一种晶振频率的测量方法、装置及系统

文档序号:508559 发布日期:2021-05-28 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种晶振频率的测量方法、装置及系统 (Method, device and system for measuring crystal oscillation frequency ) 是由 滕成旺 陈健 吴继华 林潮兴 付珍峰 刘朝胜 张辉 于 2020-12-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种晶振频率的测量方法、装置及系统。所述方法包括:获取参考源信号和多路被测信号;将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。利用该方法,能够大批量的测量频率信号的晶振频率,且测量精度高,因此,能够有效提升测量效率,降低测量成本。(The invention discloses a method, a device and a system for measuring a crystal oscillation frequency. The method comprises the following steps: acquiring a reference source signal and a plurality of channels of signals to be tested; dividing the frequency of the reference source signal to obtain a plurality of paths of reference source input signals, and synchronously sampling the plurality of paths of signals to be tested and the plurality of paths of reference source input signals to obtain a signal to be tested and a reference rising edge signal; correspondingly combining the multi-channel detected rising edge signals and the multi-channel reference rising edge signals one by one to obtain multi-channel signal pairs; respectively measuring the time difference of the multi-channel signal pairs, and determining the time difference of each signal pair; and determining the frequency of the detected signal in each signal pair according to the time difference. By using the method, the crystal oscillator frequency of the frequency signal can be measured in large batch, and the measurement precision is high, so that the measurement efficiency can be effectively improved, and the measurement cost can be reduced.)

一种晶振频率的测量方法、装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域,尤其涉及一种晶振频率的测量方法、装置及系统。

背景技术

晶体振荡器作为频率源而用于通信装置中。在典型的晶体振荡器中,具有标称谐振频率的石英晶体耦合到产生具有标称输出频率的信号的振荡器电路。

现有技术中,一般采用频率计或采用逻辑器件来实现晶振频率测量,采用频率计测量晶振频率时,每次测量的信号有限,效率低且投入成本高,无法大批量对信号的晶振频率进行测量。采用复杂可编辑逻辑器件的测量方法又很难满足测量的精度。

因此,如何有效提高晶振频率的测量效率和降低测量的成本是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种晶振频率的测量方法、装置及系统,能够有效提升测量效率,降低测量成本。

第一方面,本发明实施例提供了一种晶振频率的测量方法,包括:

获取参考源信号和多路被测信号;

将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;

将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;

对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;

根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。

第二方面,本发明实施例还提供了一种晶振频率的测量装置,包括:

获取模块,用于获取参考源信号和多路被测信号;

采样模块,用于将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;

组合模块,用于将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;

第一确定模块,用于对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;

第二确定模块,用于根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。

第三方面,本发明实施例还提供了一种晶振频率的测量系统,包括:

可编辑逻辑器、多个数字时间转换器以及微控制器;

所述可编辑逻辑器分别与所述多个数字时间转换器和所述微控制器相连,所述多个数字时间转换器与所述微控制器相连;

所述微控制器用于向所述可编辑逻辑器发送控制指令和同步指令;

所述可编辑逻辑器,用于接收多路被测信号以及根据所述控制指令将输入的参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并根据所述同步指令对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;

所述可编辑逻辑器还用于将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对,并将所述多路信号对分别发送至所述多个数字时间转换器;

所述数字时间转换器,用于对接收的信号对进行时间差测量,确定所述信号对的时间差;

所述微控制器,用于根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。

本发明实施例提供了一种晶振频率的测量方法、装置及系统,首先获取参考源信号和多路被测信号;其次将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;然后将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;之后对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;最后根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。利用上述技术方案,能够有效提升测量效率,降低测量成本。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种晶振频率的测量方法的流程示意图;

图2为本发明实施例二提供的一种晶振频率的测量方法的流程示意图;

图3为本发明实施例三提供的一种晶振频率的测量装置的结构示意图;

图4为本发明实施例四提供的一种晶振频率的测量系统的结构示意图;

图5为本发明实施例四提供的一种晶振频率的测量系统的结构示例图;

图6为本发明实施例四提供的晶振频率测量结果示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例,然而应当理解的是,本发明可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例,相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是,本发明的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解,本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行,和/或并行执行。此外,方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要注意,本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意,本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的,而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种晶振频率的测量方法的流程示意图,该方法可适用于对频率信号的晶振频率进行测量的情况,该方法可以由晶振频率的测量装置来执行,其中该装置可由软件和/或硬件实现,并一般集成在晶振频率的测量系统内。

如图1所示,本发明实施例一提供的一种晶振频率的测量方法,包括如下步骤:

S110、获取参考源信号和多路被测信号。

在本实施例中,可以从晶体振荡器获取参考源信号,可以从参考源处获取多路被测信号。

其中,参考源信号可以为标准的铯钟参考信号,可以提供高精度的参考源信号,即参考源信号可以为高精度的频率信号。

其中,从晶体震荡器输出的被测信号可以为多路的频率信号,晶体振荡器可以为恒温晶体振荡器(Oven Controlled Crystal Oscillator,OCXO)和温度补偿型石英晶体谐振器(Temperature Compensate X'tal(crystal)Oscillator,TCXO)。

S120、将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号。

其中,参考源输入信号可以为参考源信号进行分频后得到的频率信号。被测上升沿信号可以理解为从被测信号中采样到的包括一个上升沿的信号。参考上升沿信号可以理解为从参考源输入信号中采样到的包括一个上升沿的信号。

获取参考源信号后可以对所述一路参考源信号进行分频,分频后可以得到多路频率信号,示例性的,参考源信号的频率为10MHZ,则对所述参考源信号进行10M分频,分频后得到的多路参考源输入信号都是频率为1HZ的参考源输入信号。得到多路参考源输入信号后可以对其进行采样,可以获取多个被测上升沿信号。

获取多路被测信号后可以分别对每路被测信号进行分频,相似的,若被测信号标称的频率为20MHZ,则对其进行20M分频,可以得到频率为1HZ的被测输入信号。得到多路被测输入信号后可以对其进行采样,得到多个参考上升沿信号。

需要说明的是,上述对参考源信号和多路被测信号进行分频,可以使得分频后得到的参考源输入信号和被测输入信号具有相同的频率。

S130、将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对。

其中,将一路上升沿信号与一路参考上升沿信号进行组合成一路信号对,按照上述方式可以将多路被测上升沿信号和多路参考上升沿信号组合得到多路信号对。

需要说明的是,任意一路被测上升沿信号可以与任意一路参考上升沿信号进行组合成一路信号对,对此不作具体限制。

S140、对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差。

其中,信号对可以包括被测上升沿信号和参考上升沿信号,获取信号对时即可以获取被测上升沿信号和参考上升沿信号,将获取到被测上升沿信号的时间与获取到参考上升沿信号的时间做差,即可得到信号对的时间差。

可以理解的是,每路信号对都可以通过上述方式确定该路信号对的时间差。

S150、根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。

其中,得到每路信号对的时间差后,可以根据时间差确定频率偏差,进一步可以根据频率偏差和该路信号对中的参考上升沿信号的频率计算出该路信号对中的被测上升沿信号的频率,所述被测上升沿信号的频率即为被测信号的频率。

本发明实施例一提供的一种晶振频率的测量方法,首先获取参考源信号和多路被测信号;其次将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;然后将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;之后对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;最终根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。上述方法可以同时输入多路被测信号,大批量的对输入信号进行频率的测量,进一步通过引入参考源信号与被测信号组成多路信号对的方式对被测信号的晶振频率进行测量,可以提高测量的精度,因此,能够有效提升测量效率,降低测量成本。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种晶振频率的测量方法的流程示意图,本实施例二在上述各实施例的基础上进行优化。在本实施例中,将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,进一步具体化为:将所述参考源信号分频为多路具有相同频率的参考源输入信号。

进一步地,本实施例还将对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号,进一步优化为:获取同步指令后,同步采样所述多路被测信号在预设采样时长内的被测上升沿信号及所述多路参考源信号在所述预设采样时长内的参考上升沿信号。

在上述优化的基础上,将对所述多路信号对进行时间差测量,确定每路信号对的时间差,具体优化为:对于每路信号对,确定所述被测上升沿信号的第一起始时间以及所述参考上升沿信号的第二起始时间;将所述第一起始时间与所述第二起始时间的差值作为所述信号对的时间差。

进一步的,在上述优化的基础上,将根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率,具体优化为:根据所述信号对的时间差和所述预设采样时长确定所述信号对的频率偏差;根据所述信号对的频率偏差和所述参考源信号的频率,确定所述信号对中所述被测信号的频率。

本实施例尚未详尽的内容请参考实施例一。

如图2所示,本发明实施例二提供的一种晶振频率的测量方法,具体包括如下步骤:

S210、获取参考源信号和多路被测信号。

S220、将所述参考源信号分频为多路具有相同频率的参考源输入信号,将所述多路被测信号进行分频得到多路被测输入信号,获取同步指令后,同步采样所述多路被测信号在预设采样时长内的被测上升沿信号及所述多路参考源信号在所述预设采样时长内的参考上升沿信号。

其中,接收到同步指令后,可以同步对多路被测信号和多路参考源信号进行采样,采样的具体方式可以为,将被测信号在预设的采样时长内出现的上升沿信号采样出来得到被测上升沿信号;将参考源信号在预设的采样时长内出现的上升沿信号采样出来得到参考上升沿信号。

预设采样时长可以为预先设置的采样时间,示例性的,预设采样时长可以为1s。预设采样时长可以决定采样效率,为了得到更高的采样效率,可以将采样时长设置为更小值,示例性的,可以设置为10ms和100ms等。

S230、将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对。

S240、对于每路信号对,确定所述被测上升沿信号的第一起始时间以及所述参考上升沿信号的第二起始时间。

其中,第一起始时间可以为接收到所述被测上升沿信号的时间,第二起始时间可以为接收到所述参考上升沿信号的时间。

S250、将所述第一起始时间与所述第二起始时间的差值作为所述信号对的时间差。

其中,获取到第一起始时间与第二起始时间后,可以将上述两个起始时间做差,得到的差值可以作为信号对的时间差。

需要说明的是,每路信号对都可以通过上述方式计算时间差。

S260、根据所述信号对的时间差和所述预设采样时长确定所述信号对的频率偏差。

其中,计算所述预设采样时长与所述信号对的时间差的乘积,得到的计算结果即为所述信号对的频率偏差。

S270、根据所述信号对的频率偏差和所述参考源信号的频率,确定所述信号对中所述被测信号的频率。

其中,所述信号对中参考上升沿信号的频率即为与其对应的参考源信号的频率。所述信号对中被测上升沿信号的频率即为与其对应的被测信号的频率。

计算所述信号对的频率偏差与所述信号对中参考上升沿信号的频率之和,得到的计算结果可以为所述信号对中被测信号的频率。其中,参考源信号的频率是已知的。

本发明实施例二提供的一种晶振频率的测量方法,能够利用参考源信号计算得到被测信号的晶振频率,利用上述方法,可以对晶体振荡器进行高精度的测量,有效提高测试精度。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种晶振频率的测量装置的结构示意图,该装置可适用于对频率信号的晶振频率进行测量的情况,其中该装置可由软件和/或硬件实现,并一般集成在晶振频率的测量系统内。

如图3所示,该装置包括:

获取模块310,用于获取参考源信号和多路被测信号;

采样模块320,用于将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;

组合模块330,用于将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;

第一确定模块340,用于对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;

第二确定模块350,用于根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。

在本实施例中,该装置首先通过获取模块获取参考源信号和多路被测信号;其次通过采样模块将所述参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,并对所述多路被测信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;然后通过组合模块将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对;之后通过第一确定模块对所述多路信号对分别进行时间差测量,确定每路信号对的时间差;最后通过第二确定模块根据所述时间差确定每路信号对中所述被测信号的频率。

本实施例提供了一种晶振频率的测量装置,能够同时输入多路被测信号,大批量的对输入信号进行频率的测量,进一步通过引入参考源信号与被测信号组成多路信号对的方式对被测信号的晶振频率进行测量,可以提高测量的精度,因此,能够有效提升测量效率,降低测量成本。

进一步的,采样模块320还用于:将所述参考源信号分频为多路具有相同频率的参考源输入信号。

在上述优化的基础上,采样模块320具体用于:获取同步指令后,同步采样所述多路被测信号在预设采样时长内的被测上升沿信号及所述多路参考源信号在所述预设采样时长内的参考上升沿信号。

基于上述技术方案,第一确定模块340具体用于:对于每路信号对,确定所述被测上升沿信号的第一起始时间以及所述参考上升沿信号的第二起始时间;将所述第一起始时间与所述第二起始时间的差值作为所述信号对的时间差。

进一步的,第二确定模块350具体用于:根据所述信号对的时间差和所述预设采样时长确定所述信号对的频率偏差;根据所述信号对的频率偏差和所述参考源信号的频率,确定所述信号对中所述被测信号的频率。

上述晶振频率的测量装置可执行本发明任意实施例所提供的晶振频率的测量方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种晶振频率的测量系统的结构示意图,该系统可适用于对频率信号的晶振频率进行测量的情况,其中,该系统可由软件和/或硬件实现。

如图4所示,该系统包括:可编辑逻辑器410、多个数字时间转换器420以及微控制器430;可编辑逻辑器410分别与多个数字时间转换器420和微控制器430相连,多个数字时间转换器420与微控制器430相连;微控制器430用于向可编辑逻辑器410发送控制指令和同步指令;可编辑逻辑器410,用于接收多路被测信号以及根据所述控制指令将输入的参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,将所述多路被测信号进行分频得到多路被测输入信号,并根据所述同步指令对所述多路被测输入信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号;可编辑逻辑器410还用于将所述多路被测上升沿信号和所述多路参考上升沿信号一一对应组合得到多路信号对,并将所述多路信号对分别发送至所述多个数字时间转换器;数字时间转换器420,用于对接收的信号对进行时间差测量,确定所述信号对的时间差;微控制器430,用于根据所述时间差和所述参考源信号的频率确定每路信号对中所述被测信号的频率。

其中,可编辑逻辑器410可以为一种复杂可编辑逻辑器(Complex Programminglogic device,CPLD)。

可编辑逻辑器410可以通过与微控制器430相连,用于接收微控制器430发出的控制指令和同步指令,接收到所述控制指令后,可编辑逻辑器410可以将输入的参考源信号和输入的多路被测信号进行分频后得到多路参考源输入信号和多路被测输入信号。当可编辑逻辑器410结束到所述同步指令后,可以将多路参考源输入信号和多路被测输入信号进行同步采样得到被测上升沿信号和参考上升沿信号。

可编辑逻辑器410可以通过与多个数字时间转换器420相连,用于将多路信号对发送至多个数字时间转换器。其中,一路信号对发送至一个数字时间转换器。

数字时间转换器420为一种数据控件,数字时间转换器420可以通过与可编辑逻辑器410相连,用于接收信号对,并根据接收到信号对中被测上升沿信号和参考上升沿信号的时间,进行时间差测量,并将时间差保存在数字时间转换器420内部的寄存器内。其中,一个数字时间转换器420测量一路信号对的时间差。

数字时间转换器420还可以通过与微控制器430相连,用于将计算得到的时间差发送至微控制器430。

微控制器430可以为一种微型计算机(Microcontroller Unit,MCU),微控制器430可以通过与可编辑逻辑器410相连,将所述控制指令和同步指令发送至可编辑逻辑器410。微控制器430可以通过与多个数字时间转换器420相连,获取多路信号对的时间差和参考源信号的频率,并根据时间差和参考源信号的频率计算出被测信号的频率。

进一步的,所述频率的测量系统,还包括:参考信号源,所述参考信号源用于向所述可编辑逻辑器提供参考源信号。

其中,参考信号源可以为铯钟参考源。

进一步的,所述频率的测量系统,还包括:多个晶体振荡器,用于产生多路被测信号,并将多路信号发送至所述可编辑逻辑器。

其中,晶体振荡器可以为OCXO或TCXO。

本发明实施例三所述的晶振频率的测量系统,首先通过微控制器发送控制指令和同步指令,其次可编辑逻辑器接收多路被测信号以及根据所述控制指令将输入的参考源信号进行分频得到多路参考源输入信号,将所述多路被测信号进行分频得到多路被测输入信号,然后可编辑逻辑器根据同步指令对所述多路被测输入信号和所述多路参考源输入信号进行同步采样,并将采样后的信号组合成多路信号对,之后多个数字时间转换器根据信号对计算时间差,最后微控制器获取时间差和参考源信号的频率计算被测信号的频率。通过上述系统,能够大批量的测量频率信号的晶振频率,且测量精度高,因此,能够有效提升测量效率,降低测量成本。

图5为本发明实施例四提供的一种晶振频率的测量系统的结构示例图。如图5所示,该系统包括CPLD即可编辑逻辑器、多个TDC即数字时间转换器以及MCU即微控制器。

其中,MCU还可以与电脑相连,用于将计算出的每路信号对中的被测信号的频率输出至电脑,电脑完成数据分析并绘制图表。

图6为本发明实施例四提供的晶振频率测量结果示意图,根据图6可知,输入的被测信号为10MHZ的OCXO频率信号,得到的是多路OCXO被测信号的一组频率偏差数据。其中,纵坐标为被测信号每一秒的频率偏移情况,横坐标为测量的时间。通过测试可知,该被测信号晶振频率偏差的最大值为-1.3e-10。因此,通过该晶振频率测量系统测量的精度可以达到e-11量级。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

15页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种谐波检测系统

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!