[发明专利]频率测量装置和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及频率的测量，特别地，本发明涉及能够检测微小的频率变化的频率测量装置。

背景技术

对于频率测量的方式，已知的有：对在已确定的选通时间(gate time)内通过的脉冲进行计数的直接计数方式(例如，参照专利文献1)、准确地测量脉冲周期并根据其时间的倒数来求出频率的倒数方式(例如，参照专利文献2)、以及通过获得Δ∑调制信号来求出频率的方式(例如，参照专利文献3)。尽管上述直接计数方式能够由较小规模的电路来实现，但是为了提高频率分辨率而需要取较长的选通时间(例如，为了获得0.1Hz的分辨率而需要的选通时间是10秒)。尽管倒数方式能够克服该缺陷，但是用于准确测量脉冲间隔的电路与直接计数的形式相比变为大规模的。在通过获得Δ∑调制信号来求出频率的方式中，在确保动态范围时存在限制，在测量精度间存在着折中(trade off)。另外，尽管能够通过获得高阶的Δ∑调制信号或采用PLL等来改善测量精度，但是存在着需要另外的模拟电路且电路面积变大的问题。

作为替代上述方式的新方式，申请人提出了基于短选通时间计数方式(也被称为短选通计数方式、短选通方式)的频率测量装置(参照专利文献4)。在该短选通计数方式中，其被构成为：并不在给定的较短选通时间中中断而重复进行被测信号的计数(取样)，从所获得的计数值的串中除掉高频成分(进行滤波)。由此，与上述现有的方式相比，能够大幅地改善时间分辨率和频率分辨率。由于该方式的频率测量装置由计数电路和小规模的运算电路构成，其具有能够抑制电路规模的增大并容易地实现多信道化的优点。另外，其具有以下特征：选通时间越短，换句话说，取样频率越高，则越能够同时地提高动态范围和分辨率。

当采用上述的短选通计数方式时，在一定的条件下会产生模式(pattern)噪声。在根据被测频率(被测信号的频率)与取样频率(选通信号的频率)的比而求出的动作点参数接近于单纯的有利数值的情况下，该模式噪声变大。因此，申请人进一步地提出了一种通过基于动作点参数与噪声电平的分布特性来选择被测频率和取样频率，从而降低模式噪声的电平的方法(参照专利文献5)。

专利文献1：日本特开2001-119291号公报

专利文献2：日本特开平5-172861号公报

专利文献3：美国专利第7230458号

专利文献4：日本特开2009-250807号公报

专利文献5：日本特开2010-085286号公报

但是，在上述现有的方法中，存在着在被测频率的变化量较大的情况下无法降低模式噪声的电平的状况。

发明内容

因此，本发明的一种方式的目的在于提供一种频率测量装置，即使在被测频率发生了较大变化的情况下，也避免了由于模式噪声所造成的影响等。

为了解决所涉及的课题，本发明的一个方式的频率测量装置是一种即使在分频比或倍频比动态地发生了变更的情况下也能够连续测量被测信号的频率的频率测量装置，具备：基准信号源，用于生成基准信号；分频倍频部，用于生成以所述分频比或倍频比对所述基准信号进行分频或倍频后的分频倍频基准信号；第一计数部，用于输出对在基于所述分频倍频基准信号所决定的给定期间中所观测的所述被测信号的上升沿和/或下降沿进行计数后的第一计数值；第一低通滤波器，用于去除所述第一计数值中所包含的高频成分；系数导出部，用于基于所述分频比或倍频比来导出换算系数；以及换算部，用于将所述第一低通滤波器的输出值与所述换算系数或所述换算系数的倒数相乘。

根据上述构成的频率测量装置，由于具备系数导出部和换算部，所以能够适当地修正由于基准信号的分频比或倍频比动态地发生了变更而可能产生的对输出信号的过渡响应，可以连续地测量被测信号的频率。

另外，通过构成一种频率测量装置，其避免了分频倍频基准信号的频率与被测信号的频率的组合成为模式噪声变大的组合，可以避免模式噪声对输出信号的影响。

此外，优选构成为：所述系数导出部具备：第二计数部，用于输出对在基于所述分频倍频基准信号所决定的给定期间中所包含的所述基准信号的上升沿和/或下降沿进行计数后的第二计数值；以及第二低通滤波器，用于去除所述第二计数值中所包含的高频成分并作为所述换算系数输出，所述换算部将所述第一低通滤波器的输出值与所述换算系数的倒数相乘。

根据上述构成，可以通过较为简单的电路来构成系数导出部和换算部。