[发明专利]互质频率抽样概率测量电子信号相位差的装置及方法

权利要求书

1.互质频率抽样概率测量电子信号相位差的装置，包括第一信号输入端(IN1)、第二信号输入端(IN2)、抽样时钟输入端(CP)、第一抽样器(U1)、第二抽样器(U2)、相差计数器(U3)、抽样计数器(U4)、输出寄存器(U5)、数值比较器(U6)、A正B反与逻辑门(U7)、计数上限数值输入端(M1)和OUT端；

所述第一信号输入端(IN1)与第一抽样器(U1)的D端电联接，第二信号输入端(IN2)与第二抽样器(U2)的D端电联接，第一抽样器(U1)的Q端与A正B反与逻辑门(U7)的正输入端电联接，第二抽样器(U2)的Q端与A正B反与逻辑门(U7)的负输入端电联接，A正B反与逻辑门(U7)的输出端与相差计数器(U3)的同步使能端电联接；所述相差计数器(U3)的输出端与输出寄存器(U5)的输入端电联接，输出寄存器(U5)的输出端与OUT输出端电联接；

所述计数上限数值输入端(M1)与数值比较器(U6)的X输入端电联接，抽样计数器(U4)的输出端与数值比较器(U6)的Y输入端电联接；

所述数值比较器(U6)的输出端同时与相差计数器(U3)的同步清零端、抽样计数器(U4)的同步清零端以及输出寄存器(U5)的同步使能端电联接；

抽样时钟输入端(CP)与第一抽样器(U1)的时钟输入端、第二抽样器(U2)的时钟输入端、相差计数器(U3)的时钟输入端、抽样计数器(U4)的时钟输入端、输出寄存器(U5)的时钟输入端电联接；

具体测量电子信号相位差的方法为：

步骤一、确定参数信息，具体为：

根据测量速度的需求确定抽样时钟输入端(CP)输入的抽样时钟频率F的最小值F₀；相差测量最短时间大于输入信号的一个周期，设定测量时间为T，则抽样时钟频率F的最小值F₀为：

F₀＝M/T；

M为计数上限数值输入端输入的数值，根据测量结果的物理单位，设定M＝N-1；其中N为一圆周平均分成的份数，用于决定相位差测量数值的物理单位；

确定抽样时钟频率F，具体为：

根据输入信号频率f与抽样时钟频率最小值F₀，在大于F₀的数值范围内选择抽样时钟频率F，并且使输入信号频率f与抽样时钟频率F的有效数字部分为互质数；所述第一信号和第二信号的输入信号频率相同，均为f；

步骤二、根据步骤一确定的参数信息，启动测量装置，所述第一信号从第一信号输入端(IN1)输入电路，第二信号从第二信号输入端(IN2)输入电路，在抽样时钟输入端(CP)输入频率为F的抽样时钟边沿，第一信号被第一抽样器(U1)抽样锁存，第二信号被第二抽样器(U2)抽样锁存；

步骤三、所述A正B反与逻辑门(U7)判断是否满足第一抽样器(U1)锁存为1并且第二抽样器(U2)锁存为0；

如果是，则相差计数器(U3)在下次抽样时钟到来时加1，如果否，则相差计数器(U3)保持不变；

步骤四、抽样计数器(U4)在每个抽样时钟到来时加1；

步骤五、数值比较器(U6)判断抽样计数器(U4)的计数数值是否与计数上限数值输入端(M1)输入的数值相等，如果是，执行步骤六，如果否，则数值比较器(U6)输出为0，重复执行步骤二至步骤五；

步骤六、数值比较器(U6)在下一个抽样时钟到来时，输出寄存器(U5)锁存相差计数器(U3)的数值，同时相差计数器(U3)清零，抽样计数器(U4)也同时清零；

步骤七、从OUT输出端获得输出寄存器(U5)中锁存的相位差数值，获得互质频率抽样的相位差。

2.根据权利要求1所述的互质频率抽样概率测量电子信号相位差的装置，其特征在于；所述第一抽样器(U1)和第二抽样器(U2)均为D触发器；相差计数器(U3)和抽样计数器(U4)均为同步二进制计数器；输出寄存器(U5)为数据锁存器。