号(0320)包括RAT<n>、FAT<n>等，由BK时钟同步的B组信号(0322)包括RBT<n>、FBT<n>等，由CK时钟同步的C组信号(0324)包括RCT<n>、FCT<n>等，由DK时钟同步的D组信号(0326)包括RDT<n>、FDT<n>等。本发明的时钟计数(0300)的方法及装置，其前沿触发(0312)和后沿触发(0314)是同组信号。

一般情况下，获取前沿触发(0312)和后沿触发(0314)之间的时钟计数(0300)的方法有两种：

1、设置一个独立计数器(0306)，前沿触发(0312)启动独立计数器(0306)计数，后沿触发(0314)停止独立计数器(0306)计数，独立计数器(0306)的计数值即时钟计数(0300)，在下次启动独立计数器(0306)计数前须将其置零；

2、设置一个自由计数器(0308)，自由计数器(0308)持续计数，前沿触发(0312)和后沿触发(0314)分别采样自由计数器(0308)的计数，得到前沿计数(0302)和后沿计数(0304)，后沿计数(0304)减去前沿计数(0302)即时钟计数(0300)，自由计数器(0308)不须被置零且可以被多个时钟计数(0300)分享；

3、独立计数器(0306)和自由计数器(0308)的最大计数须足够大，以保证溢出不会导致错误的时钟计数(0300)。

本发明获得时钟计数(0300)的方法及装置的特点如下：

1、时钟计数(0300)是指已经与AK、BK、CK、DK等时钟之一同步的同步信号(0310)的两个翻转之间的时钟计数，时钟计数(0300)和时钟周期的乘积是两个翻转之间的时间间隔，两个翻转既可以是同一个同步信号(0310)上的两个翻转，也可以是两个同步信号(0310)上的两个翻转，每个翻转均可以是上升翻转(0032)或下降翻转(0034)，按时间顺序，两个翻转分别被称为前沿触发(0312)和后沿触发(0314)；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、由时钟AK同步的RAT<n>、FAT<n>等是A组信号(0320)，由时钟BK同步的RBT<n>、FBT<n>等是B组信号(0322)，由时钟CK同步的RCT<n>、FCT<n>等是C组信号(0324)，由时钟DK同步的RDT<n>、FDT<n>等是D组信号(0326)；

4、获取时钟计数(0300)

a)在A、B、C、D等信号组之一中选择信号作为前沿触发(0312)和后沿触发(0314)；

b)选择之一，设置一个独立计数器(0306)，前沿触发(0312)启动独立计数器(0306)计数，后沿触发(0314)停止独立计数器(0306)计数，独立计数器(0306)的计数值即时钟计数(0300)，在下次启动独立计数器(0306)计数前须将其置零；

c)选择之二，设置一个自由计数器(0308)，自由计数器(0308)持续计数，前沿触发(0312)和后沿触发(0314)分别采样自由计数器(0308)的计数，得到前沿计数(0302)和后沿计数(0304)，后沿计数(0304)减去前沿计数(0302)即时钟计数(0300)，自由计数器(0308)不须被置零且可以被多个时钟计数(0300)分享；

d)独立计数器(0306)和自由计数器(0308)的最大计数须足够大，以保证溢出不会导致错误的时钟计数(0300)。

四、脉冲宽度测量

本节说明本发明测量脉冲宽度(0400)的方法及装置。

脉冲宽度(0400)是指被测信号(0010)处于低电平或高电平的持续时间。

采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变。

采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变。

采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置，获取与脉冲宽度(0400)对应的同步信号(0310)时钟计数(0300)的方法及装置如下：

1、选择RkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的FkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的高电平时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

2、选择FkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取的低电平时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

3、m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算。

RkM<n>既是被测信号(0010)高电平的前沿数字同步时差(0204)也是被测信号(0010)低电平的后沿数字同步时差(0204)，FkM<n>既是被测信号(0010)低电平的前沿数字同步时差(0204)也是被测信号(0010)高电平的后沿数字同步时差(0204)，时钟计数(0300)RkN<n>与时钟周期T的乘积是被测信号(0010)高电平的同步采样(0130)的脉冲宽度(0400)，时钟计数(0300)FkN<n>与时钟周期T的乘积是被测信号(0010)低电平的同步采样(0130)的脉冲宽度(0400)。

脉冲宽度(0400)是(时钟计数+前沿数字同步时差-后沿数字同步时差)与时钟周期T的乘积，使用单相时钟采样的信号即可得到被测信号(0010)的脉冲宽度(0400)，为了提高脉冲宽度(0400)测量结果的精度和可靠性，用双相时钟或四相时钟采样及测量，以平均宽度(0402)作为脉冲宽度(0400)的测量结果，其中数字同步时差(0204)的测量，既可以先分别测量再求和及平均，也可以先求和及测量再平均。

本发明测量脉冲宽度(0400)的方法及装置的特点如下：

1、脉冲宽度(0400)是指被测信号(0010)处于低电平或高电平的持续时间；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

4、采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置

a)选择RkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的FkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的高电平的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

b)选择FkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取的低电平的时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

c)m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算；

5、脉冲宽度

a)时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

b)单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

c)双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.S0*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

d)四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

e)高电平的脉冲宽度

Hw<n>＝(RSN<n>+RSM<n>-FSM<n>)*T

f)低电平的脉冲宽度

Lw<n>＝(FSN<n>+FSM<n>-RSM<m>)*T

五、脉冲周期测量

本节说明本发明测量脉冲周期(0500)的方法及装置。

脉冲周期(0500)是指被测信号(0010)相邻两次从低从电平到高电平或从高电平到低电平翻转之间的时间间隔。

采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变。

采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变。

采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置，获取与脉冲周期(0500)对应的同步信号(0310)时钟计数(0300)的方法及装置如下：

