用于确定信号的频率或周期的方法技术

公开了用于为信号时序边沿确定时间戳以便在例如用于确定信号的频率的倒数计数器中使用的方法，包括以下步骤：将信号输入抽头延迟线，在每个延迟线抽头的输出产生多个延迟线抽头信号。在一个实施例中，在检测信号时序边沿并确定对应于在信号时序边沿或下一个时钟时序边沿的计时器时钟循环计数的初始时间值后，监视延迟线抽头信号以确定要对该初始值进行的分数校正时间值调整，以计及信号时序边沿与下一个时钟时序边沿之间的延迟来确定时间戳。在另一个实施例中，在检测信号时序边沿后，对应于在延迟线抽头信号时序边沿的计时器时钟循环计数的多个延迟线计时器时钟循环计数的平均值用于确定时间戳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及，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⑴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 = Is)，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(tM)，并将该时间间隔除以信号循环的数量(T = tM/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/tM)。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IOOns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IOms的时间(100个计时器时钟循环乘以IOOns/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IOMHz操作(即， 计时器时钟循环每IOOns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 = Ons到IOOns等于001 (即，直至第二计时器时钟循环在 IOOns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 = 400η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IOOns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。 此误差能够通过使用更快的计时器时钟来降低，该时钟将降低计时器时钟周期和提高分辨率。例如，如果计时器时钟当时正在20MHz而不是IOMHz操作(即，每个计时器时钟循环具有50ns而不是IOOns的周期)，则在计时器时钟循环计数等于相当于IOOns的时间的002 (第二计时器时钟循环)时在t = 95ns检测到第一信号时序边沿，而在计时器时钟循环计数等于相当于450ns的时间的009时在时间=405ns检测到第二信号时序边沿。 这将提供350ns的确定时间间隔(7个计时器时钟循环乘以计时器时钟周期(即，50ns))， 从而将降低确定的时间间隔(350ns = 2. 86MHz)与实际时间间隔(310ns = 3. 23MHZ)之间的误差。虽然增大计时器时钟的速度提高了倒数计数器的分辨率，但这也增大了功耗和从而导致的系统热生成。在要求电池电力或不能有效地消散另外热量的系统中，计时器时钟速度的此类增大可能不是一种选择。此外，计时器时钟的大量增大要求补充的电子器件具有在这些更高速度操作的容量，这能够增加系统的成本。给定增大计时器时钟的速度以提高倒数计数器的分辨率的缺点的情况下，其它系统已寻求通过使用延迟线来提高系统分辨率而不必增大计时器时钟的速度。然而，在这些系统中，延迟线附连到一般以比正在测量的信号更大得多的速度操作的计时器时钟。相应地，虽然这些延迟线系统稍微消除了增大计时器时钟速度而将要求的功耗，但在计时器时钟速度操作的装置的数量中要求的增大仍导致功耗、热生成和成本的增大。将有利的是，显著提高倒数计数器的分辨率而不必显著增大计时器时钟速度或功^^ O
技术实现思路
公开了用于为信号时序边沿确定时间戳以便在例如用于确定信号的频率的倒数计数器中使用的方法，包括以下步骤将信号输入抽头延迟线(tapped delay line)，在每个延迟线抽头的输出产生多个延迟线抽头信号。在一个实施例中，在检测信号时序边沿并确定对应于在信号时序边沿或下一个时钟时序边沿的计时器时钟循环计数的初始时间值后，监视延迟线抽头信号以确定要对初始值进行的分数校正时间值调整，以计及信号时序边沿与下一个时钟时序边沿之间的延迟来确定时间戳。在另一个实施例中，在检测信号时序边沿后，对应于在延迟线抽头信号时序边沿的计时器时钟循环计数的多个延迟线计时器时钟循环计数的平均值用于确定时间戳。附图说明图1是本专利技术的一个实施例中使用延迟线锁存器(latch)的五级倒数计数器的框图。图2是本专利技术的另一实施例中使用延迟线锁存器的四级倒数计数器的框图。图3是示范时序图。图4是本专利技术的另一实施例中的使用多个计时器计数器捕捉寄存器的四级倒数计数器的框图。具体实施例方式本文公开了用于确定异 步信号200的频率(f)或周期(Ts)的方法。在本专利技术的这些实施例的每个中，倒数计数器用于提供更高分辨率以便为信号时序边沿确定更准确的时间戳(TS)。图1和2示出能够用于使用带有多级抽头延迟线10的延迟线锁存器20来实践本专利技术的倒数计数器1、2的框图，串联的每个延迟线抽头(即，第一延迟线抽头11、第二延迟线抽头12、第三延迟线抽头13、第四延迟线抽头14及第五延迟线抽头15)按照小于计时器时钟周期(Te)的延迟线抽头时延(例如，相等的时延用于每个或不同的时延用于每个)将信号200延迟。如将展示的，倒数计数器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于为信号的信号时序边沿确定时间戳的方法，所述方法包括以下步骤：（ａ）提供具有计时器时钟周期的计时器时钟信号；（ｂ）将所述信号输入包括串联的多个延迟线抽头的抽头延迟线中，所述多个延迟线抽头的每个抽头按照小于所述计时器时钟周期的延迟线抽头时延来延迟所述信号；（ｃ）在所述多个延迟线抽头的输出，产生多个延迟线抽头信号，其中所述延迟线抽头信号的每个是按照串联的前面的延迟线抽头的所述延迟线抽头时延之和来延迟的所述信号；（ｄ）检测所述信号时序边沿；（ｅ）检测所述信号时序边沿后的下一个时钟时序边沿；（ｆ）确定对应于在所述信号时序边沿或在所述下一个时钟时序边沿的计时器时钟循环计数的初始时间值；（ｇ）通过确定所述下一个时钟时序边沿前出现的延迟线抽头信号时序边沿的数量，确定在所述下一个时钟时序边沿的所述抽头延迟线的状态；（ｈ）基于所述抽头延迟线的所述状态来确定分数校正时间值以计及所述信号时序边沿与所述下一个时钟边沿之间的延迟，其中所述分数校正时间值是基于具有在所述下一个时钟时序边沿之前出现的延迟线抽头信号时序边沿的所述多个延迟线信号的最后信号所经历的所述延迟线抽头时延的所述和的所述计时器时钟周期的分数；以及（ｉ）通过按照所述分数校正时间值调整所述初始时间值，为所述信号时序边沿确定所述时间戳。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·哈钦森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US