X光安检机控制信号时钟提取的设计与实现

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较，从中得到一个表明相位提前或延后误差的脉冲输出，其宽度反映超前相位的多少。当本地估算信号超前于输入信号时，其输出为超前脉冲，反之，则为滞后脉冲。综合考虑到安检系统中的控制信号属于数字信号，并且由于FPGA的资源主要用于完成采集数据的处理，应尽量减少对FPGA资源的使用。本文的方案采用了超前／滞后数字鉴相器。

超前／滞后数字鉴相器硬件实现有两种方式，分为积分型

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结构与微分型结构。积分型结构的硬件实现比较复杂，但具有良好的抗干扰性能；微分型结构则具有相反特性。为了优化系统性能，选择使用微分型结构。尽管微分型结构的抗干扰能力较弱，但是结合安检机系统的实际环境，该结构可以满足系统需要。

通过时序图可以看到，输入数据datain在本地估算时钟的边沿触发下，依次存入寄存器a，b，c中。在时钟下降沿的触发下，通过对a，c信号进行异或运算，生成error

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信号，作为误差跳变绝对值输出。通过对b，c信号进行异或运算，生成sign信号，作为超前／滞后标志位输出。 对于error信号，若前一位数据存在跳变，则输出高电平，否则输出低电平。对于sign信号，当估算时钟超前时，输出高电平，滞后时，输出低电平。该模块输出的两路信号将作为环路滤波器的输入信号，对下级结构进行控制。 2．2数字环路滤波器

数字环路滤波器在锁相环路系统中主要起两种作用：其一，

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输出超前调整信号及滞后调整信号，以控制数控振荡器模块，对估计时钟进行相位调整；其二，有数字滤波作用，对噪声信号及高频干扰信号起到较好的抑制作用。数字环路滤波器内部拥有容量为2N的计数器，能够有效消除随机出现的具有正态分布特性的噪声信号。容量2N值越大，对噪声抑制效果越好，但同时2N值越大，跟踪速度越慢，实时捕捉能力下降。所以设计时，2N值的选取要综合考虑安检系统的实际参数要求。出于减少占用FPGA系统资源的考