1、选择RkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取上升沿的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

2、选择FkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的FkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取下降沿的时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

3、m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算。

RkM<n>既是被测信号(0010)上升沿至上升沿周期的前沿数字同步时差(0204)也是被测信号(0010)下降沿至下降沿周期的后沿数字同步时差(0204)，FkM<n>既是被测信号(0010)下降沿至下降沿周期的前沿数字同步时差(0204)也是被测信号(0010)上升沿至上升沿周期的后沿数字同步时差(0204)，时钟计数(0300)RkN<n>与时钟周期T的乘积是被测信号(0010)上升沿至上升沿周期的同步采样(0130)的脉冲周期(0500)，时钟计数(0300)FkN<n>与时钟周期T的乘积是被测信号(0010)下降沿至下降沿周期的同步采样(0130)的脉冲周期(0500)。

脉冲周期(0500)是(时钟计数+前沿数字同步时差-后沿数字同步时差)与时钟周期T的乘积，使用单相时钟采样的信号即可得到被测信号(0010)的脉冲周期(0500)，为了提高脉冲周期(0500)测量结果的精度和可靠性，用双相时钟或四相时钟采样及测量，以平均周期(0502)作为脉冲周期(0500)的测量结果，其中数字同步时差(0204)的测量，既可以先分别测量再求和及平均，也可以先求和及测量再平均。

本发明测量脉冲周期(0500)的方法及装置的特点如下：

1、脉冲周期(0500)是指被测信号(0010)相邻两次从低从电平到高电平或从高电平到低电平的翻转之间的时间间隔；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

4、采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置

a)选择RkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取的上升沿的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

b)选择FkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的FkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取的下降沿的时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

c)m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算；

5、脉冲周期

a)时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

b)单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

c)双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

d)四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

e)上升沿至上升沿的脉冲周期

Tr2r<n>＝(RSN<n>+RSM<n>-RSM<m>)*T

f)下降沿至下降沿的脉冲周期

Tf2f<n>＝(FSN<n>+FSM<n>-FSM<m>)*T

六、飞行时间测量

本节说明本发明测量飞行时间(0600)的方法及装置。

飞行时间(0600)是指被测信号(0010)的一次或多次翻转到一个起始翻转(0036)之间的时间间隔，如起始翻转(0036)来自另一个信号则须将其嵌入到被测信号(0010)中。

采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变。

采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变。

采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置，获取与飞行时间(0600)对应的同步信号(0310)时钟计数(0300)的方法及装置如下：

1、从RkT<n>、FkT<n>中选择出与起始翻转(0036)对应的起始触发(0138)SkT<x>作为前沿触发(0312)；

2、选择其后的RkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的上升沿的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

3、选择其后的FkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的下降沿的时钟计数(0300)分别是FkN<n>。

与同步翻转对应的数字同步时差(0204)SkM<x>是对RkM<n>、FkM<n>的抽样，是前沿数字同步时差(0204)，其后的RkM<n>、FkM<n>是后沿数字同步时差(0204)，与同步翻转对应的起始触发(0138)SkT<x>是对RkT<n>、FkT<n>的抽样，时钟计数(0300)RkN<n>与时钟周期T的乘积是起始触发(0138)至被测信号(0010)上升沿的同步采样(0130)的飞行时间(0600)，时钟计数(0300)FkN<n>与时钟周期T的乘积是起始触发(0138)至被测信号(0010)下降沿同步采样(0130)的飞行时间(0600)。

飞行时间(0600)是(时钟计数+前沿数字同步时差-后沿数字同步时差)与时钟周期T的乘积，使用单相时钟采样的信号即可得到被测信号(0010)的飞行时间(0600)，为了提高飞行时间(0600)测量结果的精度和可靠性，用双相时钟或四相时钟采样及测量，以平均飞行时间(0600)作为飞行时间(0600)的测量结果，其中数字同步时差(0204)的测量，既可以先分别测量再求和及平均，也可以先求和及测量再平均。

本发明测量飞行时间(0600)的方法及装置的特点如下：

1、飞行时间(0600)是指被测信号(0010)的一次或多次翻转到一个起始翻转(0036)之间的时间间隔，如起始翻转(0036)来自另一个信号则须将其嵌入到被测信号(0010)中；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对被测信号(0010)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

4、采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置

a)从RkT<n>、FkT<n>中选择出与起始翻转(0036)对应的起始触发(0138)SkT<x>作为前沿触发(0312)；

b)选择其后的RkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的上升沿的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

c)选择其后的FkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的下降沿的时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

5、飞行时间

a)时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

b)单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

c)双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

d)四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

e)从RSM<n>、FSM<n>中选择出与起始翻转(0036)对应的时差均值SSM<x>；

f)起始翻转至被测信号上升沿的飞行时间

Ts2r<n>＝(RSN<n>+SSM<x>-RSM<n>)*T

g)起始翻转至被测信号下降沿的飞行时间

Ts2f<n>＝(FSN<n>+SSM<x>-FSM<n>)*T

七、串行数据接收

本节说明本发明接收串行数据(0700)的方法及装置。

在电子***和计算机***中，串行数据传输是被广泛使用的数据通信的方式，单位时间内发送数据的比特数被称为波特率(Baudrate)，发送数据方以与本地时钟频率对应的波特率发送数据，接收数据方以与本地时钟频率对应的波特率接收数据，由于双方的时钟频率不可能完全相同，接收方的采样时钟与接收到的数据流有累积变化相位差，在波特率较低时，接收方用频率远高于波特率的本地时钟去控制采样点消除累积相位差，在波特率与接收方时钟频率相近时，发送方要使发送的数据流有足够多的翻转，即将发送时钟嵌入到数据流中，使接收方可以用时钟恢复(Clock Recovery)技术产生本地采样时钟接收数据，目前常用的方法是编码编码和(或)扰码的方法增加数据流中的翻转，在波特率不断提高的情况下，需要高精度、高稳定性的参考时钟，也需要复杂的时钟恢复装置，还需要在短时间空闲时持续发送数据流以保持时钟恢复装置处于正常工作状态。

