專利名稱：頻率校正方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種頻率校正方法及系統(tǒng)，更特別的是關(guān)于一種可快速且精確地取得準(zhǔn)確頻率值以供校正的頻率校正方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多電子設(shè)備中皆具有頻率產(chǎn)生單元，用以基于一預(yù)定頻率值來提供一頻率信號的輸出，為了確定此頻率信號的正確性，傳統(tǒng)上會外接一計頻儀來進(jìn)行校驗(yàn)，此計頻儀為一種特殊的校驗(yàn)儀器，相較于電子設(shè)備通常較為龐大而使得校驗(yàn)工作必須在特殊場合及時間下才能進(jìn)行，且無法達(dá)到快速的校驗(yàn)。此外，計頻儀中對于頻率信號的量測通常是設(shè)定一閘門時間，利用閘門時間內(nèi)對頻率信號的周期數(shù)進(jìn)行計數(shù)，再利用計數(shù)值/閘門時間來取得頻率信號的頻率。然而，由于閘門時間內(nèi)的頻率信號的周期數(shù)量通常不會是整數(shù)值，因此，此種方式容易在閘門時間的開始與結(jié)束處造成誤差，例如少計數(shù)半個周期數(shù)或多計數(shù)半個周期數(shù)等。基于此，一般在進(jìn)行頻率量測時，會將閘門時間盡量拉長以涵蓋較多的周期數(shù)，由此將誤差降低，但這樣的方式卻會大幅增加測試的時間，若量測周期數(shù)少，解析度也因閘門時間的短暫而降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于可提高頻率量測的速度及量測的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的另一目的在于可提供全自動程式控制之頻率校正方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的再一目的在于可使電子設(shè)備本身即具有自我校正功能。為達(dá)上述目的及其他目的，本發(fā)明提出一種頻率校正方法，其用于校正一設(shè)備的頻率產(chǎn)生單元基于一預(yù)定頻率值的下所產(chǎn)生的一頻率信號，該方法包含提供一參考信號；基于該參考信號產(chǎn)生具相同頻率的多個相位移信號，該等相位移信號間間隔一固定相位；設(shè)定一時脈遮罩，其起始于該頻率信號的一第一觸發(fā)狀態(tài)，終止于該頻率信號的另一個第一觸發(fā)狀態(tài)；在該時脈遮罩的起始時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)，計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Ndl ;在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)，基于該第一觸發(fā)狀態(tài)，計數(shù)該參考信號發(fā)生的周期次數(shù)Nb ;在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)，基于該第一觸發(fā)狀態(tài)，計數(shù)該頻率信號發(fā)生的周期次數(shù)Ni ;在該時脈遮罩的終止時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)，計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nd2;及依后式取得該頻率信號的頻率值Fi，F(xiàn)i = {Ni/[Nb + (Nd/M)]} XFb ;及該頻率修正單元基于該預(yù)定頻率值與該頻率信號的頻率值Fi間的差值，調(diào)整該頻率產(chǎn)生單元的輸出，使該頻率產(chǎn)生單元產(chǎn)生的該頻率信號的實(shí)際頻率值與該預(yù)定頻率值相符，其中，F(xiàn)b為該參考信號的頻率，F(xiàn)b > Fi,Nd = (Ndl - Nd2)，M為該等相位移信號的個數(shù)，M蘭2。
