[發明專利]頻率估計

在審

• 申請號: 201780091206.1
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN110678760A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 沙瑞特·祖爾;伊加爾·庫什尼爾;吉爾·霍洛維茨;羅騰·巴寧;謝爾蓋·波沙尼斯基
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/10;G01R23/14;H03L7/06
• 代理公司: 11258 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 陳蒙

一種用于估計頻率的頻率估計器，包括：計數器，被配置為對測量時間窗期間的完整時鐘周期的整數數目進行計數；時數轉換器(TDC)，被配置為對測量時間窗期間的時鐘周期分數部分進行測量；以及處理器，被配置為基于所計數的完整時鐘周期的數目以及所測量的時鐘周期分數部分，來確定估計頻率。

背景技術

頻率估計一般基于被同步到已知參考頻率的計數器。計數器對估計頻率在預定測量時間段中的整數周期數目進行計數。計數器的精確度與測量時間段成反比，因此存在校準速度與其精確度之間的平衡。

附圖說明

圖1示出了根據本公開一方面的頻率估計器的示意圖。

圖2示出了針對圖1的頻率估計器的信號時序圖。

圖3示出了針對圖1的頻率估計器的另一信號時序圖。

圖4A示出了包括圖1的頻率估計器100的壓控振蕩器(VCO)的示意圖。

圖4B示出了包括圖1的頻率估計器100的鎖相環(PLL)的示意圖。

圖5示出了根據本公開一方面的頻率估計方法的流程圖。

具體實施方式

本公開涉及被配置為在預定測量時間段期間對估計頻率的完整周期的整數數目進行計數并且對估計頻率的周期部分進行測量，以產生更快、更精確的頻率估計的頻率估計器。

圖1示出了根據本公開一方面的頻率估計器100的示意圖。為了幫助描述頻率估計器100，圖2和圖3分別示出了信號時序圖200和300。

頻率估計器100包括同步器110、計數器120、第一時數轉換器(TDC)130-1、第二TDC130-2、以及處理器140。

如下面詳細說明的，頻率估計器100通過使用計數器對周期的整數數目進行計數并且使用TDC 130測量周期部分，來確定測量時間窗中的估計頻率

同步器110被配置為生成使能同步信號。同步器110接收從參考時鐘得出的使能信號和待估計頻率f_RF，以通過將使能信號的邊緣時刻移位為與待估計頻率f_RF的邊緣時刻相關來生成使能同步信號。參見圖2和圖3。使能信號定義測量時間窗，使能同步信號是使能信號的經同步版本。結果是可能在周期中間觸發的使能信號在周期開始時被觸發。可能出現的任意亞穩態將僅在同步器110中出現。

計數器120被配置為對測量時間窗期間的完整時鐘周期的整數數目K進行計數。計數器120可以使用觸發器或任何其他適當電路元件的布置實現。

時數轉換器(TDC)被配置為對測量時間窗期間的時鐘周期分數部分(a fractionof a clock cycle)進行測量。TDC包括第一TDC 130-1和第二TDC 130-2。第二TDC 130-2的使能輸入端的圓圈是指示下降沿觸發電路(falling edge triggered circuit)的標準符號，盡管本公開不限于這種特定設計。

參考圖2和圖3，TDC 130比較同步器輸入(使能信號)和輸出(同步使能信號)之間的時間差。第一TDC 130-1被配置為測量使能信號的起點與同步使能信號的起點之間的第一時間差ε₁；在這種情況下，“起點”是上升沿(rising edge)。第二TDC 130-2被配置為測量使能信號的終點與同步使能信號的終點之間的第二時間差ε₂；在這種情況下，“終點”是下降沿(falling edge)。第二時間差ε₂與第一時間差ε₁之間的差值表示時鐘周期分數部分。

TDC 130的動態范圍覆蓋使能信號與使能同步信號之間的時間差的一個周期，其包括同步器110中存在的任意延時加上亞穩態。