本发明提供几种接收串行数据的方法，下面分别说明。

(一)基于电平时间(0710)测量的接收方法

下面给出本发明的基于电平时间(0710)测量的接收串行数据(0700)的方法。

电平时间(0710)是指串行数据(0700)处于低电平或高电平的持续时间。

用U表示数据发送方的时钟周期，用T表示接收方的时钟周期，用ET表示T和U的最大相对误差，用V*U和V*T分别表示发送和接收的比特周期(0052)，用G表示数据流中持续低电平或高电平的最大比特数，V和G均是大于0的整数，一般情况下V是1以实现最高的数据传输速率。

将串行数据(0700)看作连续的低电平或高电平信号流，则电平时间(0710)是V*U的整数倍，则电平时间(0710)的最大值是G*V*U，用i表示则电平时间(0710)测量的次序，则有：

1、发送时钟周期近似：U＝T*(1.0±E_T)

2、发送同电平比特数：B(i)≤G

3、发送电平持续时间：W_T＝B(i)*V*U≌B(i)*V*T

4、接收电平时间测量： $W_R\left(i\right)=W\left(i\right)*T=\frac{W\left(i\right)}{V}*V*T$

5、绝对最大误差

a)周期累积误差：T_T＝V*T*B(i)*E_T≤V*T*G*E_T

b)时差量化(Quantization)误差：T_Q＝V*T*E_Q

c)信号畸变(Distortion)误差：T_D＝V*T*E_D

d)时钟晃动(Jitter)误差：T_J＝V*T*E_J，包括收发双方的误差

6、绝对误差E_A和持续电平的比特数D(i)：

上述第6项中的表达式就是基于电平持续时间(0710)测量的串行数据接收方法具有可行性的约束条件，例如：普通晶体振荡器产生的时钟的相对误差E_T<10^-5，G为1000时有(G*E_T)<0.01几乎可以忽略不计，如(V＝1)和采用3比特的时间数字转换器，则E_Q<1/8，在这种情况下，可以正确接收串行数据的约束条件是(E_D+E_J)<0.365。

本发明基于电平时间(0710)测量的串行数据接收方法的特征如下：

1、给定接收方的时钟周期T，给定发送方的时钟周期U、比特周期V*U、串行数据持续低电平或高电平的最大比特数G，V和G是大于0的整数；

2、给定发送方和接收方时钟周期的最大相对误差E_T，最大绝对周期累积误差T_T＝V*T*G*E_T，给定最大绝对时差量化(Quantization)误差T_Q＝V*T*E_Q、最大绝对信号畸变(Distortion)误差T_D＝V*T*E_D、最大绝对时钟晃动(Jitter)误差T_J＝V*T*E_J，E_T、E_Q、E_D、E_J均大于0；

3、串行数据的持续电平的发送比特数是B(i)大于0小于等于G，没有误差的电平时间(0710)是V*T*B(i)，连续测量串行数据处于低电平或高电平的电平时间(0710)是W(i)*T，W(i)是比例系数，i表示测量次序；

4、绝对误差E_A和持续电平的接收比特数D(i)：

基于本发明电平时间(0710)测量的方法接收串行数据，有下列优点：

1、对时间测量的量化(Quantization)误差E_Q不敏感；

2、对数据流的畸变(Distortion)误差E_D和抖动(Jitter)误差E_J不敏感；

3、不需要用时钟恢复电路产生本地接收时钟，可以即刻接收数据流，不需要发送空闲数据流；

4、对收发双方的时钟频率差不敏感，可以使用低成本的晶体振荡器产生参考时钟，多个串行数据通道可以共用一个本地PLL倍频时钟源；

5、可以实现高速的异步串行数据通信；

6、串行数据接收器与协议无关，与协议有关的数据处理可以在较低的时钟频率下进行。

(二)一种基于电平时间(0710)测量的接收方法及装置

本发明的测量电平时间(0710)的方法及装置，就是本说明书《脉冲宽度测量》部分描述的测量脉冲宽度(0400)的方法及装置，下面说明基于电平时间(0710)测量的接收串行数据的方法及装置。

采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对串行数据(0700)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变。

采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变。

采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置，获取与电平时间(0710)对应的同步信号(0310)时钟计数(0300)的方法及装置如下：

1、选择RkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的FkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的高电平的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

2、选择FkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取的低电平的时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

3、m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算。

RkM<n>既是串行数据(0700)高电平的前沿数字同步时差(0204)也是串行数据(0700)低电平的后沿数字同步时差(0204)，FkM<n>既是串行数据(0700)低电平的前沿数字同步时差(0204)也是串行数据(0700)高电平的后沿数字同步时差(0204)，时钟计数(0300)RkN<n>与时钟周期T的乘积是串行数据(0700)高电平的同步采样(0130)的电平时间(0710)，采样时钟计数(0300)FkN<n>与时钟周期T的乘积是串行数据(0700)低电平的同步采样(0130)的电平时间(0710)。

