[发明专利]一种等精度测频装置及方法

权利要求书

1.一种等精度测频装置，其特征在于，包括：控制单元、第一选择器、第一触发器、第二触发器、第一计数器、第二选择器、第二计数器、延时单元、第三触发器、运算单元、第一寄存器组、第二寄存器组；

控制单元，用于产生参考时钟、校准使能信号、校准信号、预置闸门脉冲；

第一选择器，其输入端接收待测信号，以及接收控制单元发送的校准使能信号、校准信号；当校准使能信号为有效电平时，输出校准信号；当校准使能信号为无效电平时，输出待测信号；

第一触发器，其输入端接收控制单元输出的预置闸门脉冲，以及接收第一选择器发送的待测信号或校准信号；当接收待测信号时，在待测信号的有效边沿处采样预置闸门脉冲，输出第一实际闸门脉冲；当接收校准信号时，在校准信号的有效边沿处采样预置闸门脉冲，输出第二实际闸门脉冲；

第一计数器，其输入端接收第一选择器输出的待测信号、第一触发器输出的第一实际闸门脉冲时，在待测信号的有效边沿处以第一实际闸门脉冲为使能进行计数，输出第一计数结果；

第二触发器，其输入端接收控制单元输出的参考时钟，以及接收第一触发器发送的第一实际闸门脉冲或第二实际闸门脉冲；当接收第一实际闸门脉冲时，在参考时钟的有效边沿采样第一实际闸门脉冲，输出参考闸门脉冲；

第二计数器，其输入端接收控制单元输出的参考时钟，以及接收第二触发器输出的参考闸门脉冲；在参考时钟的有效边沿处以参考闸门脉冲为使能进行计数，输出第二计数结果；

第二选择器，其输入端接收控制单元输出的校准使能信号、校准信号，以及接收第一触发器输出的第一实际闸门脉冲或第二实际闸门脉冲；当校准使能信号为有效电平时，输出校准信号；当校准使能信号为无效电平时，输出第一实际闸门脉冲；

延时单元，由k个延时子单元级联构成，其输入端接收第二选择器输出的校准信号或第一实际闸门脉冲；当接收第一实际闸门脉冲时，利用k个延时子单元对接收的第一实际闸门脉冲进行延时处理，得到并输出第一延时结果；当接收校准信号时，利用k个延时子单元对接收的校准信号进行延时处理，得到并输出第二延时结果；其中，所述第一延时结果包括每个延时子单元对第一实际闸门脉冲进行延时处理得到的各个信号，所述第二延时结果包括每个延时子单元对校准信号进行延时处理得到的各个信号；

第三触发器，其输入端接收控制单元输出的参考时钟，以及接收第一触发器输出的第一实际闸门脉冲或第二实际闸门脉冲；当接收第一实际闸门脉冲时，在参考时钟的有效边沿处采样第一实际闸门脉冲，得到并输出第一锁存时钟；当接收第二实际闸门脉冲时，在参考时钟的有效边沿处采样第二实际闸门脉冲，得到并输出第二锁存时钟；

第一寄存器组，其输入端接收延时单元输出的第一延时结果或第二延时结果，以及接收第三触发器输出的第一锁存时钟或第二锁存时钟；当接收第一延时结果和第一锁存时钟时，在第一锁存时钟的正边沿处锁存第一延时结果，得到第一正边沿延时数据并发送给运算单元，该第一正边沿延时数据为在第一锁存时钟的正边沿处，该第一延时结果的k个信号的k个电平中，高位连续的有效电平的数量；当接收第二延时结果和第二锁存时钟时，在第二锁存时钟的正边沿处锁存第二延时结果，得到第二正边沿延时数据并发送给运算单元，该第二正边沿延时数据为在第二锁存时钟的正边沿处，该第二延时结果的k个信号的k个电平中，处于两段连续的有效电平之间的连续无效电平的数量或处于两段连续的无效电平之间的连续有效电平的数量；

第二寄存器组，其输入端接收延时单元输出的第一延时结果或第二延时结果，以及接收第三触发器输出的第一锁存时钟或第二锁存时钟；当接收第一延时结果和第一锁存时钟时，在第一锁存时钟的负边沿处锁存第一延时结果，得到第一负边沿延时数据并发送给运算单元，该第一负边沿延时数据为在第一锁存时钟的负边沿处，该第一延时结果的k个信号的k个电平中，高位连续的无效电平的数量；当接收第二延时结果和第二锁存时钟时，在第二锁存时钟的负边沿处锁存第二延时结果，得到第二负边沿延时数据并发送给运算单元，该第二负边沿延时数据为在第二锁存时钟的负边沿处，该第二延时结果的k个信号的k个电平中，处于两段连续的有效电平之间的连续无效电平的数量或处于两段连续的无效电平之间的连续有效电平的数量；

运算单元，其输入端接收第一寄存器组输出的第一正边沿延时数据或第二正边沿延时数据，以及接收第二寄存器组输出的第一负边沿延时数据或第二负边沿延时数据；当接收第一正边沿延时数据、第一负边沿延时数据时，根据公式Δt1＝Tap*NUM(H)计算前端时差，根据公式Δt2＝Tap*NUM(L)计算后端时差，并利用前端时差、后端时差、参考时钟的频率、第一计数结果、第二计数结果计算待测信号的频率；当接收第一负边沿延时数据、第二负边沿延时数据时，根据如下公式Tap＝CalibPeriod*CalibDuty/num(H)或Tap＝CalibPeriod*(1-CalibDuty)/num(L)计算延时子单元的延时时长；

其中，Δt1为前端时差；Δt2为后端时差；Tap为延时子单元的延时时长；NUM(H)为在第一锁存时钟的正边沿处，第一延时结果的k个信号的k个电平中高位连续的有效电平的数量；NUM(L)为在第一锁存时钟的负边沿处，第一延时结果的k个信号的k个电平中高位连续的无效电平的数量；num(L)为在第二锁存时钟的正边沿处，第二延时结果的k个信号的k个电平中处于两段连续的有效电平之间的连续无效电平的数量，或在第二锁存时钟的负边沿处，该第二延时结果的k个信号的k个电平中处于两段连续的有效电平之间的连续无效电平的数量；num(H)为在第二锁存时钟的正边沿处，第二延时结果的k个信号的k个电平中处于两段连续的无效电平之间的连续有效电平的数量，或在第二锁存时钟的负边沿处，该第二延时结果的k个信号的k个电平中处于两段连续的无效电平之间的连续有效电平的数量；CalibPeriod为校准信号的周期，所述校准信号的周期小于所有延时子单元的延时时长之和；CalibDuty为校准信号的占空比。