為達(dá)上述目的及其他目的，本發(fā)明還提出一種頻率校正系統(tǒng)，其用于校正一設(shè)備的頻率產(chǎn)生單元基于一預(yù)定頻率值的下所產(chǎn)生的一頻率信號，該系統(tǒng)包含一頻率信號輸入端，其連接該頻率產(chǎn)生單元，用于接收該頻率信號；一計數(shù)產(chǎn)生器，其連接該頻率信號輸入端以接收該頻率信號，以及用于產(chǎn)生頻率為Fb的一參考信號，并基于該參考信號產(chǎn)生具相同頻率且彼此互相間隔一固定相位的M個相位移信號，以及用于產(chǎn)生起始于該頻率信號的一第一觸發(fā)狀態(tài)且終止于該頻率信號的另一個第一觸發(fā)狀態(tài)的一時脈遮罩，以及用于在該時脈遮罩的起始時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Ndl，以及用于在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)基于該第一觸發(fā)狀態(tài)計數(shù)該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nb，以及用于在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)基于該第一觸發(fā)狀態(tài)計數(shù)該頻率信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài) 的次數(shù)Ni，以及用于在該時脈遮罩的終止時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nd2，以及用于輸出該等數(shù)值Fb、Μ、Nb、N1、Ndl、及Nd2 ;及一運(yùn)算裝置，其連接該計數(shù)產(chǎn)生器，用于接收該等數(shù)值并依后式進(jìn)行運(yùn)算以取得該頻率信號的頻率值Fi，F(xiàn)i = {Ni/[Nb + (Nd/M)]} XFb ;及一頻率修正單元，其連接該運(yùn)算裝置及該頻率產(chǎn)生單元，用于基于該預(yù)定頻率值與該頻率信號的頻率值Fi間的差值，調(diào)整該頻率產(chǎn)生單元的輸出，使該頻率產(chǎn)生單元產(chǎn)生的該頻率信號的頻率值與該預(yù)定頻率值相符，其中，F(xiàn)b > Fi, Nd =(Ndl — Nd2)，M 芎 2。在一實(shí)施例中，該計數(shù)產(chǎn)生器包含一基頻產(chǎn)生單元，其用于產(chǎn)生一基頻信號；一倍頻單元，其連接該基頻產(chǎn)生單元，用于將該基頻信號倍頻為該參考信號；及一可編程閘陣列，其連接該頻率信號輸入端以接收該頻率信號，以及連接該倍頻單元以接收該參考信號，以及用于產(chǎn)生該等數(shù)值M、Nb、N1、Ndl、及Nd2并輸出該等數(shù)值Fb、M、Nb、N1、Ndl、&Nd2。在一實(shí)施例中，該運(yùn)算裝置為一控制單元及一電腦裝置的二者中的其中之一。在一實(shí)施例中，該第一觸發(fā)狀態(tài)為上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中之一 O在一實(shí)施例中，該第二觸發(fā)狀態(tài)為上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中
之一 O在一實(shí)施例中，該時脈遮罩包含的該頻率信號發(fā)生的周期次數(shù)Ni值為Ni ^ 2。在一實(shí)施例中，所產(chǎn)生的該等相位移信號的個數(shù)為4個或8個。在一實(shí)施例中，該參考信號的頻率Fb可直接被取代為一預(yù)設(shè)值。由此，本發(fā)明的頻率校正方法及系統(tǒng)利用快速且精準(zhǔn)的多相位處理方式消除了量測誤差，并隨著相位移信號的產(chǎn)生數(shù)量倍增量測準(zhǔn)確度，并基于同步性的觸發(fā)來達(dá)到全自動程式控制的目的，以及達(dá)到較小電路占用面積的功效，進(jìn)而不需使用傳統(tǒng)的計頻儀即可利用較小的電路面積達(dá)成頻率校正的目的。


圖1為本發(fā)明在一實(shí)施例中的頻率校正方法中頻率信號實(shí)際頻率值的量測方法的運(yùn)作時序圖。圖2為本發(fā)明在一實(shí)施例中的頻率校正方法的運(yùn)作流程圖。圖3為本發(fā)明在一實(shí)施例中的頻率校正系統(tǒng)的功能方塊圖。
圖中
100，頻率校正系統(tǒng)；
110，頻率信號輸入端；
120，計數(shù)產(chǎn)生器；
121，基頻產(chǎn)生單元；
123，倍頻單元；
125，可編程閘陣列；
130，運(yùn)算裝置;
140，頻率修正單元；
200，頻率產(chǎn)生單元；
Fi,頻率信號及其頻率；
Fb,參考信號及其頻率； mk,時脈遮罩;
Ni,頻率信號的周期次數(shù)；
Nb,參考信號的周期次數(shù)；
Ndl,前端誤差時間區(qū)間內(nèi)的第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)；
Nd2,后端誤差時間區(qū)間內(nèi)的第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)；
SlOl S107,步驟。
具體實(shí)施例方式為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，藉由下述具體的實(shí)施例，并配合所附的圖式，對本發(fā)明做一詳細(xì)說明，說明如后
本發(fā)明的頻率校正方法的具體實(shí)施例中所述的各步驟除特別指明外，其余步驟可相互對調(diào)而并非依所排列的說明次序來定步驟執(zhí)行的先后順序；此外，本發(fā)明的頻率校正系統(tǒng)的具體實(shí)施例中所述的’連接’ 一詞，非限定于直接連接，中間也可連接其他單元。再者，所述的’第一觸發(fā)狀態(tài)’、’第二觸發(fā)狀態(tài)’ 一詞包含上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中之一，第一觸發(fā)狀態(tài)與第二觸發(fā)狀態(tài)并不互斥，即，第一觸發(fā)狀態(tài)與第二觸發(fā)狀態(tài)可同時為上緣觸發(fā)狀態(tài)或同時為下緣觸發(fā)狀態(tài)。首先請參閱圖1，為一實(shí)施例中的頻率校正方法的運(yùn)作時序圖。在此實(shí)施例中以8個相位移信號來作為示例，熟悉該項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)了解的是，只要有2個以上的相位移信號即能消除量測誤差進(jìn)而提升準(zhǔn)確度。在本發(fā)明實(shí)施例中的頻率校正方法用于校正一設(shè)備的頻率產(chǎn)生單元基于一預(yù)定頻率值下所產(chǎn)生的一頻率信號，而頻率信號的量測可包含兩個階段的量測，其可包含以下步驟
如圖1所示，除了所輸入的頻率信號Fi外，量測動作開始前或同步地會先提供一參考信號Fb，以及基于該參考信號產(chǎn)生具相同頻率的多階相位移信號Fb-pfFb-p8，每一階相位移信號Fb-pl Fb-p8間間隔一固定相位。該參考信號Fb用來作為一個基礎(chǔ)的頻率以求取頻率信號的頻率。相位移信號則是從該參考信號Fb來產(chǎn)生的，通?？衫每删幊涕l陣列(FPGA)中的數(shù)位時脈管理器(DCM)來完成信號的相位移。以本實(shí)施例來說，具有8個相位移信號Fb-pfFb-pS，因此可利用兩組的數(shù)位時脈管理器來達(dá)成，其中，一組數(shù)位時脈管理器可將參考信號Fb分解成4個相位移信號。然而熟悉該項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)了解的是，即使僅使用一組的數(shù)位時脈管理器，使用者仍可對其中的4個相位移分解動作進(jìn)行選擇性的關(guān)閉，即，僅使用一組的數(shù)位時脈管理器下仍可將參考信號Fb分解成2個或3個相位移信號，因此，使用者可根據(jù)需求并搭配數(shù)位時脈管理器的運(yùn)用來選擇所需的相位移信號數(shù)量。至于相位移信號間的間隔則是由數(shù)位時脈管理器來將360度的相位等分給各個相位移信號，例如相位移信號的數(shù)量為M個，則間隔相位為 360/ (M — I)。接著是設(shè)定一時脈遮罩mk，其起始于頻率信號Fi的第一觸發(fā)狀態(tài)，終止于頻率信號Fi的另一個第一觸發(fā)狀態(tài)。