电平时间(0710)是(采样时钟计数+前沿数字同步时差-后沿数字同步时差)与时钟周期T的乘积，使用单相时钟采样的信号即可得到串行数据(0700)的电平时间(0710)，为了提高电平时间(0710)测量结果的精度和可靠性，用双相时钟或四相时钟采样及测量，以平均时间(0712)作为电平时间(0710)的测量结果，其中数字同步时差(0204)的测量，既可以先分别测量再求和及平均，也可以先求和及测量再平均。

本发明的基于电平时间(0710)测量的接收串行数据(0700)的方法及装置的特点如下：

1、电平时间(0710)是指串行数据(0700)处于低电平或高电平的持续时间；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对串行数据(0700)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

4、采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置

a)选择RkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的FkT<n>分别作为后沿触发(0314)，获取的高电平的时钟计数(0300)分别是RkN<n>；

b)选择FkT<n>分别作为前沿触发(0312)，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发(0314)，获取的低电平的时钟计数(0300)分别是FkN<n>；

c)m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算；

5、电平时间

a)时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

b)单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

c)双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

d)四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

e)高电平的电平时间

Hw<n>＝(RSN<n>+RSM<n>-FSM<n>)*T

f)低电平的电平时间

Lw<n>＝(FSN<n>+FSM<n>-RSM<m>)*T

6、串行数据

a)比特周期：V*T

b)高电平比值：

Hr<n>＝Hw<n>/V＝(RSN<n>+RSM<n>-FSM<n>)/V

c)低电平比值：

Lr<n>＝Lw<n>/V＝(FSN<n>+FSM<n>-RSM<m>)/V

d)高电平比特数：Hn<n>＝round(Hr<n>)

e)低电平比特数：Ln<n>＝round(Lr<n>)

f)round(b)表示对b进行四舍五入近似。

基于电平时间(0710)测量的接收串行数据的方法及装置，一般需要多个通道的时间数字转换器(0210)。

(三)基于瞬时时差(0720)测量的接收方法

下面说明本发明的基于瞬时时差(0720)测量的接收串行数据(0700)的方法。

瞬时时差(0720)是指本地时钟的上升沿或下降沿相对于串行数据(0700)上升沿或下降沿的时差在当前时间(0722)的瞬时值。

基于瞬时时差(0720)测量的接收串行数据(0700)的方法及装置具有可行性的基础约束(0726)是：

1、串行数据的发送比特周期和接收比特周期的相对差别足够小，在特定时间和特定的比特数范围内，累积时差(0724)变化较小，时钟可以稳定采样(0730)，得到正确的串行数据(0700)；

2、在任意特定的时间均有时钟的稳定采样(0730)；

3、时钟稳定采样(0730)时，瞬时时差(0720)在其变化区间(时差区间0732)的中点(时差中点0734)附近。

用U表示数据发送方的发送比特周期，用T表示数据接收方的接收比特周期，用ET表示T和U的最大相对误差，用G表示round(1/ET)，G是大于0的整数。

将串行数据(0700)看作连续的低电平或高电平信号流，则电平时间(0710)是U的整数倍，串行数据(0700)的翻转与接收时钟有累积时差(0724)，累积时差(0724)变化的最短周期是G*T，如ET<10^-5，则G>10⁵，即累积时差(0724)变化超过接收比特周期的最短时间是T*10⁵，满足基础约束(0726)之1。

采用四相比特周期时钟采样，可以满足基础约束(0726)之2。

采用同步采样(0130)电路对串行数据(0700)采样，满足基础约束(0726)之3，而且可以用简易方法得到时差区间(0732)和时差中点(0734)。

虽然基础约束(0726)被满足，但采用四相比特周期时钟采样，稳定采样(0730)的结果分布在四相比特周期时钟的采样输出上，还需要有解决下列问题的方法：

1、从四相比特周期时钟的采样输出中甄别出当前稳定采样(0730)；

2、将当前稳定采样(0730)衔接成正确的串行数据(0700)输出。

本发明从四相比特周期时钟的采样输出中甄别出当前稳定采样(0730)的方法是：

1、分别测量串行数据(0700)的翻转与四相比特周期时钟的瞬时时差(0720)；

2、持续计算和更新全部瞬时时差(0720)的最小值MIN和最大值MAX及中间值MID；

3、分别计算四相比特周期时钟的瞬时时差(0720)和中间值MID之差的绝对值或平方值作为甄别时差(0740)；

4、设置一个整数W的测量次数窗口，分别计算四相比特周期时钟甄别时差(0740)的最新W次测量值之和作为甄别参数(0742)；

5、稳定采样(0730)的甄别判据(0744)是甄别参数(0742)最小，以甄别判据(0744)从四相比特周期时钟的采样数据中甄别出当前稳定采样(0730)。

本发明将当前稳定采样(0730)衔接成正确的串行数据(0700)输出方法是：

1、采用一个除N分频器，对串行数据(0700)进行N分频，得到周期是串行数据(0700)周期N倍的输入分组(0750)GT，分别用四相时钟对GT采样，得到四相同步分组(0752)SAT、SBT、SCT、SDT等及其比特周期数NAT、NBT、NCT、NDT等，须采取措施防止SAT、SBT、SCT、SDT等信号中出现误翻转；

2、选择GT的上升沿或下降沿作为输入触发(0760)，GT的最小周期是N*2个比特周期，对应的SAT、SBT、SCT、SDT等的上升沿或下降沿是同步触发(0762)，N值的选择须保证四相同步触发(0762)均超前于下一个输入触发(0760)；

3、每相时钟使用一个串入并出移位寄存器(0770)，串行数据(0700)是其输入，四相时钟分别是其时钟，同步触发(0762)分别是其并行输出触发，QAT、QBT、QCT、QDT分别是其并行输出，NAT、NBT、NCT、NDT等分别是并行输出的比特数，串入并出移位寄存器(0770)的级数须大于NAT、NBT、NCT、NDT等的最大值；

4、当某相时钟稳定采样(0730)时，对应的QAT或QBT或QCT或QDT就是正确的串行数据(0700)，输入触发(0760)同时锁存QAT、QBT、QCT、QDT及NAT、NBT、NCT、NDT等，由甄别判据(0744)从中选出QT及NT，QT及NT数据流就是与串行数据(0700)对应的分组数据(0780)及其比特数。

本发明基于瞬时时差(0720)测量的串行数据(0700)接收方法的特征如下：

1、瞬时时差(0720)是指采样时钟的上升沿或下降沿相对于串行数据(0700)上升沿或下降沿的时差在当前时间(0710)的瞬时值；

2、采用四相串行数据比特周期的时钟对串行数据(0700)进行采样；

3、瞬时时差(0720)测量及甄别判据(0744)

a)分别测量串行数据(0700)的上升沿和(或)下降沿与四相时钟的上升沿的瞬时时差(0720)；

b)持续获取和更新全部瞬时时差(0720)的最小值MIN和最大值MAX及中间值MID；

c)分别计算四相比特周期时钟的瞬时时差(0720)和中间值MID之差的绝对值或平方值作为甄别时差(0740)；

d)设置一个整数W的测量次数窗口，分别计算四相时钟甄别时差(0740)的最新W次测量值之和作为甄别参数(0742)；

e)稳定采样(0730)的甄别判据(0744)是甄别参数(0742)最小，以甄别判据(0744)从四相时钟的采样数据中甄别出当前稳定采样(0730)；

4、稳定采样(0730)衔接及甄别选择(0746)

a)采用一个除N分频器，对串行数据(0700)进行N分频，得到周期是串行数据(0700)比特周期N倍的输入分组(0750)GT，分别用四相时钟对GT采样，得到四相同步分组(0752)SAT、SBT、SCT、SDT等及其比特周期数NAT、NBT、NCT、NDT等，须采取措施防止SAT、SBT、SCT、SDT等信号中出现误翻转；

b)选择GT的上升沿或下降沿作为输入触发(0760)，GT的最小周期是N*2个比特周期，对应的SAT、SBT、SCT、SDT等的上升沿或下降沿是同步触发(0762)，N值的选择须保证四相同步触发(0762)均超前于下一个输入触发(0760)；

c)每相时钟使用一个串入并出移位寄存器(0770)，串行数据(0700)是其输入，四相时钟分别是其时钟，同步触发(0762)分别是其并行输出触发，QAT、QBT、QCT、QDT分别是其并行输出，NAT、NBT、NCT、NDT等分别是并行输出的比特数，串入并出移位寄存器(0770)的级数须大于NAT、NBT、NCT、NDT等的最大值；

d)当某相时钟稳定采样(0730)时，对应的QAT或QBT或QCT或QDT就是正确的串行数据(0700)，输入触发(0760)同时锁存QAT、QBT、QCT、QDT及NAT、NBT、NCT、NDT等，由甄别判据(0744)从中选出QT及NT，QT及NT数据流就是与串行数据(0700)对应的分组数据(0780)及其比特数。

(四)一种基于瞬时时差(0720)测量的接收方法及装置

本发明的测量瞬时时差(0720)的方法及装置，就是本说明书《时钟同步时差》部分描述的测量时钟同步时差(0200)的方法及装置，本发明的一种基于瞬时时差(0720)测量的接收串行数据(0700)的方法及装置的特点如下：

1、瞬时时差(0720)是指采样时钟的上升沿或下降沿相对于串行数据(0700)上升沿或下降沿的时差在当前时间(0710)的瞬时值；

2、采用本说明书《等时延信号转换》部分描述的方法及装置，对串行数据(0700)进行等时延信号转换(0100)，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号(0116)同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0136)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

3、采用本说明书《时钟同步时差》部分描述的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0204)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变，测量可以由一个或多个时间数字转换器分时及抽样进行，对测量结果

a)持续计算和更新全部RkM<n>、FkM<n>等的最小值MIN和最大值MAX及中间值MID；

b)分别计算四相时钟的RkM<n>、FkM<n>等和中间值MID之差的绝对值或平方值作为甄别时差(0740)；

c)设置一个整数W的测量次数窗口，分别计算四相时钟甄别时差(0740)的最新W次测量值之和作为甄别参数(0742)；

d)稳定采样(0730)的甄别判据(0744)是甄别参数(0742)最小，以甄别判据(0744)从四相时钟的采样数据中甄别出当前稳定采样(0730)；

4、稳定采样(0730)衔接及甄别选择(0746)

a)选取RT<n>、FT<n>之一作为输入分组(0750)GT，分别选取对应的RkT<n>、FkT<n>之一作为四相同步分组(0752)SAT、SBT、SCT、SDT等及采用本说明书《时钟计数》部分描述的方法及装置分别获取SAT、SBT、SCT、SDT比特周期数NAT、NBT、NCT、NDT等；

b)选择GT的上升沿或下降沿作为输入触发(0760)，GT的最小周期是N*2个比特周期，对应的SAT、SBT、SCT、SDT等的上升沿或下降沿是同步触发(0762)，N的值须保证四相同步触发(0762)均超前于下一个输入触发(0760)；

c)每相时钟使用一个串入并出移位寄存器(0770)，串行数据(0700)是其输入，四相时钟分别是其时钟，同步触发(0762)分别是其并行输出触发，QAT、QBT、QCT、QDT分别是其并行输出，NAT、NBT、NCT、NDT等分别是并行输出的比特数，串入并出移位寄存器(0770)的级数须大于NAT、NBT、NCT、NDT等的最大值；

d)当某相时钟稳定采样(0730)时，对应的QAT或QBT或QCT或QDT就是正确的串行数据(0700)，输入触发(0760)同时锁存QAT、QBT、QCT、QDT及NAT、NBT、NCT、NDT等，由甄别判据(0744)从中选出QT及NT，QT及NT数据流就是与串行数据(0700)对应的分组数据(0780)及其比特数。

Claims (10)

1.一种等时延信号转换的方法及装置，包括：

a)可变的偶数N个锁存器的输入输出同相级联后再首尾反相级联成环构成一个除N环形分频电路，对被测信号S进行N分频，锁存器的位置编号为0至N-1，偶数位置锁存器的选通端口E同相接被测信号，其输出是对应被测信号上升翻转的中间信号RT<n>，奇数位置锁存器的选通端口E反相接被测信号，其输出是对应被测信号下降翻转的中间信号FT<n>，被测信号的低电平或高电平的持续时间须大于锁存器的最小选通时间，S是输入信号，RT<n>和FT<n>是输出信号；

b)分别用M＝3/4个锁存器输入输出同相级联构成时钟同步器，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号eT<n>同步采样，锁存器的位置编号m为0至M-1，偶数和奇数位置锁存器的选通端口E分别同相和反相接时钟，与m对应的锁存器输出信号分别是中间采样ek0<n>、ek1<n>、ek2<n>、ek3<n>等，中间触发ekT<n>＝ek2<n>/ek3<n>，e为R、F分别表示输入的中间信号是RT<n>、FT<n>，k为A、B、C、D分别表示采样的是时钟AK、BK、CK、DK等，时钟的半周期须大于锁存器的最小选通时间，AK、BK、CK、DK等是输入信号，RAT<n>、FAT<n>、RBT<n>、FBT<n>、RCT<n>、FCT<n>、RDT<n>、FDT<n>等是输出信号；

c)选用同样电路及器件参数的锁存器构成环形分频器和时钟同步器，并且让锁存器的负载也尽可能相同，以减少等时延信号转换的误差；

d)偶数N的选择须保证在中间信号RT<n>和FT<n>中的两次翻转之间，可以完成中间触发相对于中间信号的时差测量并为下次时差测量做好准备，n取值范围是周期性的从0变化至N/2-1。

2.一种获取时钟同步时差、中间同步时差、数字同步时差的方法及装置，包括：

a)时钟同步时差(0300)，是指时钟的上升沿或下降沿相对于被测信号上升沿或下降沿的时差的瞬时值，对其测量只考虑时钟上升沿的情况，对时钟下降沿的情况，单相时钟同步时，将上升沿测量结果加上或减去T/2，双相时钟同步时，AK时钟的下降沿即BK时钟的上升沿、BK时钟的下降沿即AK时钟的上升沿，四相时钟采样时，AK时钟的下降沿即CK时钟的上升沿、BK时钟的下降沿即DK时钟的上升沿、CK时钟的下降沿即AK时钟的上升沿、DK时钟的下降沿即BK时钟的上升沿；

b)采用如权利要求1的方法及装置，对被测信号进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

c)采用时间数字转换器测量RkT<n>相对于RT<n>、FkT<n>相对于FT<n>等中间同步时差的之一或部分或全部，测量中间同步时差与时钟周期T的比值的时间数字转换器更简单和精确，因此中间同步时差的测量结果以与时钟周期T的比值表示，分别是RkM<n>*T、FkM<n>*T等，比值RkM<n>、FkM<n>等是数字同步时差，数字同步时差的小数部分与时钟周期T的乘积是时钟同步时差的近似值，这里k为A、B、C、D分别表示采样的时钟是AK、BK、CK、DK等；

d)对周期性重复的被测信号，不清除剩余的量化误差，即持续将本次测量剩余的量化误差与下次测量的输入叠加，用时间数字转换器重复测量中间同步时差多个周期并将测量结果平均，，可以减少用数字同步时差的小数部分与时钟周期T的乘积近似时钟同步时差的误差。

3.一种获取时钟计数的方法及装置，包括：

a)时钟计数是指已经与AK、BK、CK、DK等时钟之一同步的同步信号的两个翻转之间的时钟计数，时钟计数和时钟周期的乘积是两个翻转之间的时间间隔，两个翻转既可以是同一个同步信号上的两个翻转，也可以是两个同步信号上的两个翻转，每个翻转均可以是上升翻转或下降翻转，按时间顺序，两个翻转分别被称为前沿触发和后沿触发；

b)采用如权利要求1的方法及装置，对被测信号进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0160)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

c)由时钟AK同步的RAT<n>、FAT<n>等是A组信号，由时钟BK同步的RBT<n>、FBT<n>等是B组信号，由时钟CK同步的RCT<n>、FCT<n>等是C组信号，由时钟DK同步的RDT<n>、FDT<n>等是D组信号；

d)获取时钟计数

i.在A、B、C、D等信号组之一中选择信号作为前沿触发和后沿触发；

ii.选择之一，设置一个独立计数器，前沿触发启动独立计数器计数，后沿触发停止独立计数器计数，独立计数器的计数值即时钟计数，在下次启动独立计数器计数前须将其置零；

iii.选择之二，设置一个自由计数器，自由计数器持续计数，前沿触发和后沿触发分别采样自由计数器的计数，得到前沿计数和后沿计数，后沿计数减去前沿计数即时钟计数，自由计数器不须被置零且可以被多个时钟计数分享；

