[发明专利]用于确定信号的频率或周期的方法

说明书

背景技术

本发明一般涉及用于确定信号的频率或周期的方法，并且更具体地涉及用于为信号的时序边沿确定时间戳的方法。

重复(或周期性)信号的频率(f)能够根据在特定时间间隔(t)期间出现的该信号的循环数量(M)来定义。有几种用于确定信号的频率的已知方法，信号的频率也称为频率计数。两个基本类型的频率计数是直接计数和倒数计数。

直接计数器对已知时间间隔(例如，1秒)的信号循环的数量(M)进行计数。如果时间间隔等于一秒(t＝1s)，则频率表示为每秒的循环数量或循环数量赫兹(Hz)。

另一方面，不对信号循环的数量进行计数以确定频率(f)，倒数计数器确定信号的周期(T)，这能通过测量完成单个信号循环的时间间隔(t)来确定(T＝t)。一旦信号的周期已确定，则该信号的频率能够通过倒置周期(f＝1/T)以计算每秒信号循环的数量或信号循环数量Hz来确定。备选的是，不是测量完成单个信号循环的时间间隔，而是通过测量完成已知数量的信号循环(M)的时间间隔(t_M)，并将该时间间隔除以信号循环的数量(T＝t_M/M)，能够确定周期。同样地，该信号的频率能够通过计算周期的倒数来确定(f＝1/T＝M/t_M)。相应地，为确定时间间隔，倒数计数要求确定信号循环的开始和下一信号循环或某一其它已知信号循环(例如，每10个信号循环)的开始，并将时间戳与那些事件的每个相关联。

这些信号循环开始时间的时间戳能够根据计时器时钟信号(例如，计时器时钟循环100)的时钟循环数量的计数、或相当于计时器时钟循环计数的时间(即，具有100ns的计时器时钟周期的计时器时钟信号的计时器时钟循环100相当于10ms的时间(100个计时器时钟循环乘以100ns/计时器时钟循环))来提供。如果时间戳根据计时器时钟循环的数量来提供，则在信号循环期间出现的计时器时钟循环的数量能够乘以计时器时钟周期以确定时间间隔。如果时间戳提供为相当于计时器时钟循环计数的时间，则时间间隔能够通过从第二时间戳减去第一时间戳来确定。给定对计时器时钟循环计数的此依赖性时，常规倒数计数器的准确度依赖于计时器时钟的速度。例如，如果计时器时钟正在10MHz操作(即，计时器时钟循环每100ns出现)，则倒数计数器的分辨率是100ns。计时器时钟速度与结果分辨率之间的此相关通过在t＝0开始的以下说明性示例来解释。

假设在计时器时钟循环计数等于001时，在t＝95ns检测到信号循环的第一信号时序边沿(例如，开始信号循环的特定上升边沿或下降边沿)。由于计时器时钟循环计数在第一计时器时钟周期期间从t＝0ns到100ns等于001(即，直至第二计时器时钟循环在100ns出现)，而无论在此第一计时器时钟周期内何时检测到第一信号时序边沿，因此，计时器时钟循环计数将等于001。现在假设在计时器时钟循环计数等于005时在时间＝405ns检测到第二信号时序边沿。同样地，由于计时器时钟循环计数在第五计时器时钟周期期间从t＝400n到500ns等于005，而无论在此第五计时器时钟周期期间何时检测到信号的第二信号时序边沿，因此，计时器计数器将等于005。相应地，在此示例中，倒数计数器已经用计时器计数或相当于计时器计数的时间(即，001的计时器计数相当于100ns的时间，并且005的计时器计数相当于500ns的时间)来为第一和第二信号时序边沿加上时间戳。

为了确定信号的此单个循环的时间间隔(或周期(T))，从第二时间戳(500ns或计时器时钟循环005)减去第一时间戳(100ns或计时器时钟循环001)以提供400ns的时间间隔。单个信号循环的此时间间隔相当于2.5MHz的频率。然而，如此示例中所示，信号循环的实际时间间隔(从95ns到405ns)只是310ns而不是400ns，这表示确定的时间间隔(400ns＝2.50MHz)与实际时间间隔(310ns＝3.23MHZ)之间90ns的误差。