在本實(shí)施例中的第一觸發(fā)狀態(tài)以上緣觸發(fā)狀態(tài)為示例，即，時脈遮罩mk可同步于頻率信號Fi，而在頻率信號Fi的某一個上緣觸發(fā)狀態(tài)下被同步地觸發(fā)。時脈遮罩mk維持高位準(zhǔn)狀態(tài)直到經(jīng)過預(yù)定周期次數(shù)的頻率信號Fi才停止，S卩，時脈遮罩mk終止于頻率信號Fi的另一個第一觸發(fā)狀態(tài)。以圖1的實(shí)施例來說，時脈遮罩mk終止于頻率信號Fi的第7個第一觸發(fā)狀態(tài)，如此即會經(jīng)過6個頻率信號Fi的周期數(shù)，而得到頻 率信號Fi的周期次數(shù)Ni = 6，即Ni =(頻率信號Fi發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù))一 I。其中，頻率信號Fi的周期次數(shù)Ni需至少為I個，較佳為2個以上。當(dāng)時脈遮罩mk—被初始化時，量測動作隨即展開。請參考圖1，由于參考信號Fb并不一定與頻率信號Fi同步，因此在所量測到的參考信號Fb的周期次數(shù)Nb中，其所經(jīng)過的時間實(shí)際上是與時脈遮罩mk的范圍不符合的，會造成前端誤差及后端誤差，此乃因參考信號Fb與頻率信號Fi不同且計數(shù)的方式通常是直接取上緣觸發(fā)狀態(tài)或下緣觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)來計數(shù)的。據(jù)此，參考信號Fb發(fā)生的周期次數(shù)Nb在該時脈遮罩mk的時間區(qū)間內(nèi)，基于該第一觸發(fā)狀態(tài)所量測得的；而頻率信號Fi發(fā)生的周期次數(shù)Ni在該時脈遮罩mk的時間區(qū)間內(nèi)，基于該第一觸發(fā)狀態(tài)所量測得的。所述的’基于第一觸發(fā)狀態(tài)’指參考信號Fb的周期次數(shù)的計數(shù)基礎(chǔ)會與前端誤差的時間區(qū)間的終點(diǎn)狀態(tài)一致，即，以圖1的示例來說，參考信號Fb的周期次數(shù)的計數(shù)起始點(diǎn)即為從上緣觸發(fā)處開始計數(shù)，而非從下緣觸發(fā)處開始計數(shù)參考信號Fb的周期次數(shù)；反之，若前端誤差的時間區(qū)間改變?yōu)樽詴r脈遮罩mk的起始時序點(diǎn)至參考信號Fb發(fā)生下緣觸發(fā)狀態(tài)(第一觸發(fā)狀態(tài))的時間區(qū)間時，前端誤差的時間區(qū)間的終點(diǎn)狀態(tài)即變成下緣觸發(fā)狀態(tài)，參考信號Fb的周期次數(shù)的計數(shù)起始點(diǎn)即需改變?yōu)閺南戮売|發(fā)處作為計數(shù)基礎(chǔ)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例中即利用該等相位移信號來消除該等前端及后端的誤差，以下將基于信號的時序演進(jìn)來說明前端誤差及后端誤差。在前端誤差中，在時脈遮罩mk的起始時序點(diǎn)至參考信號Fb發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)，計數(shù)該等相位移信號Fb-pf Fb-p8發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)(上緣或下緣觸發(fā)狀態(tài))的次數(shù)Ndl。在后端誤差中，其在時脈遮罩mk的終止時序點(diǎn)至參考信號Fb發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)，計數(shù)該等相位移信號Fb-pfFb-p8發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)(上緣或下緣觸發(fā)狀態(tài))的次數(shù)Nd2。所述的’該等相位移信號Fb-pf Fb_p8發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)’指當(dāng)前端誤差選擇上緣觸發(fā)狀態(tài)作為該第二觸發(fā)狀態(tài)時，在后端誤差就選擇上緣觸發(fā)狀態(tài)作為該第二觸發(fā)狀態(tài)；反之，當(dāng)前端誤差選擇下緣觸發(fā)狀態(tài)作為該第二觸發(fā)狀態(tài)時，在后端誤差就選擇下緣觸發(fā)狀態(tài)作為該第二觸發(fā)狀態(tài)。以圖1的示例來說，選擇上緣觸發(fā)狀態(tài)作為該第二觸發(fā)狀態(tài)，因此，在圖1中的Ndl系為’3’，Nd2為’5’。在后續(xù)的計算中，Ndl的次數(shù)會減去Nd2的次數(shù)以取得實(shí)際上在時脈遮罩mk的范圍內(nèi)所需被校正的周期數(shù)，進(jìn)而消除前端及后端誤差。取得上述的各個數(shù)值后即可進(jìn)行頻率信號Fi的頻率的計算，其系依下式(I)來取得的
Fi = {Ni/[Nb + (Nd/M)]} XFb(I)
其中，Nd為校正值，Nd = (Ndl - Nd2) ；M為該等相位移信號的個數(shù)，M ^ 2,即所產(chǎn)生 的該等相位移信號的個數(shù)至少為2個。接著將說明本發(fā)明實(shí)施例中的方法可提高準(zhǔn)確度的程度。頻率信號Fi基本上的頻率算式由下式(2)來決定
(Ni/Fi) = (Nb/Fb)(2)
式(2)又可改寫為
Fi N (Ni/Nb) XFb(3)
滿足式(3)的條件為參考信號Fb的頻率大于頻率信號Fi的頻率。然而，由前述可知，若不進(jìn)行前端及后端誤差的校正，式(3)取得的頻率信號Fi頻率將不準(zhǔn)確。準(zhǔn)確的算法是要將前端誤差補(bǔ)回來并消去后端誤差，即，經(jīng)過此二階段的頻率量測才可完全符合時脈遮罩mk的范圍。因此，由校正值Nd的運(yùn)算結(jié)果即可得到最后應(yīng)補(bǔ)回或消去多少的數(shù)值，進(jìn)一步地，由式(I)可了解到相位移信號的數(shù)量越多，能提升的準(zhǔn)確度倍數(shù)就越高，即，本發(fā)明實(shí)施例中的方法相較于未進(jìn)行前端誤差及后端誤差校正的方法共至少提升了8倍的準(zhǔn)確度。接著請參閱圖2，一實(shí)施例中的頻率校正方法的運(yùn)作流程圖。請同時參考圖1，其依據(jù)時序運(yùn)作的流程來做說明，首先是(SlOl)提供頻率信號F1、參考信號Fb、及多個相位移信號Fb-pf Fb-p8 ； (S102)接著同步于頻率信號Fi啟動時脈遮罩mk ;接著，(S103)取得前端誤差計數(shù)值Ndl ;接著，(S104)關(guān)閉時脈遮罩mk并取得頻率信號Fi及參考信號Fb的周期數(shù)計數(shù)值Ni及Nb ;接著，(S105)取得后端誤差計數(shù)值Nd2 ;接著，(S106)進(jìn)行式(I)的結(jié)果運(yùn)算取得Fi值；最后，(S107)頻率修正單元基于預(yù)定頻率值與該頻率信號的頻率值Fi間的差值，調(diào)整該頻率產(chǎn)生單元的輸出，使該頻率產(chǎn)生單元產(chǎn)生的該頻率信號的實(shí)際頻率值與該預(yù)定頻率值相符，舉例來說可調(diào)整為相同或調(diào)整至相差在一預(yù)定范圍內(nèi)。接著請參閱圖3，為本發(fā)明在一實(shí)施例中的頻率校正系統(tǒng)的功能方塊圖。該頻率校正系統(tǒng)100包含一頻率信號輸入端110、一計數(shù)產(chǎn)生器120、一運(yùn)算裝置130、及一頻率修正單元140，以用來校正一設(shè)備中的頻率產(chǎn)生單元200基于預(yù)定頻率值下所產(chǎn)生的頻率信號。頻率信號輸入端110連接該頻率產(chǎn)生單元200，用于接收該頻率信號Fi。計數(shù)產(chǎn)生器120連接頻率信號輸入端110以接收該頻率信號Fi，以及計數(shù)產(chǎn)生器120用于產(chǎn)生前述的參考信號Fb、彼此互相間隔一固定相位的M個相位移信號、時脈遮罩mk、該等相位移信號于前端誤差區(qū)間內(nèi)發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Ndl、在該時脈遮罩mk內(nèi)該參考信號Fb發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nb、在該時脈遮罩mk內(nèi)該頻率信號Fi發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)N1、該等相位移信號于后端誤差區(qū)間內(nèi)發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nd2，以及輸出該等數(shù)值Fb、M、Nb、N1、Ndl、及Nd2。在一實(shí)施例中，該計數(shù)產(chǎn)生器120可包含一基頻產(chǎn)生單元121、一倍頻單元123、及一可編程閘陣列125?；l產(chǎn)生單元121用于產(chǎn)生一基頻信號。通常是利用晶體震蕩器來產(chǎn)生較低的基頻，如此可降低成本，再由連接該基頻產(chǎn)生單元121的倍頻單元123來將基頻提升，以作為該參考信號Fb。通常會將基頻提升至大于頻率信號Fi的可能頻率范圍，即，對于不同種類的頻率信號可對應(yīng)不同的參考信號Fb的頻率值，當(dāng)然，越高頻的參考信號Fb能適用的范圍越廣?？删幊涕l陣列125可具有用來作為相位移產(chǎn)生電路的數(shù)位時脈管理器、用來進(jìn)行上或下微分(上緣觸發(fā)或下緣觸發(fā))以計數(shù)Ndl及Nd2的微分電路、用來產(chǎn)·生時脈遮罩mk及對頻率信號Fi與參考信號Fb進(jìn)行計數(shù)的遮罩電路等，據(jù)此，該可編程閘陣列125可用于產(chǎn)生該等數(shù)值M、Nb、N1、Ndl、及Nd2并輸出該等數(shù)值Fb、Μ、Nb、N1、Ndl、及Nd2?？删幊涕l陣列系為習(xí)知元件，本發(fā)明實(shí)施例的量測系統(tǒng)系利用其內(nèi)含的各個邏輯元件來達(dá)成本發(fā)明的目的，并在本發(fā)明實(shí)施例中使用的方法下可使用較少的邏輯元件，而不需選用大面積的可編程閘陣列晶片，進(jìn)而可減少電路占用的面積而縮小產(chǎn)品尺寸。舉例來說，若將運(yùn)算裝置的運(yùn)算功能也納入可編程閘陣列內(nèi)的話將會大幅增加所需的邏輯元件數(shù)量，進(jìn)而增加電路占用面積；是因結(jié)構(gòu)上的設(shè)計所致，可編程閘陣列要達(dá)到相同的運(yùn)算處理就須用邏輯方式來處理，其速度雖快但邏輯元件需求變的龐大；內(nèi)含運(yùn)算結(jié)構(gòu)電路的特殊可編程閘陣列雖可達(dá)低邏輯元件空間的使用及高速的運(yùn)算處理，但其單價過高。運(yùn)算裝置130連接該計數(shù)產(chǎn)生器120，用于接收該等數(shù)值并依前述式(I)進(jìn)行運(yùn)算以取得該頻率信號Fi的頻率值。其中，該運(yùn)算裝置130可為一控制單元(MCU)或一電腦裝置。若為一控制單元，則該控制單元通常會被設(shè)置在與計數(shù)產(chǎn)生器120同一塊的電路板上，使得整個頻率校正系統(tǒng)100被整合在一模組上，還可直接配置于設(shè)備內(nèi)而可達(dá)到自我校正的功能；然而，該運(yùn)算裝置130也可為外部的電腦裝置，量測模組僅提供各個數(shù)據(jù)值，所有的計算由該電腦裝置來處理。頻率修正單元140連接該運(yùn)算裝置130及該頻率產(chǎn)生單元200，用于基于該預(yù)定頻率值與該頻率信號的頻率值Fi間的差值，調(diào)整該頻率產(chǎn)生單元200的輸出，使該頻率產(chǎn)生單元200產(chǎn)生的該頻率信號的頻率值可與該預(yù)定頻率值相符
進(jìn)一步地，為了更加降低誤差，也可對所產(chǎn)生的參考信號Fb進(jìn)行預(yù)先的高精度量測，即，為了避免基頻產(chǎn)生器及倍頻器實(shí)際上產(chǎn)生的頻率與給予的標(biāo)示值(即，基頻產(chǎn)生器及倍頻器的規(guī)格書中所載值)不同而發(fā)生的誤差，可利用解析度高于參考信號Fb頻率的高精密計頻儀來預(yù)先對模組上產(chǎn)生的參考信號Fb進(jìn)行量測，并以此量測值作為一預(yù)設(shè)值直接儲存于運(yùn)算裝置130中。甚至可利用信號產(chǎn)生儀器提供精準(zhǔn)的頻率信號來反推知參考信號的頻率值，進(jìn)而以此推知的頻率值作為該預(yù)設(shè)值而直接儲存于運(yùn)算裝置130中。如此使得每一次的量測中，參考信號Fb的頻率值都會使用該預(yù)設(shè)值，而不會選用基頻產(chǎn)生器及倍頻器于規(guī)格上所標(biāo)示的參數(shù)。綜合上述，本發(fā)明的頻率校正方法及系統(tǒng)利用快速且精準(zhǔn)的多相位處理方式消除了校正過程中對于頻率信號的量測會產(chǎn)生的誤差，并隨著相位移信號的產(chǎn)生數(shù)量倍增量測準(zhǔn)確度，以本發(fā)明之實(shí)施例來說系將誤差縮小的8倍(對應(yīng)8個相位移信號)，并基于同步性的觸發(fā)來達(dá)到全自動程式控制的目的，以及達(dá)到較小電路占用面積的功效。 本發(fā)明在上文中已以較佳實(shí)施例公開，然熟習(xí)本項(xiàng)技術(shù)者應(yīng)理解的是，該實(shí)施例僅用于描繪本發(fā)明，而不應(yīng)解讀為限制本發(fā)明的范圍。應(yīng)注意的是，舉凡與該實(shí)施例等效的變化與置換，均應(yīng)設(shè)為涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種頻率校正方法，其用于校正一設(shè)備的頻率產(chǎn)生單元基于一預(yù)定頻率值下所產(chǎn)生的一頻率信號，其特征在于該方法包含 提供一參考信號； 基于該參考信號產(chǎn)生具相同頻率的多個相位移信號，該等相位移信號間間隔一固定相位； 設(shè)定一時脈遮罩，其起始于該頻率信號的一第一觸發(fā)狀態(tài)，終止于該頻率信號的另一個第一觸發(fā)狀態(tài)； 在該時脈遮罩的起始時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)，計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Ndl ； 在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)，基于該第一觸發(fā)狀態(tài)，計數(shù)該參考信號發(fā)生的周期次數(shù)Nb ； 在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)，基于該第一觸發(fā)狀態(tài)，計數(shù)該頻率信號發(fā)生的周期次數(shù)Ni ； 在該時脈遮罩的終止時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)，計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nd2 ;及依下式取得該頻率信號之頻率值Fi，F(xiàn)i = {Ni/[Nb + (Nd/M)]} XFb ;及 該頻率修正單元基于該預(yù)定頻率值與該頻率信號的頻率值Fi間的差值，調(diào)整該頻率產(chǎn)生單元的輸出，使該頻率產(chǎn)生單元產(chǎn)生的該頻率信號的實(shí)際頻率值與該預(yù)定頻率值相符， 其中，F(xiàn)b為該參考信號的頻率，F(xiàn)b > Fi, Nd = (Ndl - Nd2)，M為該等相位移信號的個數(shù)，M蘭2。
2.如權(quán)利要求1所述頻率校正方法，其特征在于其中該第一觸發(fā)狀態(tài)為上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述頻率校正方法，其特征在于其中該第二觸發(fā)狀態(tài)為上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述頻率校正方法，其特征在于其中，該時脈遮罩包含的該頻率信號發(fā)生的周期次數(shù)Ni值為Ni ^ 2。
5.如權(quán)利要求1所述頻率校正方法，其特征在于其中，所產(chǎn)生的該等相位移信號的個數(shù)為4個或8個。
6.如權(quán)利要求1所述頻率校正方法，其特征在于其中還包含將該參考信號的頻率Fb取代為一預(yù)設(shè)值。
7.如權(quán)利要求1所述頻率校正方法，其特征在于其中該固定相位之值系為360/(M—I)。
8.—種頻率校正系統(tǒng)，其用于校正一設(shè)備的頻率產(chǎn)生單元基于一預(yù)定頻率值下所產(chǎn)生的一頻率信號，其特征在于該系統(tǒng)包含 一頻率信號輸入端，其連接該頻率產(chǎn)生單元，用于接收該頻率信號； 一計數(shù)產(chǎn)生器，其連接該頻率信號輸入端以接收該頻率信號，以及用于產(chǎn)生頻率為Fb的一參考信號，并基于該參考信號產(chǎn)生具相同頻率且彼此互相間隔一固定相位的M個相位移信號，以及用于產(chǎn)生起始于該頻率信號的一第一觸發(fā)狀態(tài)且終止于該頻率信號的另一個第一觸發(fā)狀態(tài)的一時脈遮罩，以及用于在該時脈遮罩之起始時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Ndl，以及用于在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)基于該第一觸發(fā)狀態(tài)計數(shù)該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nb，以及用于在該時脈遮罩的時間區(qū)間內(nèi)基于該第一觸發(fā)狀態(tài)計數(shù)該頻率信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Ni，以及用于在該時脈遮罩終止時序點(diǎn)至該參考信號發(fā)生第一觸發(fā)狀態(tài)的時間區(qū)間內(nèi)計數(shù)該等相位移信號發(fā)生第二觸發(fā)狀態(tài)的次數(shù)Nd2，以及用于輸出該等數(shù)值Fb、Μ、Nb、N1、Ndl、&Nd2 ； 一運(yùn)算裝置，其連接該計數(shù)產(chǎn)生器，用于接收該等數(shù)值并依后式進(jìn)行運(yùn)算以取得該頻率信號的頻率值 Fi，F(xiàn)i = {Ni/[Nb + (Nd/M) ]} XFb ;及 一頻率修正單元，其連接該運(yùn)算裝置及該頻率產(chǎn)生單元，用于基于該預(yù)定頻率值與該頻率信號的頻率值Fi間的差值，調(diào)整該頻率產(chǎn)生單元的輸出，使該頻率產(chǎn)生單元產(chǎn)生的該頻率信號的頻率值與該預(yù)定頻率值相符，其中，F(xiàn)b > Fi, Nd = (Ndl — Nd2)，M 芎 2。
9.如權(quán)利要求8所述的頻率校正系統(tǒng)，其特征在于其中該計數(shù)產(chǎn)生器包含 一基頻產(chǎn)生單元，其用于產(chǎn)生一基頻信號； 一倍頻單元，其連接該基頻產(chǎn)生單元，用于將該基頻信號倍頻為該參考信號；及 一可編程閘陣列，其連接該頻率信號輸入端以接收該頻率信號，以及連接該倍頻單元以接收該參考信號，以及用于產(chǎn)生該等數(shù)值M、Nb、N1、Ndl、及Nd2并輸出該等數(shù)值Fb、M、Nb、N1、Ndl、及 Nd2。
10.如權(quán)利要求9所述的頻率校正系統(tǒng)，其特征在于其中該運(yùn)算裝置用于將該數(shù)值Fb取代為一預(yù)設(shè)值。
11.如權(quán)利要求8所述的頻率校正系統(tǒng)，其特征在于其中該運(yùn)算裝置為一控制單元及一電腦裝置的二者中的其中之一。
12.如權(quán)利要求8所述的頻率校正系統(tǒng)，其特征在于其中該第一觸發(fā)狀態(tài)為上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中之一；該第二觸發(fā)狀態(tài)為上緣觸發(fā)狀態(tài)及下緣觸發(fā)狀態(tài)的二者中的其中之一。
全文摘要
本發(fā)明公開一種頻率校正方法及系統(tǒng)，可校正設(shè)備內(nèi)的頻率產(chǎn)生單元基于預(yù)定頻率值下所產(chǎn)生的頻率信號，其利用參考信號以及與頻率信號同步的時脈遮罩取得頻率信號的時脈的周期數(shù)，基于該周期數(shù)可取得該頻率信號的頻率值，同時利用基于該參考信號而產(chǎn)生的多個相位移信號來修正前述的頻率值，并可隨著相位移信號數(shù)量的增加而將誤差進(jìn)一步地縮小，進(jìn)而可得到準(zhǔn)確的頻率信號的頻率值，進(jìn)而可用來校正頻率產(chǎn)生單元產(chǎn)生的頻率信號。
文檔編號H03L7/06GK103023488SQ201110283469
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者周明宏, 謝青峰 申請人:亞旭電子科技(江蘇)有限公司, 亞旭電腦股份有限公司