iv.独立计数器和自由计数器的最大计数须足够大，以保证溢出不会导致错误的时钟计数。

4.一种测量脉冲宽度的方法及装置，包括：

a)脉冲宽度是指被测信号处于低电平或高电平的持续时间；

b)对被测信号进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

c)采用如权利要求2的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

d)采用如权利要求3的方法及装置

i.选择RkT<n>分别作为前沿触发，选择紧随其后的FkT<n>分别作为后沿触发，获取的高电平的时钟计数分别是RkN<n>；

ii.选择FkT<n>分别作为前沿触发，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发，获取的低电平的时钟计数分别是FkN<n>；

iii.m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算；

e)脉冲宽度

i.时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

ii.单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

iii.双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

iv.四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

v.高电平的脉冲宽度

Hw<n>＝(RSN<n>+RSM<n>-FSM<n>)*T

vi.低电平的脉冲宽度

Lw<n>＝(FSN<n>+FSM<n>-RSM<m>)*T

5.一种测量脉冲周期的方法及装置，包括：

a)脉冲周期是指被测信号相邻两次从低从电平到高电平或从高电平到低电平的翻转之间的时间间隔；

b)采用如权利要求1的方法及装置，对被测信号进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

c)采用如权利要求2的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

d)采用如权利要求3的方法及装置

i.选择RkT<n>分别作为前沿触发，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发，获取的上升沿的时钟计数分别是RkN<n>；

ii.选择FkT<n>分别作为前沿触发，选择紧随其后的FkT<m>分别作为后沿触发，获取的下降沿的时钟计数分别是FkN<n>；

iii.m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算；

e)脉冲周期

i.时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

ii.单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k=ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

iii.双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

iv.四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

v.上升沿至上升沿的脉冲周期

Tr2r<n>＝(RSN<n>+RSM<n>-RSM<m>)*T

vi.下降沿至下降沿的脉冲周期

Tf2f<n>＝(FSN<n>+FSM<n>-FSM<m>)*T

6.一种测量飞行时间的方法及装置，包括：

a)飞行时间是指被测信号的一次或多次翻转到一个起始翻转之间的时间间隔，如起始翻转来自另一个信号则须将其嵌入到被测信号中；

b)采用如权利要求1的方法及装置，对被测信号进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发(0160)ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

c)得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

d)采用如权利要求3的方法及装置

i.从RkT<n>、FkT<n>中选择出与起始翻转对应的起始触发SkT<x>作为前沿触发；

ii.选择其后的RkT<n>分别作为后沿触发，获取的上升沿的时钟计数分别是RkN<n>；

iii.选择其后的FkT<n>分别作为后沿触发，获取的下降沿的时钟计数分别是FkN<n>；

e)飞行时间

i.时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

ii.单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

iii.双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

iv.四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

V.从RSM<n>、FSM<n>中选择出与起始翻转对应的时差均值SSM<x>

vi.起始翻转至被测信号上升沿的飞行时间

Ts2r<n>＝(RSN<n>+SSM<x>-RSM<n>)*T

vii.起始翻转至被测信号下降沿的飞行时间

Ts2f<n>＝(FSN<n>+SSM<x>-FSM<n>)*T

7.一种基于电平时间测量的串行数据接收方法，包括：

a)电平时间是指串行数据处于低电平或高电平的持续时间；

b)给定接收方的时钟周期T，给定发送的时钟周期U、比特周期V*U、串行数据持续低电平或高电平的最大比特数G，V和G是大于0的整数；

c)给定发送方和接收方时钟周期的最大相对误差E_T，最大绝对周期累积误差是T_T＝V*T*G*E_T，给定最大绝对时差量化(Quantization)误差T_Q＝V*T*E_Q、最大绝对信号畸变(Distortion)误差T_D＝V*T*E_D、最大绝对时钟晃动(Jitter)误差T_J＝V*T*E_J，E_T、E_Q、E_D、E_J均大于0；

d)串行数据的持续电平的发送比特数是B(i)大于0小于等于G，没有误差的电平时间(0610)是V*T*B(i)，连续测量串行数据处于低电平或高电平的电平时间(0610)是W(i)*T，W(i)是比例系数，i表示测量次序；

e)绝对误差T_A和持续电平的接收比特数D(i)

8.一种接收串行数据的方法及装置，包括：

a)电平时间是指串行数据处于低电平或高电平的持续时间；

b)采用如权利要求1的方法及装置，对串行数据进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发ekT<n>等，e、k、N、n等的含义不变；

c)采用如权利要求2的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变；

d)采用如权利要求3的方法及装置

i.选择RkT<n>分别作为前沿触发，选择紧随其后的FkT<n>分别作为后沿触发，获取的高电平的时钟计数分别是RkN<n>；

ii.选择FkT<n>分别作为前沿触发，选择紧随其后的RkT<m>分别作为后沿触发，获取低电平的的时钟计数分别是FkN<n>；

iii.m＝mod(n+1，N/2)，mod(a，A)表示对a进行模A的运算；

e)电平时间

i.时差均值是RSM<n>、FSM<n>和计数均值是RSN<n>、FSM<n>等，RSM<n>、FSM<n>等既可以先分别测量再求和及平均也可以先求和及测量再平均；

ii.单相时钟采样

RSM<n>＝∑_k＝ARkM<n>

FSM<n>＝∑_k＝AFkM<n>

RSN<n>＝∑_k＝ARkN<n>

FSN<n>＝∑_k＝AFkN<n>

iii.双相时钟采样

RSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkM<n>

FSM<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkM<n>

RSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BRkN<n>

FSN<n>＝0.50*∑_k＝A,BFkN<n>

iv.四相时钟采样

RSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkM<n>

FSM<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkM<n>

RSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DRkN<n>

FSN<n>＝0.25*∑_k＝A,B,C,DFkN<n>

v.高电平的电平时间

Hw<n>＝(RSN<n>+RSM<n>-FSM<n>)*T

vi.低电平的电平时间

Lw<n>＝(FSN<n>+FSM<n>-RSM<m>)*T

f)串行数据

i.比特周期：V*T

ii.高电平比值：

Hr<n>＝Hw<n>/V＝(RSN<n>+RSM<n>-FSM<n>)/V

iii.低电平比值：

Lr<n>＝Lw<n>/V＝(FSN<n>+FSM<n>-RSM<m>)/V

iv.高电平比特数：Hn<n>＝round(Hr<n>)

