情況下，待測信號F (t)的一階微分信號F ' (t)為余弦函數(shù)(例如表示為+cos (Qt))。待測信號F(t)的一階微分信號F丨(t)為零的時間點分別是待測信號F(t)抵達(dá)波峰以及波谷的時間點tl-t4。因此，透過零點偵測器ZD偵測待測信號F(t)的一階微分信號F' (t)的零點，即可于待測信號F(t)抵達(dá)波峰及波谷的時間點產(chǎn)生極值信號Z。
[0044]圖4a、圖4b分別為根據(jù)本發(fā)明不同實施例中的判斷單元124所繪示的示意圖。
[0045]在圖4a實施例中，判斷單元124例如包括一反相器IN1、一緩沖器BF以及一或非門NR。反相器INl用以接收極值信號Z，并提供一反相的極值信號Z'至或非門NR的一輸入端。緩沖器BF用以接收待測信號F (t)的二階微分信號F " (t)，并用以提供數(shù)字化后的待測信號F(t)的二階微分信號F " (t)(例如表示為信號F " (t)-d)至或非門NR的另一輸入端。或非門NR用以接收反相的極值信號Z '以及信號F " (t)-d，并據(jù)以操作性輸出偵測信號Y。
[0046]舉例而言，同時參照圖2，在時間點tl時，反相器INl接收極值信號Z (例如是邏輯準(zhǔn)位I)，并提供反相的極值信號Z '(例如是邏輯準(zhǔn)位O)至或非門NR。此時，緩沖器BF接收數(shù)值小于零的待測信號F(t)的二階微分信號F " (t)，并輸出信號F " (t)-d(例如是邏輯準(zhǔn)位O)。此時，由于或非門NR的兩輸入端邏輯準(zhǔn)位相反，故輸出偵測信號Y(例如是邏輯準(zhǔn)位I)。
[0047]另一方面，于時間點t2時，反相器INl接收極值信號Z (例如是邏輯準(zhǔn)位I)，并提供反相的極值信號Z丨(例如是邏輯準(zhǔn)位O)至或非門NR。此時，緩沖器BF接收數(shù)值大于零的待測信號F (t)的二階微分信號F " (t)，并輸出信號F " (t)-d (例如是邏輯準(zhǔn)位I)。此時，由于或非門NR的兩輸入端邏輯準(zhǔn)位相同，故不輸出偵測信號Y(例如是邏輯準(zhǔn)位O)。時間點t3、t4的操作可由上述操作類推。
[0048]透過上述圖4a中的設(shè)置，判斷單元124即可在待測信號F(t)抵達(dá)波峰時產(chǎn)生偵測信號Y。
[0049]另一方面，在圖4b實施例中，判斷單元124例如包括一反相器IN2以及一與門AD。反相器IN2用以接收待測信號F (t)的二階微分信號F " (t)，并用以提供反向且數(shù)字化后的待測信號F(t)的二階微分信號F " (t)(例如表示為信號F " (t)-d')至與門AD的一輸入端。與門AD的另一輸入端用以接收極值信號Z。與門AD根據(jù)極值信號Z以及信號F " (t)-cT，操作性輸出偵測信號Y。
[0050]舉例而言，同時參照圖2，在時間點tl時，與門AD的一輸入端接收極值信號Z(例如是邏輯準(zhǔn)位I)。此時，反相器IN2接收數(shù)值小于零的待測信號F (t)的二階微分信號F "(t)，并輸出信號F " (t)-d'(例如是邏輯準(zhǔn)位I)。此時，由于與門AD的兩輸入端邏輯準(zhǔn)位皆為邏輯準(zhǔn)位1，故輸出偵測信號Y(例如是邏輯準(zhǔn)位I)。
[0051]另一方面，于時間點t2時，與門AD的一輸入端接收極值信號Z(例如是邏輯準(zhǔn)位I)。此時，反相器IN2接收數(shù)值大于零的待測信號F (t)的二階微分信號F " (t)，并輸出信號F " (t)-d'(例如是邏輯準(zhǔn)位O)。此時，由于與門AD的兩輸入端邏輯準(zhǔn)位不同，故不輸出偵測信號Y(例如是邏輯準(zhǔn)位O)。時間點t3、t4的操作可由上述操作類推。
[0052]透過上述圖4b中的設(shè)置，判斷單元124亦可在待測信號F (t)抵達(dá)波峰時產(chǎn)生偵測信號Y。
[0053]當(dāng)注意到，于上述實施例中，僅以判斷單元124在待測信號F(t)抵達(dá)波峰時產(chǎn)生偵測信號Y為例進(jìn)行敘述。然而，本領(lǐng)域人士當(dāng)可清楚了解，通過改變上述判斷單元124的設(shè)置，判斷單元124亦可在待測信號F(t)抵達(dá)波谷時產(chǎn)生偵測信號Y。是以，本發(fā)明不以上述實施例為限。
[0054]此外，當(dāng)注意到，雖然在上述實施例中，上述濾波器110、偵測模塊120以及計算模塊130皆以具體的電路為例進(jìn)行介紹。然而實際上，于不同實施例中，濾波器110、偵測模塊120及/或計算模塊130的功能亦可通過一處理器執(zhí)行一儲存于一計算機(jī)可讀取記錄媒體中的計算機(jī)程序以實現(xiàn)。處理器例如可為中央處理器(central processing unit, CPU)、數(shù)字信號處理器(digital signal processor, DSP)、微處理器(micro processor)或其他可執(zhí)行指令的硬體元件。此外，計算機(jī)可讀取記錄媒體例如可為只讀記憶體、快閃記憶體、軟盤、硬盤、光盤、隨身盤、磁帶、可由網(wǎng)絡(luò)存取的數(shù)據(jù)庫或其他類型的儲存元件。計算機(jī)可讀取記錄媒體存有多個指令，供處理器存取后執(zhí)行而提供頻率檢測裝置100的功能。
[0055]本發(fā)明的另一實施方式為一種頻率檢測方法。此一頻率檢測方法可應(yīng)用于相同或相似于圖1中的頻率檢測裝置100。(然而，在一些實施例中，此一頻率檢測方法亦可實作為一計算機(jī)程序產(chǎn)品(如應(yīng)用程序)，并儲存于例如前述的計算機(jī)可讀取記錄媒體中，而使計算機(jī)(如處理)讀取此記錄媒體后執(zhí)行頻率檢測方法。
[0056]為使敘述簡單，以下將根據(jù)本發(fā)明一實施例，以圖1中的頻率檢測裝置100為例進(jìn)行此一頻率檢測方法的敘述，然本發(fā)明不以此應(yīng)用為限。
[0057]另外，應(yīng)了解到，在本實施方式中所提及的上述運作方法的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調(diào)整其前后順序，甚至可同時或部分同時執(zhí)行。
[0058]圖5為根據(jù)本發(fā)明一實施例所繪示的頻率檢測方法500的流程圖。
[0059]在步驟SI中，頻率檢測裝置100透過濾波器110濾波輸入信號S (t)，以產(chǎn)生待測信號F(t)。
[0060]在步驟S2中，頻率檢測裝置100透過偵測模塊120偵測待測信號F (t)的波峰或波谷，以產(chