[发明专利]一种低功耗高精度的多通道频率采集电路

说明书

本发明公开了一种低功耗高精度的多通道频率采集电路，包括：多个独立的可编程计数器阵列、设置在可编程计数器阵列中的多个独立的捕捉模块、FIFO模块、计数器模块、以及可编程计数器阵列外接的APB接口；当有外部输入信号时，所述外围总线APB接口确定外部输入信号对应的捕捉模块，对应的捕捉模块将捕捉时刻的计时器Timer值存入FIFO模块，根据计数器的中断信号确定外部输入信号的变化周期数；根据FIFO模块内存取的Timer值以及计数器的中断信号确定外部输入信号的变化周期数计算外部输入信号的频率值。本发明提供一种低功耗高精度的多通道频率采集电路，通过直接计数侧频法实现多通道频率的采集。

技术领域

本发明实施例涉及频率采集技术领域，尤其涉及一种低功耗高精度的多通道频率采集电路。

背景技术

数字频率计是一种能把频率和时间等两种以上的物理量进行数字化测量到得一种仪器。其基本设计原理是选取一个基准频率，要求该频率稳定度较高，将该频率对比测量其他信号的频率，计算每秒内待测信号的脉冲个数并换算成频率并以数字形式显示出来。频率计的设计技术是随着电子电路技术的发展而逐步向前发展的，早期的频率计采用分立元件设计，设计周期长、稳定性差，并且成品体积大、功耗高。数字电子技术和集成电路的发展，使得数字频率计广泛应用。相比分立式的频率计来说，数字频率计提高了稳定性，减小了体积，但是数字频率计存在电路复杂、设计周期长等缺点，数字频率计的测量范围有限，为测量不同频率的信号都要用专门的设计某一部分电路，灵活性差。

常用的频率采集方法主要有计数法和周期法两种。其中，计数法就是在确定的闸门时间T_w内，记录被测信号的变化周期数(或脉冲个数)N_x，被测信号的频率为f_x＝N_x/T_w。测周期法需要有标准频率fs，在待测信号的一个周期Tx内，记录标准频率的周期数ns，则被测信号的频率为fx＝fs/ns。

目前，研究频率计数器的专利很多，如专利号为201720669555.4的一种高精度小型频率计数器模块、专利号为202010389533.9的一种信号频率测试方法及装置、专利号为202010053628.3的一种基于移相同步的高精度测频装置及方法、专利号为201010213485.4的一种频率技术模块和计数方法等。但现有技术中还不存在基于直接计数测频法的低功耗高精度的频率电路。

发明内容

本发明提供一种低功耗高精度的多通道频率采集电路，通过直接计数侧频法实现多通道频率的采集。

本发明实施例提供了一种低功耗高精度的多通道频率采集电路，包括：

多个独立的可编程计数器阵列、设置在可编程计数器阵列中的多个独立的捕捉模块、FIFO模块、计数器模块、以及可编程计数器阵列外接的APB接口；

当有外部输入信号时，所述APB接口确定外部输入信号对应的捕捉模块，对应的捕捉模块将捕捉时刻的计时器Timer值存入FIFO模块，根据计数器的中断信号确定外部输入信号的变化周期数；

根据FIFO模块内存取的Timer值以及计数器的中断信号确定外部输入信号的变化周期数计算外部输入信号的频率值。

可选的，还包括比较器模块，所述比较器模块设置在输入信号和捕捉信号之间，用于过滤异常的输入信号。

可选的，设置在时钟模块的门级控制模块，所述门级控制模块用于控制时钟模块的工作状态。

可选的，所述时钟模块的工作频率配置为和APB总线相同，或者配置为APB总线工作时钟的2分频、4分频、8分频。

可选的，每个捕捉模块配置三种捕捉方式：上升沿捕捉、下降沿捕捉、双沿捕捉。

本发明的有益效果：