v.低电平比特数：Ln<n>＝round(Lr<n>)

vi.round(b)表示对b进行四舍五入近似。

9.一种基于瞬时时差测量的串行数据接收方法，包括：

a)瞬时时差是指采样时钟的上升沿或下降沿相对于串行数据上升沿或下降沿的时差在当前时间的瞬时值；

b)采用四相串行数据比特周期的时钟对串行数据进行采样；

c)瞬时时差测量及甄别判据

i.分别测量串行数据的上升沿和(或)下降沿与四相时钟的上升沿的瞬时时差；

ii.持续获取和更新全部瞬时时差的最小值MIN和最大值MAX及中间值MID；

iii.分别计算四相比特周期时钟的瞬时时差和中间值MID之差的绝对值或平方值作为甄别时差；

iv.设置一个整数W的测量次数窗口，分别计算四相时钟甄别时差最新的W次测量值之和作为甄别参数；

v.稳定采样的甄别判据是甄别参数最小，以甄别判据从四相时钟的采样数据中甄别出当前稳定采样；

d)稳定采样衔接及甄别选择

i.采用一个除N分频器，对串行数据进行N分频，得到周期是串行数据周期N倍的输入分组GT，分别用四相时钟对GT采样，得到四相同步分组SAT、SBT、SCT、SDT等及获取其比特周期数NAT、NBT、NCT、NDT等，须采取措施防止SAT、SBT、SCT、SDT等信号中出现误翻转；

ii.选择GT的上升沿或下降沿作为输入触发，GT的最小周期是N*2个比特周期，对应的SAT、SBT、SCT、SDT等的上升沿或下降沿是同步触发，N的值须保证四相同步触发均超前于下一个输入触发；

iii.每相时钟使用一个串入并出移位寄存器，串行数据是其输入，四相时钟分别是其时钟，同步触发分别是其并行输出触发，QAT、QBT、QCT、QDT分别是其并行输出，NAT、NBT、NCT、NDT等分别是并行输出的比特数，串入并出移位寄存器的级数须大于NAT、NBT、NCT、NDT等的最大值；

iv.当某相时钟稳定采样时，对应的QAT或QBT或QCT或QDT就是正确的串行数据，输入触发同时锁存QAT、QBT、QCT、QDT及NAT、NBT、NCT、NDT等，由甄别判据从中选出QT及NT，QT及NT数据流就是与串行数据对应的分组数据及其比特数。

10.一种接收串行数据的方法及装置，包括：

a)瞬时时差是指采样时钟的上升沿或下降沿相对于串行数据上升沿或下降沿的时差在当前时间的瞬时值；

b)采用如权利要求1的方法及装置，对串行数据进行等时延信号转换，得到中间信号eT<n>等，由单相时钟AK或双相时钟AK、BK或四相时钟AK、BK、CK、DK对中间信号同步采样，得到与时钟相数对应的中间触发ekT<n>等，e、K、N、n等的含义不变；

c)采用如权利要求1的方法及装置，得到信号RkT<n>相对于信号RT<n>、信号FkT<n>相对于信号FT<n>等的数字同步时差(0340)RkM<n>、FkM<n>等，e、k、N、n等含义不变，测量可以由一个或多个时间数字转换器分时及抽样进行，对测量结果

i.持续计算和更新全部RkM<n>、FkM<n>等的最小值MIN和最大值MAX及中间值MID；

ii.分别计算四相时钟的RkM<n>、FkM<n>等和中间值MID之差的绝对值或平方值作为甄别时差；

iii.设置一个整数W的测量次数窗口，分别计算四相时钟甄别时差的最新W次测量值之和作为甄别参数；

iv.稳定采样的甄别判据是甄别参数最小，以甄别判据从四相时钟的采样中甄别出当前稳定采样；

d)稳定采样衔接及甄别选择

i.选取RT<n>、FT<n>之一作为输入分组GT，分别选取对应的RkT<n>、FkT<n>之一作为四相同步分组SAT、SBT、SCT、SDT等及采用如权利要求3的方法及装置分别获取SAT、SBT、SCT、SDT的比特周期数NAT、NBT、NCT、NDT等；

ii.选择GT的上升沿或下降沿作为输入触发，GT的最小周期是N*2个比特周期，对应的SAT、SBT、SCT、SDT等的上升沿或下降沿是同步触发，N的值须保证四相同步触发均滞后于对应的输入触发但超前于下一个输入触发；

iii.每相时钟使用一个串入并出移位寄存器，串行数据是其输入，四相时钟分别是其时钟，同步触发分别是其并行输出触发，QAT、QBT、QCT、QDT分别是其并行输出，NAT、NBT、NCT、NDT等分别是并行输出的比特数，串入并出移位寄存器的级数须大于NAT、NBT、NCT、NDT等的最大值；

iv.当某相时钟稳定采样时，对应的QAT或QBT或QCT或QDT就是正确的串行数据，输入触发同时锁存QAT、QBT、QCT、QDT及NAT、NBT、NCT、NDT等，由甄别判据从中选出QT及NT，QT及NT数据流就是与串行数据对应的分组数据及其比特数。