用于测量信号的频率的方法和装置制造方法及图纸

本公开的实施例涉及用于测量信号的频率的方法和装置。信号(SIG)的频率使用在周期性参考信号(REF)的周期期间的所述信号(SIG)的周期的数目的滑动平均值来从参考信号(REF)确定。

Method and apparatus for measuring the frequency of a signal

Embodiments of the present disclosure relate to methods and apparatus for measuring the frequency of signals. The frequency of the signal (SIG) is determined from the reference signal (REF) using the sliding average of the number of cycles of the signal (SIG) during the period of the periodic reference signal (REF).

【技术实现步骤摘要】
用于测量信号的频率的方法和装置
本专利技术的实施方式和实施例涉及周期性信号频率测量。
技术介绍
本专利技术例如但不是限制性地应用于校准锁相环(PLL)中的压控振荡器(VCO)的增益。锁相环是能够递送其频率从属于参考信号的频率的信号的环路系统。更确切地并传统地讲，锁相环显著地包括：在一个输入上接收参考信号的相位比较器；和，压控振荡器，其控制输入被耦合至相位比较器的输出，并且其在分频后环路回到相位比较器的另一输入上的输出递送在频率和相位上从属于参考信号的频率和相位但一般具有比参考信号的频率高的频率的输出信号。在压控振荡器的增益上的校准期间，振荡器输出信号的频率被确定用于两个不同值的输入电压(一般从分别代表所述两个不同电压的两个不同数字字获得)，并且在这两个输出频率的差值与两个数字字的差值之间获得比率。用于显著地使用在参考信号的给定数目的周期期间计数的第一信号的周期数目的平均值而从参考信号的频率计算出信号的频率的方法是已知的。然而，测量越必须精确，这些方法越耗时。通过示例的方式，对于62.5kHz的测量精度而言，从具有16MHz的频率的参考信号进行的例如大约2.4GHz的信号的频率的精确测量要求256个周期的参考信号，或者16微妙。这导致增益校准阶段的大量持续时间。然而，诸如蓝牙低能耗(BLE)等的一些低功耗通信应用要求锁相环的更快起始，并因此特别要求振荡器的增益校准阶段的短持续时间，显著地以便节省电池功率。
技术实现思路
因此，根据一个实施方式和实施例提供用于从参考信号进行的信号的频率的简单且快速的确定。根据一个方面，提供一种用于从周期性参考信号确定信号的频率的方法，包括：a)在参考信号的第一周期期间对所述信号的整体周期的数目进行计数(参考信号的第一周期例如是用于确定所述信号的频率的起始时刻之后开始的周期)，b)针对参考信号的每个周期重复步骤a)，直到等于参考信号的第一数量的周期的第一持续时间的到期，和c)确定所述数目的第一平均值，d)步骤a)至c)中的至少一部分进行R次重复，在每个重复处将步骤a)的计数的起始移位参考信号的至少一个周期，并且可选地针对步骤b)和步骤c)考虑在步骤a)和b)的至少一个前面的组期间已经计数的所述信号的整体周期的数目。事实上在步骤d)中，可以在步骤b)的每个重复处对前面的重复期间已经计数的数目重新计数。然而，如将在后面看到的，可以使前面的重复中已经计数的数目保持并且在当前重复中仅对参考信号的新的当前周期期间的所述信号的整体周期的数目进行计数，并且当然使用该新的数目和已经计数的数目来影响所述第一平均值。根据该方面的方法还包括：e)确定所获得的所有第一平均值的第二平均值，和f)从所述第二平均值和参考信号的频率确定所述信号的频率。因此，通过这些R次滑动平均值的使用可以以高精度确定所述信号的频率，而这不会引起在所述频率确定的持续时间上的任何显著增加。有利地，步骤a)、b)和c)并行地执行。步骤a)至e)可以通过运用下面的公式来实现：其中M2指代所述第二平均值，S对应于第一数量，并且Ci对应于在参考信号的当前周期期间计数的所述数目。该一般公式可以用于例如通过软件来确定第二平均值。然而，当R等于参考信号的周期的第二数量P减去第一数量S并且第一数量S和第二数量P是二的幂时，公式可以甚至更加有利地表达出，于是允许了简单的硬件实现。因此，当第一数量S等于第二数量P的一半时，步骤a)至e)可以通过运用下面的公式来实现：该公式有利地允许基于诸如计数器、设定点计数器、累加器等的简单部件的方法的简单硬件实现。当第一数量S小于时，步骤a)至c)可以通过运用下面的公式来实现：该公式还允许基于诸如计数器、与前面的设定点计数器稍微不同的设定点计数器、累加器等的简单部件的方法的简单硬件实现。根据另一方面，提供了一种用于从周期性参考信号确定信号的频率的装置，包括被配置用于执行如下步骤的处理部件a)在参考信号的第一周期期间对所述信号的整体周期的数目进行计数，b)在等于参考信号的第一数量的周期的第一持续时间期间针对参考信号的每个其它周期对步骤a)进行重复，c)确定所述数目的第一平均值，d)步骤a)至c)中的至少一部分进行R次重复，在每个重复处使步骤a)的计数的起始移位参考信号的至少一个周期，并且可选地针对步骤b)和步骤c)考虑在步骤a)和b)的至少一个前面的组期间已经计数的所述信号的整体周期的数目，e)对所获得的所有第一平均值的第二平均值的确定，和f)从所述第二平均值和参考信号的频率确定所述信号的频率。处理部件有利地被配置用于并行地执行步骤a)、b)和c)的R次重复d)。根据一个实施例，处理部件被配置用于通过运用下面的公式来实现步骤a)至e)：其中M2指代所述第二平均值，S对应于第一数量，并且Ci对应于在参考信号的当前周期期间计数的所述信号的整体周期的所述数目。当第一数量S等于第二数量P的一半时，处理部件被配置用于通过运用下面的公式来实现步骤a)至e)：处理部件于是可以包括：-计数部件，被配置用于递送所述连续的数目，-设定点计数器，被配置用于在参考信号的P-1个参考周期期间在每个新的参考周期处以一递增直到达到第一数量，接着在每个新的参考周期处以一递减，-乘法器，具有分别连接至计数部件和设定点计数器的输出的两个输入，-累加器，被连接在乘法器的输出处，和-移位部件，被配置用于执行对应于由第一数量乘以第二数量与第一数量之间的差值的乘积进行的除法的位移位。该移位部件可以例如通过软件模块来实现。当第一数量小于第二数量的一半时，处理部件被配置用于通过运用下面的公式来实现步骤a)至e)：因此，处理部件可以包括：-计数部件，被配置用于递送所述连续的数目，-设定点计数器，被配置用于在参考信号的P-1个参考周期期间在每个新的参考周期处以一递增达到第一数量，接着在等于P-1与2S之间的差值的多个参考周期期间保持处于第一数量，接着在每个新的参考周期处以一递减，-乘法器，具有分别连接至计数部件和设定点计数器的输出的两个输入，-累加器，被连接在乘法器的输出处，和-移位部件，被配置用于执行对应于由第一数量乘以第二数量与第一数量之间的差值的乘积进行的除法的位移位。该移位部件也可以例如通过软件模块来实现。附图说明在检查本专利技术的绝非限制性的实施方式和实施例的详细描述以及附图时，本专利技术的其他优点和特征将出现，其中：-图1至图6图示出专利技术的实施方式和实施例。具体实施方式图1图示出用于从周期性参考信号REF确定周期性信号SIG的频率的方法的示例。参考信号REF可以例如是但不限于锁相环的参考信号，并且信号SIG可以例如是但不限于由形成该相同锁相环的一部分的压控振荡器所递送的信号。在描述的其余部分中，索引i将用于代表与参考信号的周期Pi相关联的各种要素。因此，索引1与周期P1相关联，索引2与周期P2相关联，等等。在方法的第一步骤a)中，在参考信号REF的第一参考周期P1期间执行对第一信号SIG的整体周期的数目Ci的计数。在第一数量S的参考周期Pi期间，针对参考信号REF的每个其他连续周期Pi重复进行计数a)(步骤b))。在该示例中S＝4。因此执行对在连续周期P1、P2、P3和P4期间发生的第一信号SIG的整体周期的数目C1、C2、C3和C4的连续计数。接着确定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从周期性参考信号(REF)确定信号(SIG)的频率的方法，包括：a)在所述参考信号的第一周期期间对所述信号(SIG)的整体周期的数目(C

【技术特征摘要】
2015.11.19 FR 15611531.一种用于从周期性参考信号(REF)确定信号(SIG)的频率的方法，包括：a)在所述参考信号的第一周期期间对所述信号(SIG)的整体周期的数目(Ci)进行计数，b)针对所述参考信号(REF)的每个周期(Pi)重复步骤a)，直到等于所述参考信号的第一数量(S)的周期的第一持续时间的到期，和c)确定所述数目(Ci)的第一平均值(M1)，d)步骤a)至c)中的至少一部分进行R次重复，在每个重复处将步骤a)的计数的起始移位所述参考信号的至少一个周期(Pi)，可选地针对步骤b)和步骤c)考虑在步骤a)和b)的至少一个前面的组期间已经计数的所述信号的整体周期的数目，e)确定所获得的所有所述第一平均值(M1)的第二平均值(M2)，和f)从所述第二平均值(M2)和所述参考信号(REF)的频率确定所述信号(SIG)的频率。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)、b)和c)的所述R次重复并行地执行。3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中步骤a)至e)通过运用下面的公式来实现：其中M2指代所述第二平均值，S对应于所述第一数量，并且Ci对应于在所述参考信号的当前周期期间计数的所述信号的整体周期的所述数目。4.根据权利要求1和2中的一项所述的方法，其中R等于所述参考信号的周期的第二数量(P)减去所述第一数量(S)。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一数量(S)和所述第二数量(P)是二的幂。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一数量(S)等于所述第二数量(P)的一半。7.根据权利要求6所述的方法，其中步骤a)至e)通过运用下面的公式来实现：其中M2指代所述第二平均值，S对应于所述第一数量，P对应于所述第二数量，并且Ci对应于在所述参考信号的当前周期期间计数的所述信号的整体周期的所述数目。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一数量(S)小于所述第二数量(P)的一半。9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤a)至e)通过运用下面的公式来实现：其中M2指代所述第二平均值，S对应于所述第一数量，P对应于所述第二数量，并且Ci对应于在所述参考信号的当前周期期间计数的所述信号的整体周期的所述数目。10.一种用于从周期性参考信号(REF)确定信号(SIG)的频率的方法，包括：-确定通过下面的公式获得的平均值M2其中S是所述参考信号的周期的第一数量，P是所述参考信号的周期的第二数量，P和S是二的幂，其中S等于P/2，并且Ci对应于在所述参考信号的当前周期期间计数的所述信号(SIG)的整体周期的数目，和-从所述平均值M2和所述参考信号(REF)的频率确定所述信号(SIG)的频率。11.一种用于从周期性参考信号(REF)确定信号(SIG)的频率的方法，包括：-确定通过下面的公式获得的平均值M2其中S是所述参考信号的周期的第一数量，P是所述参考信号的周期的第二数量，P和S是二的幂，并且S小于P/2，并且Ci对应于在所述参考信号的当前周期期间计数的所述信号(SIG)的整体周期的数目，和-从所述平均值M2和所述参考信号(REF)的频率确定所述信号(SIG)的频率。12.一种用于从周期性参考信号(REF)确定信号(SIG)的频率的装置(DIS)，包括被配置用于执行如下步骤的处理部件：a)在所述参考信号(REF)的第一周期(Pi)期间对所述信号(SIG)的整体周期的数目(Ci)进行计数，b)在等于所述参考信号(REF)的第一数量(S)的周期(Pi)的第一持续时间期间针对所述参考信号(REF)的每个其它周期(Pi)对步骤a)进行R次重复，c)确定所述数目(Ci)的第一平均值(M1)，d)步骤a)至c)中的至少一部分进行R次重复，在每个重复处使步骤a)的计数的起始移位所述参考信号的至少一个周期(Pi)，可选地针对步骤b)和步骤c)考虑在步骤a)和b)的至少一个前面的组期间已经计数的所述信号的整体周期的数目，e)确定所获得的所有所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·乌德比纳，S·德迪厄，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR