FR3113950A1 - Mesure de fréquence - Google Patents

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FR3113950A1
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Josep Segura Puchades
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage

Abstract

Mesure de fréquence La présente description concerne un procédé de mesure d'une fréquence d'un premier signal (sig-in) binaire périodique, comprenant les étapes suivantes : mesurer, par un premier circuit, un premier nombre (N1) de périodes d'un deuxième signal (clk) binaire périodique entre un début (t10) d'une durée de mesure (T0) et un début (t11) d'une première période du premier signal ; mesurer, par un deuxième circuit, un deuxième nombre (Nin) de périodes du premier signal pendant la durée de mesure; et mesurer, par le premier circuit, un troisième nombre (N2) de périodes du deuxième signal entre un début (t13) d'une dernière période du premier signal et une fin (t14) de la durée de mesure; et déterminer, par un circuit de traitement, une valeur mesurée de la fréquence du premier signal à partir au moins des premier, deuxième et troisième nombres mesurés pendant ladite durée de mesure. Figure pour l'abrégé : Fig. 4

Description

Mesure de fréquence
La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques, et plus particulièrement un procédé et un circuit ou dispositif de mesure d'une fréquence d'un signal.
On connait des circuits ou dispositifs électroniques dans lesquels on désire connaître la fréquence d'un signal binaire périodique, c’est-à-dire un signal périodique pouvant prendre deux états haut et bas.
La représente des chronogrammes illustrant un exemple d'un procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique sig-in.
Pour connaitre la fréquence du signal sig-in, on compte le nombre Nin de périodes ou de cycles du signal sig-in pendant une durée de mesure T0 prédéterminée. Le ratio entre le nombre Nin et la durée T0 donne alors une valeur mesurée de la fréquence Fin du signal sig-in.
Comme cela est représenté en , à un instant t0 de début de la durée T0, un compteur (non représenté) du nombre Nin est initialisé, par exemple à 0. Puis, pendant la durée T0, à chaque début de période du signal sig-in, par exemple ici à chaque front montant du signal sig-in, le compteur est incrémenté d'une unité. En , Nin est donc incrémenté aux instants successifs t1, t2, t3, t4 et t5, postérieurs à l'instant t0. La durée T0 de mesure prend fin à un instant t6 postérieur à l'instant t5. La valeur mesurée de la fréquence Fin du signal sig-in est alors égale à Nin/T0.
Toutefois, comme le signal sig-in, et en particulier sa fréquence Fin, ne sont pas connus, la durée T0 n'est pas égale, sauf par hasard, à un nombre entier de périodes du signal sig-in. Il en résulte donc une erreur sur la valeur mesurée de la fréquence Fin. Plus exactement, l'erreur de mesure, exprimée en pourcents de la période du signal sig-in, est alors égale à 1 plus ou moins Tin/T0, avec Tin la période exacte du signal sig-in. L'erreur dépend donc de la durée T0 et de la fréquence Fin du signal sig-in, et, plus exactement, diminue quand la durée T0 augmente et/ou que la fréquence Fin du signal sig-in augmente.
Pour limiter l'erreur de mesure sur la fréquence Fin du signal sig-in, il a été proposé, par exemple dans l'article "Design of Equal Precision Frequency Meter Based on FPGA", Yi-Yuan et. al, 2012, Engineering, ou dans l'article "Mobile Universal Device for Monitoring Frequency of Electrical Signal", A.V. Batalin & A. Ershov, 2018, de générer, à partir de la durée de mesure T0, une durée de mesure T synchronisée avec le signal sig-in.
Ce procédé est illustré par la , qui correspond à la de l'article "Design of Equal Precision Frequency Meter Based on FPGA", dans laquelle les signaux "Standard signal fs" (signal standard fs), "Measured signal fx" (signal mesuré fx), "Pre-gate T0" (signal T0 avant la porte de synchronisation), "Sync gate T" (signal T après la porte de synchronisation), "Count value Nx" (Valeur comptée Nx) et "Count value Ns" (valeur comptée Ns) ont été renommés respectivement clk, sig-in, T0, T, Count value Nin (valeur comptée Nin) et Count value Nclk (valeur comptée Nclk).
Comme cela est représenté en , la durée T de mesure de la fréquence Fin du signal sig-in débute en même temps que la première période du signal sig-in suivant le début de la durée de mesure T0. De manière similaire, la durée T prend fin en même temps que la dernière période du signal sig-in ayant débuté pendant la durée T0, cette période se terminant après la fin de la durée T0.
Cela permet que la durée T soit égale à un nombre Nin entier de périodes du signal sig-in. Toutefois, contrairement à la durée prédéterminée T0, la durée T n'est pas connue. Il est donc nécessaire de disposer d'un signal clk à une fréquence plus élevée que celle du signal sig-in, et d'un compteur configuré pour compter le nombre Nclk de périodes du signal clk pendant la durée T. Ainsi, il est possible d'obtenir une valeur mesurée de la durée T, égale à Nclk*Tclk, avec Nclk le nombre de périodes du signal clk compté pendant la durée T, et Tclk la période connue du signal clk.
L'erreur sur la valeur mesurée de la fréquence Fin du signal sig-in résulte alors de l'erreur sur la valeur mesurée de la durée T, cette dernière étant d'au plus une période Tclk du signal clk. L'erreur de mesure, exprimée en pourcents de la période du signal sig-in, sur la valeur mesurée de la période du signal sig-in est alors égale à Tclk/T.
Le procédé proposé dans les articles susmentionnés et décrit en relation avec la permet donc de réduire l'erreur sur la valeur mesurée de la fréquence Fin du signal sig-in, par rapport au procédé décrit en relation avec la .
Toutefois, dans ce procédé, la durée T, c’est-à-dire le début et la fin de la durée T, sont synchronisées avec, ou sur, le signal sig-in. Or, on connait des applications dans lesquelles la durée de mesure T0 ne peut pas être décalée, et où il n'est donc pas possible de mettre en œuvre le procédé de la . C'est par exemple le cas des applications comprenant un système électronique à plusieurs canaux ou sorties parallèles fournissant chacun un signal sig-in différent, où on mesure pour chaque canal et avec un dispositif de mesure différent pour chaque canal, la fréquence du signal sig-in fournit par ce canal, par exemple sans interruption entre deux mesures successives sur chaque canal. Un exemple préféré d'une telle application est un capteur d'images où chaque pixel d'une matrice de pixels du capteur fournit un signal périodique correspondant, après une éventuelle mise en forme, à un signal sig-in binaire périodique dont on souhaite déterminer la fréquence Fin. La lecture d'un pixel consiste alors à déterminer la fréquence Fin du signal sig-in fourni par le pixel. Dans un tel capteur, on prévoit un dispositif de mesure de la fréquence par colonne de pixels de la matrice, chaque colonne constituant alors un canal, de sorte que, lorsqu'une ligne est sélectionnée, tous les pixels de la ligne sont lus simultanément par les dispositifs de mesure. Lorsque les lignes de la matrice de pixels sont lues de manière séquentielle, c’est-à-dire lorsque le capteur est du type "rolling shutter" (obturation roulante), la durée T0 pour lire les pixels d'une ligne est identique pour toutes les lignes de la matrice, et pour les pixels d'une ligne, et ne peut donc pas être décalée. Cela n'est donc pas compatible avec le procédé décrit en relation avec la dans lequel la durée T dépend en partie de la fréquence du signal sig-in.
Il existe un besoin de pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs et des procédés connus de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique.
Par exemple, il existe un besoin d'un dispositif et d'un procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique qui permettent d'obtenir une valeur mesurée de fréquence qui soit plus précise qu'avec le procédé décrit en relation avec la , et qui ne nécessite pas de resynchronisation de la durée de mesure avec le signal dont on souhaite connaitre la fréquence.
Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs connus de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique.
Par exemple, un mode de réalisation prévoit un dispositif de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique qui permet d'obtenir une valeur mesurée de fréquence plus précise qu'avec le procédé décrit en relation avec la , sans recourir à une resynchronisation de la durée de mesure avec ce signal binaire périodique.
Un autre mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des procédés connus de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique.
Par exemple, un mode de réalisation prévoit un procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique qui permet d'obtenir une valeur mesurée de fréquence plus précise qu'avec le procédé décrit en relation avec la , sans recourir à une resynchronisation de la durée de mesure avec ce signal binaire périodique.
Un mode de réalisation prévoit un procédé de mesure d'une fréquence d'un premier signal binaire périodique, par exemple sous la forme d'un train d'impulsion, comprenant les étapes suivantes :
mesurer, par un premier circuit, un premier nombre de périodes d'un deuxième signal binaire périodique entre un début d'une durée de mesure et un début d'une première période du premier signal ;
mesurer, par un deuxième circuit, un deuxième nombre de périodes du premier signal pendant la durée de mesure ;
mesurer, par le premier circuit, un troisième nombre de périodes du deuxième signal entre un début d'une dernière période du premier signal et une fin de la durée de mesure ; et
déterminer, par un circuit de traitement, une valeur mesurée de la fréquence du premier signal à partir au moins des premier, deuxième et troisième nombres mesurés pendant ladite durée de mesure.
Selon un mode de réalisation, la durée de mesure est synchronisée sur le deuxième signal et est égale à un quatrième nombre prédéterminé de périodes du deuxième signal.
Selon un mode de réalisation, la détermination de la valeur mesurée de ladite fréquence comprend une étape de calcul, par le circuit de traitement, de l'équation suivante :
Fin-meas=((Nin-1)*Fclk)/(Nclk-(N1+N2)), avec Fin-meas la valeur mesurée de la fréquence du premier signal, Nin le deuxième nombre mesuré, Fclk une fréquence du deuxième signal, Nclk le quatrième nombre prédéterminé, N1 le premier nombre mesuré et N2 le troisième nombre mesuré.
Selon un mode de réalisation, la mesure du premier nombre par le premier circuit comprend :
initialiser un compteur du premier circuit au début de la durée de mesure ; et
incrémenter le compteur à chaque début de période du deuxième signal entre le début de la durée de mesure et le début de la première période du premier signal, une valeur du compteur au début de la première période du premier signal déterminant le premier nombre.
Selon un mode de réalisation, la mesure du troisième nombre par le premier circuit comprend :
initialiser un compteur au début de la dernière période du premier signal, de préférence au début de chaque période du premier signal, pendant la durée de mesure ;
incrémenter le compteur à chaque début de période du deuxième signal jusqu'à la fin de la durée de mesure, une valeur du compteur à la fin de la durée de mesure déterminant le troisième nombre.
Selon un mode de réalisation, un même compteur est utilisé pour mesurer le premier nombre et pour mesurer le troisième nombre.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend :
une mémorisation, par le premier circuit, de la valeur du compteur au début de la première période du premier signal ; et
une mémorisation, par le premier circuit, de la valeur du compteur à la fin de la durée de mesure.
Selon un mode de réalisation, pendant la durée de mesure et au début de la dernière période du premier signal, de préférence au début de chaque période du premier signal, le compteur est initialisé avec le premier nombre.
Un autre mode de réalisation prévoit un dispositif de mesure d'une fréquence d'un premier signal binaire périodique comprenant :
un premier circuit configuré pour mesurer un premier nombre de périodes d'un deuxième signal binaire périodique entre un début d'une durée de mesure et un début d'une première période du premier signal, et pour mesurer un troisième nombre de périodes du deuxième signal entre un début d'une dernière période du premier signal et une fin de la durée de mesure ;
un deuxième circuit configurer pour mesurer un deuxième nombre de périodes du premier signal pendant la durée de mesure ; et
un circuit de traitement configuré pour déterminer une valeur mesurée de la fréquence du premier signal à partir au moins des premier, deuxième et troisième nombres mesurés pendant ladite durée de mesure, le dispositif étant, de préférence, configuré pour mettre en œuvre le procédé ci-dessus.
Selon un mode de réalisation :
la durée de mesure est synchronisée sur le deuxième signal et est égale à un quatrième nombre prédéterminé de périodes du deuxième signal ; et
le circuit de traitement est configuré pour calculer l'équation suivante :
Fin-meas=((Nin-1)*Fclk)/(Nclk-(N1+N2)), avec Fin-meas la valeur mesurée de la fréquence du premier signal, Nin le deuxième nombre mesuré, Fclk une fréquence du deuxième signal, Nclk le quatrième nombre prédéterminé, N1 le premier nombre mesuré et N2 le troisième nombre mesuré.
Selon un mode de réalisation, le premier circuit comprend un compteur, le premier circuit étant configuré pour initialiser le compteur au début de la durée de mesure et pour incrémenter le compteur à chaque début de période du deuxième signal jusqu'au début de la première période du premier signal, une valeur du compteur au début de la première période du premier signal déterminant le premier nombre.
Selon un mode de réalisation, le premier circuit comprend un compteur, le premier circuit étant configuré pour initialiser le compteur au début de la dernière période du premier signal, de préférence au début de chaque période du premier signal, pendant la durée de mesure, et pour incrémenter le compteur à chaque début de période du deuxième signal jusqu'à la fin de la durée de mesure, une valeur du compteur à la fin de la durée de mesure déterminant le troisième nombre.
Selon un mode de réalisation, le premier circuit comprend un unique compteur pour mesurer les premier et troisième nombres, le premier circuit comprenant en outre un élément de mémorisation configuré pour mémoriser la valeur du compteur au début de la première période du premier signal et un élément de mémorisation configuré pour mémoriser la valeur du compteur à la fin de la durée de mesure.
Selon un mode de réalisation, au début de chaque période du premier signal pendant la durée de mesure, le premier circuit est configuré pour initialiser le compteur avec le premier nombre.
Selon un mode de réalisation, dans le dispositif ci-dessus ou dans le procédé ci-dessus, la durée de mesure est choisie supérieure ou égale à deux fois une période maximale possible du premier signal, et/ou aucune synchronisation n'est mise en oeuvre entre le premier signal et la durée de mesure.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la , décrite précédemment, illustre par des chronogrammes, un exemple de procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique ;
la , décrite précédemment, illustre par des chronogrammes, un autre exemple de procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique ;
la est un organigramme illustrant un mode de réalisation d'un procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique ;
la illustre, par des chronogrammes, un exemple de mise en œuvre du procédé de la ;
la illustre, par des courbes, l'évolution de l'erreur sur la valeur mesurée de la fréquence d'un signal binaire périodique pour un exemple de mise en œuvre du procédé de la ;
la représente un mode de réalisation d'un dispositif de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique, le dispositif mettant en œuvre le procédé de la ; et
la représente une variante de réalisation du dispositif de la .
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les circuits électroniques, les applications et les systèmes électroniques usuels dans lesquels un dispositif et/ou un procédé de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique sont mis en œuvre n'ont pas été décrits, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec ces circuits, applications et systèmes usuels. Notamment, bien que l'on décrive ci-après des modes de réalisation d'un procédé et de dispositifs de mesure de la fréquence d'un signal binaire périodique, ce procédé et ces dispositifs peuvent être utilisés pour déterminer la fréquence d'un signal périodique analogique, en prévoyant de convertir, ou mettre en forme, le signal analogique en un signal binaire correspondant, par exemple en comparant le signal analogique avec sa composante continue, cette conversion étant à la portée de la personne du métier.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
L'inventeur propose ici d'améliorer la précision de mesure d'un signal binaire périodique sig-in en comptant un nombre N1 de périodes d'un signal binaire périodique clk entre le début de la durée de mesure T0 et le début de la première période du signal sig-in pendant la durée T0, en comptant le nombre Nin de périodes entières du signal sig-in pendant la durée T0, en comptant un nombre N2 de périodes du signal clk entre le début de la dernière période du signal sig-in pendant la durée T0 et la fin de la durée T0, et en déterminant une valeur mesurée Fin-meas de la fréquence Fin du signal sig-in à partir des trois nombres N1, Nin et N2. La fréquence du signal clk est choisie plus élevée strictement, par exemple au moins 5 fois plus élevée, de préférence au moins 10 fois plus élevée, et encore plus préférentiellement au moins 100 fois plus élevée que la fréquence maximale que le signal sig-in peut prendre, cette fréquence maximale étant connue.
Les figures 3 et 4 illustrent un mode de réalisation d'un tel procédé de mesure de la fréquence du signal binaire périodique sig-in. Plus particulièrement, la illustre, par un organigramme, un mode de réalisation de procédé de mesure de la fréquence, la illustrant, par des chronogrammes, un exemple de mise en œuvre de ce procédé.
Le procédé débute à une étape 300 (bloc "START", ), lorsque débute la durée T0 (instant t10, ). Le début (instant t10, ) et la fin (instant t14, ) de la durée T0 sont synchronisés avec le signal clk, et plus particulièrement avec les débuts des périodes du signal clk, c’est-à-dire les fronts montants du signal clk dans cet exemple. Le durée T0 est donc égale à un nombre entier Nclk de périodes du signal clk, le nombre Nclk étant connu et prédéterminé.
De préférence, au début de la durée T0, un compteur configuré pour compter le nombre N1 de cycles du signal clk entre le début de la durée T0 et le début de la première période du signal sig-in pendant la durée T0 (instant t11, ) est initialisé, par exemple à 0. Dit autrement, ce compteur est configuré pour compter le nombre de cycles du signal clk entre le début de la durée T0 et le début de la première période du signal sig-in après le début de la durée T0, cette première période du signal sig-in ayant lieu pendant la durée de mesure T0.
De préférence, au début de la durée T0, un autre compteur configuré pour compter le nombre Nin de périodes du signal sig-in pendant la durée T0 est initialisé, par exemple à 0.
A une étape 302 suivante ( ), on compte le nombre N1 de périodes du signal clk entre le début de la durée T0 (instant t10, ) et le début de la première période du signal sig-in pendant la durée T0 (instant t11, ). L'étape 302 se termine à l'instant t11. Ainsi, entre les instants t10 et t11 ( ), le nombre N1 est incrémenté à chaque début de période du signal clk, dans cet exemple à chaque front montant du signal clk, c’est-à-dire aux instants successifs respectivement t101, t102, t103 et t104 ( ).
A titre d'exemple, l'étape 302 est mise en œuvre par un premier circuit comprenant, de préférence, le compteur configuré pour compter le nombre N1.
De préférence, à la fin de l'étape 302, le nombre N1 est mémorisé par le premier circuit, par exemple dans un registre du premier circuit, par exemple un registre mis en œuvre avec des verrous ("latch" en anglais) ou avec des bascules ("flip-flop" en anglais).
Selon un mode de réalisation, l'étape 302 comprend une étape 3021 (bloc "COUNT N1", ) qui consiste à incrémenter le nombre N1 à chaque début de période du signal clk, et une étape 3022 (bloc "sig-in?", ) consistant à vérifier si une période du signal sig-in débute ou non. L'étape 3021 est mise en œuvre tant que le début d'une période du signal sig-in n'est pas détecté (branche N du bloc 3022, ), et l'étape 302 prend fin quand le début d'une période du signal sig-in est détecté (sortie Y du bloc 3022, ).
L'étape 300 ( ) est également suivie d'une étape 304 ( ). L'étape 304 consiste à compter, pendant toute la durée T0, le nombre Nin de cycles du signal sig-in. Dit autrement, l'étape 304 consiste à compter, pendant toute la durée T0, c’est-à-dire entre le début de la durée T0 (instant t11, ) et la fin de la durée T0 (instant t14, ) le nombre de débuts de périodes du signal sig-in. Ainsi, entre les instants t10 et t14 ( ), le nombre Nin est incrémenté à chaque début de période du signal sig-in, dans cet exemple à chaque front montant du signal sig-in, c’est-à-dire aux instants successifs t11, t12 et t13 ( ).
L'étape 304 est par exemple mise en oeuvre par un deuxième circuit comprenant, de préférence, le compteur configuré pour compter le nombre Nin.
Selon un mode de réalisation, l'étape 304 comprend une étape 3041 (bloc "COUNT Nin", ) qui consiste à incrémenter le nombre Nin à chaque début de période du signal sig-in, et une étape 3042 (bloc "T0?", ) consistant à vérifier si la durée T0 est terminée. L'étape 3041 est mise en œuvre tant que la fin de la durée T0 n'est pas détectée (branche Y du bloc 3042, ), et prend fin avec la fin de la durée T0 (sortie N du bloc 3042, ).
L'étape 302 est suivie d'une étape 306 ( ). L'étape 306 consiste à compter le nombre N2 de périodes du signal clk entre le début de la dernière période du signal sig-in pendant la durée T0 (instant t13, ) et la fin de la durée T0. Le début de la dernière période du signal sig-in pendant la durée T0 correspond au début de la dernière période du signal sig-in qui débute pendant la durée T0. Dit autrement début de la dernière période du signal sig-in pendant la durée T0 correspond à la fin de la dernière période complète du signal sig-in ayant lieu pendant la durée T0, c’est-à-dire à la fin de la dernière période du signal sig-in qui se termine pendant la durée T0. Ainsi, entre les instants t13 et t14 ( ), le nombre N2 est incrémenté à chaque début de période du signal clk, à savoir aux instants successifs respectivement t131, t132, t133, t134 et t135 ( ).
L'étape 306 est, par exemple, mise en oeuvre par le premier circuit comprenant, de préférence, le compteur configuré pour compter le nombre N1 qui est réutilisé pour compter le nombre N2. A titre de variante, le premier circuit comprend un compteur supplémentaire configuré pour compter le nombre N2. De préférence, le compteur configuré pour compter le nombre N2 est initialisé à l'instant t13, par exemple à 0.
De préférence, à la fin de l'étape 306, le nombre N2 est mémorisé par le premier circuit, par exemple dans un registre du premier circuit, par exemple un registre mis en œuvre avec des verrous ("latch" en anglais) ou avec des bascules ("flip-flop" en anglais).
Selon un mode de réalisation, l'étape 306 est mise en œuvre en initialisant le nombre N2 à chaque début de période du signal sig-in ayant lieu pendant la durée T0 (instants t11, t12 et t13, ), et en incrémentant le nombre N2 à chaque début de cycle du signal clk ayant lieu pendant la durée T0 et, de préférence, après le début de la première période du signal sig-in suivant le début de la durée T0 (instant t11, ). Ce mode de réalisation est illustré par la où le nombre N2 est incrémenté à chaque début de période du clk ayant lieu entre l'instant t11 (première initialisation du nombre N2) et l'instant t14 (fin de la durée T0). Par exemple, en , le nombre N2 est incrémenté aux instants successifs t111, t112, t113, t114, t115 et t116 compris entre les instants t11 et t12, aux instants successifs t121, t122, t123, t124, t125 et t126 compris entre les instants t12 et t13, et comme cela a déjà été indiqué précédemment, aux instants successifs t131, t132, t133, t134 et t135 compris entre les instants t13 et t14.
Selon un mode de réalisation tel que décrit au paragraphe précédent, l'étape 306 comprend une étape 3061 (bloc "INIT N2", ) d'initialisation du nombre N2, par exemple à 0, une étape 3062 (bloc "COUNT N2", ) consistant à incrémenter le nombre N2 à chaque début de période du signal clk, une étape 3063 (bloc "TO?", ) consistant à vérifier si la durée T0 est terminée ou non, et une étape 3064 (bloc "sig-in?", ) consistant à détecter le début d'une période du signal sig-in. Après l'initialisation du nombre N2 (étape 3061, ) au début de l'étape 306, le nombre N2 est incrémenté à chaque début de cycle du signal clk (étape 3062, ). La vérification que la durée T0 est ou non terminée (étape 3063, ) est mise en œuvre après l'étape 3062. Si la durée T0 est terminée (branche N du bloc 3063), l'étape 306 est terminée. Si la durée T0 n'est pas terminée (branche Y du bloc 3063, ), l'étape 3064 de détection du début d'une période du signal sig-in est mise en œuvre. Si le début d'une période du signal sig-in est détectée (branche Y du bloc 3064, ), l'étape 3061 est mise en œuvre. Sinon (branche N du bloc 3064, ) l'étape 3062 est de nouveau mise en œuvre.
On notera que les étapes 3061, 3062, 3063 et 3064 sont ici représentées comme si elles étaient mises en œuvre les unes à la suite des autres, de manière séquentielle. Toutefois, ces étapes peuvent être mises en œuvre de manière simultanée, ou, dit autrement, en parallèle les unes des autres. Dans ce cas, la détection que la durée T0 est terminée marque la fin de l'étape 306 et des étapes 3061, 3062, 3063 et 3064 qu'elle comprend, et la détection d'un début d'une période du signal sig-in commande une nouvelle mise en œuvre de l'étape 3061.
Les étapes 304 et 306 sont suivies d'une même étape 308 (bloc "GET Fin", ). En pratique, l'étape 308 n'est mise en œuvre qu'une fois que les nombres N1, Nin et N2 pour la durée T0 considérée sont disponibles, c’est-à-dire une fois que l'étape 306 est terminée. L'étape 308 consiste à calculer une valeur mesurée Fin-meas de la fréquence Fin, non seulement à partir du nombre Nin, mais également à partir des nombres N1 et N2. Selon un mode de réalisation, l'étape 308 consiste à calculer une valeur Fin-meas à partir des nombres N1, N2 et N3, de la fréquence Fclk connue du signal clk, et du nombre Nclk connu de périodes du signal clk pendant une durée T0.
L'utilisation des nombres N1 et N2 pour calculer une valeur Fin-meas permet d'améliorer la précision de mesure de la fréquence Fin par rapport au procédé décrit en relation avec la . En effet, le nombre Nin est représentatif du nombre de périodes complètes du signal sig-in ayant eu lieu pendant la durée T0, ce nombre de périodes complètes étant par exemple égal à Nin-1, et les nombres N1 et N2 sont représentatifs d'une fraction de période du signal sig-in ayant eu lieu pendant la durée T0, par exemple en partie au début de la durée T0 (entre les instants t10 et t11, ) et en partie à la fin de la durée T0 (entre les instants t13 et t14, ). Cela permet d'exprimer le nombre de périodes du signal sig-in mesuré pendant la durée T0 sous la forme d'un nombre décimal, c’est-à-dire un nombre comprenant une partie entière et une partie décimale ou fractionnaire, et non plus sous la forme d'un entier uniquement comme c'est le cas dans le procédé décrit en relation avec la , d'où il en résulte une amélioration de la précision de mesure de la fréquence Fin.
A titre d'exemple, l'étape 308 est mise en œuvre par un troisième circuit, ou circuit de traitement.
Selon un mode de réalisation, à l'étape 308, une valeur mesurée Fin-mes de la fréquence Fin est obtenue en calculant, par exemple au moyen du troisième circuit, l'équation Fin-meas=((Nin-1)*Fclk)/(Nclk-(N1+N2)), avec Fclk la fréquence du signal clk, et Nclk le nombre connu de périodes du signal clk pendant la durée T0. On comprend de l'équation précédente que la durée de mesure T0 est choisie supérieure ou égale à deux fois une période maximale possible du signal sig-in, de sorte que le terme Nin-1 ne soit pas nul. L'équation ci-dessus dérive du fait que T0 est égale à Nclk*Tclk, avec Tclk la période du signal clk, et est également égale, avec une erreur maximale égale à Tclk, à (Nin-1)*Fin + (N1+N2)*Tclk.
Dans ce mode de réalisation, l'erreur sur la mesure de la période du signl sig-in, exprimée en pourcents de la période du signal sig-in, est égale à 1/(T0*Fclk – (N1+N2)). Cette erreur est minimale dans les cas où N1+N2 est égal à 0, et est maximale dans les cas où N1+N2 est égal au nombre de cycles du signal clk pendant une période complète du signal sig-in, c’est-à-dire quand N1+N2 est égal à Fclk/Fin. L'erreur maximale sur la mesure de la période du signal sig-in, exprimée en pourcentage de la période du signal sig-in, est donc égale à Tclk/(T0-Tin), avec Tin la période du signal sig-in. En outre, l'erreur minimale sur la mesure de la période du signal sig-in, exprimée en pourcentage de la période du signal sig-in, est constante et égale à Tclk/T0, ce qui correspond à l'erreur que l'on aurait obtenue avec le procédé décrit en relation avec la . Le procédé décrit en relation avec les figures 3 et 4 permet donc une meilleure précision de mesure que le procédé décrit en relation avec la , sans avoir à mettre en œuvre de synchronisation de la durée de mesure avec le signal sig-in contrairement à ce que requiert le procédé décrit en relation avec la .
La illustre, par une courbe 500, l'évolution de l'erreur maximale sur la mesure de la fréquence Fin, exprimée en pourcentage de la fréquence Fin, et, par une courbe 502, l'évolution de l'erreur minimale sur la mesure de la fréquence Fin exprimée en pourcentage de la fréquence Fin, en fonction de la fréquence Fin, en KHz. Dans l'exemple de la , la fréquence Fclk du signal clk est égale à 10 MHz, la durée T0 est égale à 200 µs, et la fréquence Fin varie de 10 KHz à 100 KHz.
Dans cet exemple, comme cela est illustré par la , quelle que soit la fréquence Fin comprise entre 10 KHz et 100 KHz, l'erreur sur la valeur mesurée de la fréquence Fin est toujours inférieure à 0,1 % (courbe 500), et décroit avec l'augmentation de la fréquence Fin.
La représente un mode de réalisation d'un dispositif 600 de mesure de la fréquence Fin du signal binaire périodique sig-in, le dispositif étant configuré pour mettre en œuvre le procédé de la .
En , le dispositif 600 reçoit un signal sig-T0 binaire, à un premier état, par exemple l'état haut, pendant la durée de mesure T0, et à un deuxième état, par exemple l'état bas, hors de la durée de mesure T0.
Le dispositif 600 reçoit également le signal clk.
Le dispositif 600 reçoit en outre le signal sig-in dont on souhaite connaître la fréquence, ou au moins un signal obtenu à partir et ayant la même fréquence que le signal sig-in. Dans l'exemple de la , le dispositif 600 reçoit un signal sig-in-pulse présentant une impulsion au niveau haut à chaque front montant du signal sig-in. Dit autrement, dans l'exemple de la , le dispositif 600 reçoit le signal sig-in et génère, par exemple avec un circuit générateur d'impulsion (non représenté), le signal sig-in-pulse.
Le dispositif 600 comprend un premier circuit 602 configuré pour mesurer les nombres N1 et N2, un deuxième circuit 604 configuré pour mesurer le nombre Nin, et un troisième circuit, ou circuit de traitement, PU configuré pour fournir la valeur mesurée Fin-meas de la fréquence Fin, cette valeur Fin-meas étant disponible sur une sortie du circuit 600.
Dans ce mode de réalisation, le circuit 602 comprend un compteur C1. Une valeur comptée par le compteur C1, c’est-à-dire le contenu du compteur C1, est disponible sur une sortie D-o du compteur C1.
Le circuit 602 est configuré pour initialiser le compteur C1 au début de la durée de mesure T0, c’est-à-dire pour que le compteur C1 soit dans un état initial au début de la durée T0. Le circuit 602 est en outre configuré pour incrémenter le compteur C1 à chaque début de période du clk compris entre le début de la durée T0 et le début de la première période du signal sig-in suivant le début de la période T0. Ainsi, une valeur du compteur C1 au début de cette première période du signal sig-in détermine, par exemple est égale, au nombre N1.
Dans le mode de réalisation de la , le compteur C1 est également utilisé pour compter le nombre N2. Le circuit 602 est alors également configuré pour initialiser le compteur C1 au début de la dernière période du signal sig-in ayant lieu pendant la durée T0, et pour incrémenter le compteur C1 à chaque début de période du signal clk se produisant entre le début de cette dernière période du signal sig-in et la fin de la durée T0. De préférence, le circuit 602 est configuré pour initialiser le compteur C1 à chaque début de période du signal sig-in ayant lieu pendant la durée T0, et pour incrémenter le compteur C1 à chaque début de période du signal clk ayant lieu pendant la durée T0.
Dans l'exemple de la , le circuit 602 est plus exactement configuré pour initialiser le compteur C1 au début de la durée T0 et au début de chaque période du signal sig-in se produisant pendant la durée T0, et pour incrémenter le compteur C1 à chaque début de période du signal clk se produisant pendant la durée T0. A titre d'exemple, le compteur C1 comprend une entrée R de remise à zéro recevant un signal sig2 déterminé à partir des signaux sig-T0 et sig-in, étant entendu que l'on considère ici que le signal sig2 est déterminé à partir des signaux sig-T0 et sig-in si le signal sig2 est déterminé à partir de signaux eux même déterminés à partir des signaux sig-T0 et sig-in. A titre d'exemple, le compteur C1 comprend une entrée C commandant l'incrémentation du compteur C1 et recevant un signal sig3 déterminé à partir des signaux clk et sig-T0, étant entendu que l'on considère ici que le signal sig3 est déterminé à partir des signaux sig-T0 et clk si le signal sig3 est déterminé à partir de signaux eux même déterminés à partir des signaux sig-T0 et clk. Le circuit 602 comprend alors un circuit configuré pour fournir le signal sig2 et un circuit configuré pour fournir le signal sig3.
Par exemple, si l'entrée R du compteur C1 est active sur niveau haut, le signal sig2 est configuré pour présenter une impulsion au niveau haut au début de chaque durée T0, c’est-à-dire à chaque front montant du signal sig-T0 dans cet exemple, et, par exemple, au début de chaque période du signal sig-in pendant la durée T0, c’est-à-dire à chaque front montant du signal sig-in alors que le signal sig-T0 est à l'état haut dans cet exemple. Le signal sig2 correspond alors, par exemple, à la sortie d'une porte OU 606 dont une entrée reçoit un signal init déterminé à partir du signal sig-T0 et présentant une impulsion au niveau haut à chaque front montant du signal sig-T0, et dont une autre entrée reçoit un signal sig1 de sortie d'une porte logique ET 608, les entrées de la porte ET 608 recevant le signal sig-T0 et le signal sig-in-pulse déterminé à partir du signal sig-in et présentant une impulsion au niveau haut à chaque front montant du signal sig-in. Selon un autre exemple (non illustré) dans lequel l'entrée R du compteur C1 est active sur fronts montants, le signal sig2 reste, par exemple, le signal de sortie de la porte OU 606 à la différence que cette porte 606 reçoit les signaux sig-T0 et sig1, et que la porte ET 608 fournissant le signal sig1 reçoit le signaux sig-T0 et sig-in.
Par exemple, si l'entrée C est active sur fronts montants, le signal sig3 est configuré pour présenter un front montant au début de chaque période du signal clk pendant la durée T0, c’est-à-dire à chaque front montant du signal clk alors que le signal sig-T0 est à l'état haut dans cet exemple. A titre d'exemple, le signal sig3 est le signal de sortie d'une porte logique ET 610 dont les entrées reçoivent les signaux clk et sig-T0.
Selon un mode de réalisation, le circuit 602 est en outre configuré pour mémoriser le nombre N1 au début de la première période du signal sig-in suivant le début de la durée T0, par exemple dans un registre REG1 comprenant, par exemple, des verrous ou des bascules, et pour mémoriser le nombre N2 à la fin de la durée T0, par exemple dans un registre REG2 comprenant, par exemple, des verrous ou des bascules. Les nombres N1 et N2 sont alors disponibles en sortie des registres respectivement REG1 et REG2. Dans ce mode de réalisation où le circuit 602 ne comprend qu'un compteur C1, les deux registres REG1 et REG2 sont alors connectés à la sortie D-o du compteur C1.
De préférence, le circuit 602 comprend un circuit configuré pour fournir, au registre REG1, un signal sig4 commandant la mémorisation par le registre REG1, et pour fournir, au registre REG2, un signal sig5 commandant la mémorisation par le registre REG2.
A titre d'exemple, lorsque les registres REG1 et REG2 sont mis en œuvre avec des bascules, par exemple des bascules de type D, actives sur fronts montants d'un signal de synchronisation, le signal de synchronisation sig4 présente un front montant lors du début de la première période du signal sig-in suivant le début de la durée T0, le signal de synchronisation sig5 présentant un front montant à la fin de la durée T0. Le signal sig4 correspond alors, par exemple, à la sortie Q d'une bascule FF de type D ou RS. Par exemple, la sortie Q de la bascule FF est forcée à l'état bas par un niveau haut sur son entrée R qui reçoit par exemple le signal init présentant une impulsion au niveau haut à chaque front montant du signal sig-T0, et la sortie Q de la bascule FF est forcée à l'état haut par un niveau haut sur son entrée S qui reçoit alors le signal sig1 déterminé à partir des signaux sig-T0 et sig-in-pulse comme cela est représenté en . En outre, par exemple, le signal sig5 présente une impulsion au niveau haut à chaque front descendant du signal sig-T0 et est, par exemple, fourni par un circuit 612 recevant le signal sig-T0.
Dans ce mode de réalisation, le circuit 604 comprend un compteur C2 configuré pour compter le nombre Nin. Une valeur comptée par le compteur C2, c’est-à-dire le contenu du compteur C2, est disponible sur une sortie D-o du compteur C2.
Le circuit 604 est configuré pour initialiser le compteur C2 au début de la durée de mesure T0, c’est-à-dire pour que le compteur C2 soit dans un état initial au début de la durée T0. Le circuit 604 est en outre configuré pour incrémenter le compteur C2 à chaque début de période du sig-in ayant lieu pendant la durée T0. Ainsi, une valeur du compteur C2 à la fin de la durée T0 détermine, par exemple est égale, au nombre Nin.
A titre d'exemple, le compteur C2 comprend une entrée R de remise à zéro recevant un signal déterminé à partir du signal sig-T0, étant entendu que l'on considère ici qu'un signal est déterminé à partir du signal sig-T0 si ce signal est déterminé à partir d'un signal lui même déterminé à partir du signal sig-T0. A titre d'exemple, le compteur C2 comprend une entrée C commandant l'incrémentation du compteur C2 et recevant un signal déterminé à partir des signaux sig-in et sig-T0, étant entendu que l'on considère ici qu'un signal est déterminé à partir des signaux sig-T0 et sig-in si ce signal est déterminé à partir de signaux eux même déterminés à partir des signaux sig-T0 et sig-in. Le circuit 604 comprend, par exemple, un ou plusieurs circuits configurés pour fournir les signaux aux entrées R et C du compteur C2.
Par exemple, si l'entrée R du compteur C2 est active sur niveau haut, le signal reçu par l'entrée R du compteur C2 est configuré pour présenter une impulsion au niveau haut au début de chaque durée T0, c’est-à-dire à chaque front montant du signal sig-T0 dans cet exemple. Ainsi, dans cet exemple, l'entrée R du compteur C2 reçoit le signal init présentant une impulsion au niveau haut à chaque front montant du signal sig-T0. Selon un autre exemple (non illustré) où l'entrée R du compteur C2 est active sur fronts montants, le signal reçu par l'entrée R du compteur C2 est configuré pour présenter un front montant au début de chaque durée T0, c’est-à-dire à chaque front montant du signal sig-T0 dans cet exemple, l'entrée R du compteur C2 recevant par exemple directement le signal sig-T0.
Par exemple, si l'entrée C est active sur fronts montants, le signal reçu par l'entrée C du compteur C2 est configuré pour présenter un front montant au début de chaque période du signal sig-in pendant la durée T0, c’est-à-dire à chaque front montant du signal sig-in alors que le signal sig-T0 est à l'état haut dans cet exemple. Ainsi, dans cet exemple, l'entrée C du compteur C2 reçoit le signal sig1.
Dans ce mode de réalisation, le circuit PU reçoit les nombres N1, N2 et Nin. Le circuit PU est configuré pour fournir la valeur Fin-meas à partir des nombres N1, N2 et Nin. Plus exactement, le circuit PU est configuré pour calculer la valeur Fin-meas à partir des nombres N1, N2 et Nin, de la fréquence Fclk connue du signal clk, et du nombre Nclk connu de périodes du signal clk correspondant à la durée T0. Selon un mode de réalisation, le circuit PU met en œuvre le calcul de l'équation Fin-mes=((Nin-1)*Fclk)/(Nclk-(N1+N2)). La mise en œuvre du circuit PU est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles fournies ci-dessus.
Bien que l'on ait décrit ci-dessus un mode de réalisation où le circuit 602 ne comprend qu'un seul compteur pour compter les nombres N1 et N2, on peut prévoir que le circuit 602 comprenne deux compteurs, un premier des deux compteurs permettant de compter le nombre N1, et un deuxième des deux compteurs permettant de compter le nombre N2. Dans ce cas, si le circuit 602 comprend les registres REG1 et REG2, le registre REG sera connecté à la sortie D-o du premier des deux compteurs, et le registre REG2 sera connecté à la sortie D-o du deuxième des deux compteurs. La mise en œuvre de cette variante est à la portée de la personne du métier, notamment en ce qui concerne l'initialisation de ces deux compteurs, par exemple avec des signaux déterminés à partir des signaux sig-T0 et sig-in, et l'incrémentation de ces deux compteurs, par exemple avec des signaux déterminés à partir des signaux clk et sig-T0.
La représente une variante de réalisation du dispositif 600 de la . Le dispositif 600 de la comprend de nombreux éléments en commun avec le dispositif 600 de la qui ne seront pas décrits de nouveau, seules les différences entre ces dispositifs étant ici mises en exergue.
Dans cette variante, du fait que le calcul de la valeur Fin-meas comprend le calcul du terme N1+N2, on prévoit que le circuit 602 fournisse directement un nombre correspondant à la somme des nombres N1 et N2. Plus particulièrement, on prévoit que la somme des nombres N1 et N2 soient directement mise en œuvre par le compteur C1 du circuit 602.
Ainsi, dans cette variante, le circuit 602 du dispositif 600 de la diffère de celui de la en ce que :
- le compteur C1 comporte en outre une entrée L et une entrée D-i, l'entrée L commandant un chargement dans le compteur C1 des données, ou du nombre, disponibles sur l'entrée D-i du compteur C1 ;
- la sortie du registre REG1 est connectée à l'entrée D-i du compteur C1 ;
- le circuit PU ne reçoit pas la sortie du registre REG1 du circuit 602 ;
- la sortie du registre REG2 fournit au circuit PU la somme N1+N2 des nombres N1 et N2 ; et
- le circuit 602 est configuré pour réinitialiser, par exemple à 0, le compteur C1 au début de la durée T0, et pour charger le nombre N1 dans le compteur C1 à chaque début de période du signal sig-in pendant la durée T0.
A titre d'exemple, comme précédemment décrit à titre d'exemple en relation avec la , on considère ici que les débuts de périodes des signaux sig-in et clk correspondent à des fronts montants de ces signaux, que le signal sig-T0 est à l'état haut pendant toute la durée T0 et à l'état bas sinon, que les entrées C des compteurs C1 et C2 sont actives sur fronts montants, et que les signaux commandant la mémorisation par les registres REG1 et REG2 sont actifs sur fronts montants, c’est-à-dire qu'une mémorisation par le registre REG1 ou REG2 est mise en œuvre lorsque le signal de commande de mémorisation qu'il reçoit présente un front montant. On considère en outre, à titre d'exemple, que les entrées R et L du compteur C1 et que l'entrée R du compteur C2 sont actives sur niveau haut. Dans cet exemple, l'entrée L du compteur C1 reçoit alors le signal sig1 de sortie de la porte 608 dont les entrées reçoivent respectivement les signaux sig-in-pulse et sig-T0, et les entrées R des compteurs C1 et C2 reçoivent le signal init présentant une impulsion au niveau haut à chaque front montant du signal sig-T0. Cet exemple n'est pas limitatif et la personne du métier saura adapter la description à d'autres exemples, par exemple au cas où les entrées R et L du compteur C1 et l'entrée R du compteur C2 sont actives sur fronts, par exemple sur fronts montants de manière similaire à ce qui a été décrit en relation avec la .
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier.
En particulier, la personne du métier est en mesure d'adapter l'ordre et/ou le nombre des étapes du procédé décrit en relation avec les figures 3 et 4, dès lors que le procédé permet de compter le nombre N1, le nombre Nin et le nombre N2. Par exemple, la personne du métier est en mesure d'adapter le procédé décrit en relation avec les figures 3 et 4 à la variante de réalisation du dispositif 600 décrit en relation avec la , par exemple en prévoyant que l'étape 3061 ("INIT N2") consiste à initialiser le nombre N2 avec le nombre N1 plutôt qu'à 0, par exemple en chargeant le nombre N1 dans le compteur configuré pour compter le nombre N2 à chaque mise en œuvre de cette étape 3061. Dans cette variante, on fournit la somme du nombre N1 de périodes du signal clk entre le début de la durée T0 et le début de la première période du signal sig-in avec le nombre de périodes du signal clk entre le début de la dernière période du signal sig-in et la fin de la durée T0, ce qui revient bien à mesurer le nombre N1 de périodes du signal clk entre le début de la durée T0 et le début de la première période du signal sig-in avec le nombre de périodes du signal clk entre le début de la dernière période du signal sig-in et la fin de la durée T0.
De plus, la personne du métier est en mesure d'adapter la description faite ci-dessus des dispositifs 600 au cas où les états haut et bas d'un ou plusieurs des signaux sig-in et sig-T0 sont inversés, et/ou au cas où le début d'une période du signal clk, respectivement sig-in, correspond à un front descendant du signal plutôt qu'à un front montant, et/ou au cas où une ou plusieurs entrées des circuits décrits sont actives sur fronts descendants plutôt que montant où sur des niveaux bas plutôt que sur des niveaux hauts. En particulier, la personne du métier saura adapter, si besoin, les signaux reçus par les entrées C et/ou R des compteurs des dispositifs 600 et/ou les signaux de commande de mémorisation reçus par les éventuels registres REG1 et REG2.
Par ailleurs, bien que l'on ait décrit les circuits 602 et 604 comme deux circuits différents ayant éventuellement des éléments en commun comme par exemple la porte 608, ces circuits peuvent être mis en œuvre sous la forme d'un unique circuit, ou d'un nombre de circuits supérieur à deux. Par exemple, dans une variante de réalisation où chaque nombre N1 et N2 est compté par un compteur dédié différent, le circuit 602 peut correspondre à un ensemble d'un premier circuit comprenant le compteur pour compter le nombre N1 et d'un deuxième circuit comprenant le compteur configuré pour compter le nombre N2.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, dans le cas où l'on souhaite déterminer la fréquence d'un signal analogique, par exemple sinusoïdal, la personne du métier est en mesure de générer le signal sig-in correspondant à ce signal analogique, par exemple en prévoyant un comparateur dont une entrée reçoit le signal analogique, dont une autre entrée reçoit par exemple la valeur moyenne (ou composante continue ou DC) du signal analogique, et dont la sortie fournit le signal sig-in correspondant.

Claims (15)

  1. Procédé de mesure d'une fréquence d'un premier signal (sig-in, sig-in-pulse) binaire périodique, par exemple sous la forme d'un train d'impulsion, comprenant les étapes suivantes :
    mesurer, par un premier circuit (602), un premier nombre (N1) de périodes d'un deuxième signal (clk) binaire périodique entre un début (t10) d'une durée de mesure (T0) et un début (t11) d'une première période du premier signal (sig-in) ;
    mesurer, par un deuxième circuit, un deuxième nombre (Nin) de périodes du premier signal (sig-in) pendant la durée de mesure (T0) ;
    mesurer, par le premier circuit (602), un troisième nombre (N2) de périodes du deuxième signal (clk) entre un début (t13) d'une dernière période du premier signal (sig-in) et une fin (t14) de la durée de mesure (T0) ; et
    déterminer, par un circuit de traitement (PU), une valeur mesurée (Fin-meas) de la fréquence du premier signal (sig-in) à partir au moins des premier (N1), deuxième (Nin) et troisième (N2) nombres mesurés pendant ladite durée de mesure (T0).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la durée de mesure (T0) est synchronisée sur le deuxième signal (clk) et est égale à un quatrième nombre prédéterminé de périodes du deuxième signal (clk).
  3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel la détermination de la valeur mesurée (Fin-meas) de ladite fréquence comprend une étape de calcul, par le circuit de traitement (PU), de l'équation suivante :
    Fin-meas=((Nin-1)*Fclk)/(Nclk-(N1+N2)), avec Fin-meas la valeur mesurée de la fréquence du premier signal (sig-in), Nin le deuxième nombre mesuré, Fclk une fréquence du deuxième signal, Nclk le quatrième nombre prédéterminé, N1 le premier nombre mesuré et N2 le troisième nombre mesuré.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la mesure du premier nombre (N1) par le premier circuit comprend :
    initialiser un compteur (C1) du premier circuit (602) au début (t10) de la durée de mesure (T0) ; et
    incrémenter le compteur (C1) à chaque début de période du deuxième signal (clk) entre le début (t10) de la durée de mesure (T0) et le début (t11) de la première période du premier signal (sig-in), une valeur du compteur au début (t1) de la première période du premier signal (sig-in) déterminant le premier nombre (N1).
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, dans lequel la mesure du troisième nombre (N2) par le premier circuit comprend :
    initialiser un compteur (C1) au début (t13) de la dernière période du premier signal (sig-in), de préférence au début de chaque période du premier signal (sig-in), pendant la durée de mesure (T0);
    incrémenter le compteur (C1) à chaque début de période du deuxième signal (clk) jusqu'à la fin (t14) de la durée de mesure (T0), une valeur du compteur (C1) à la fin (t14) de la durée de mesure déterminant le troisième nombre (N3).
  6. Procédé selon les revendications 4 et 5, dans lequel un même compteur (C1) est utilisé pour mesurer le premier nombre (N1) et pour mesurer le troisième nombre (N2).
  7. Procédé selon la revendication 6, comprenant :
    une mémorisation, par le premier circuit (602, REG1), de la valeur du compteur (C1) au début (t11) de la première période du premier signal (sig-in) ; et
    une mémorisation, par le premier circuit (602, REG2), de la valeur du compteur (C1) à la fin (t14) de la durée de mesure (T0).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel pendant la durée de mesure (T0) et au début (t13) de la dernière période du premier signal (sig-in), de préférence au début (t11, t12, t13) de chaque période du premier signal (sig-in), le compteur (C1) est initialisé avec le premier nombre (N1).
  9. Dispositif de mesure d'une fréquence d'un premier signal (sig-in) binaire périodique comprenant :
    un premier circuit (602) configuré pour mesurer un premier nombre (N1) de périodes d'un deuxième signal (clk) binaire périodique entre un début (t10) d'une durée de mesure (T0) et un début (t11) d'une première période du premier signal (sig-in), et pour mesurer un troisième nombre (N2) de périodes du deuxième signal (clk) entre un début (t13) d'une dernière période du premier signal (sig-in) et une fin (t14) de la durée de mesure (T0) ;
    un deuxième circuit (604) configurer pour mesurer un deuxième nombre (Nin) de périodes du premier signal (sig-in) pendant la durée de mesure (T0) ; et
    un circuit de traitement (PU) configuré pour déterminer une valeur mesurée (Fin-meas) de la fréquence du premier signal à partir au moins des premier (N1), deuxième (Nin) et troisième (N3) nombres mesurés pendant ladite durée de mesure (T0), le dispositif (600) étant, de préférence, configuré pour mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel :
    la durée de mesure (T0) est synchronisée sur le deuxième signal (clk) et est égale à un quatrième nombre prédéterminé de périodes du deuxième signal (clk) ; et
    le circuit de traitement (PU) est configuré pour calculer l'équation suivante :
    Fin-meas=((Nin-1)*Fclk)/(Nclk-(N1+N2)), avec Fin-meas la valeur mesurée de la fréquence du premier signal (sig-in), Nin le deuxième nombre mesuré, Fclk une fréquence du deuxième signal (clk), Nclk le quatrième nombre prédéterminé, N1 le premier nombre mesuré et N2 le troisième nombre mesuré.
  11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le premier circuit (602) comprend un compteur (C1), le premier circuit (602) étant configuré pour initialiser le compteur (C1) au début (t10) de la durée de mesure (T0) et pour incrémenter le compteur (C1) à chaque début de période du deuxième signal (clk) jusqu'au début (t11) de la première période du premier signal (sig-in), une valeur du compteur au début (t11) de la première période du premier signal (sig-in) déterminant le premier nombre (N1).
  12. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le premier circuit (602) comprend un compteur (C1), le premier circuit (602) étant configuré pour initialiser le compteur (C1) au début (t13) de la dernière période du premier signal (sig-in), de préférence au début (t11, t12, t13) de chaque période du premier signal (sig-in), pendant la durée de mesure (T0), et pour incrémenter le compteur (C1) à chaque début de période du deuxième signal (clk) jusqu'à la fin (t14) de la durée de mesure (T0), une valeur du compteur (C1) à la fin (t14) de la durée de mesure (T0) déterminant le troisième nombre (N2).
  13. Dispositif selon les revendications 11 et 12, dans lequel le premier circuit (602) comprend un unique compteur (C1) pour mesurer les premier (N1) et troisième (N2) nombres, le premier circuit (602) comprenant en outre un élément de mémorisation (REG1) configuré pour mémoriser la valeur du compteur (C1) au début (t11) de la première période du premier signal (sig-in) et un élément de mémorisation (REG2) configuré pour mémoriser la valeur du compteur (C1) à la fin (t14) de la durée de mesure (T0).
  14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, dans lequel, au début de chaque période du premier signal (sig-in) pendant la durée de mesure (T0), le premier circuit (602) est configuré pour initialiser le compteur (C1) avec le premier nombre (N1).
  15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel :
    la durée de mesure (T0) est choisie supérieure ou égale à deux fois une période maximale possible du premier signal (sig-in) ; et/ou
    aucune synchronisation n'est mise en oeuvre entre le premier signal (sig-in) et la durée de mesure (T0).
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2456954A1 (fr) * 1979-05-14 1980-12-12 Fischer & Porter Co Dispositif de conversion de la frequence d'un signal en un nombre binaire, dit convertisseur frequence-binaire
US4786861A (en) * 1987-09-01 1988-11-22 Sundstrand Data Control, Inc. Frequency counting apparatus and method
EP0660938A1 (fr) * 1992-09-16 1995-07-05 Honeywell Inc Appareil et procede de comptage de cycles partiels et complets.

Patent Citations (3)

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Non-Patent Citations (1)

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Title
DESIGN OF EQUAL PRÉCISION FREQUENCY METER BASED ON FPGA

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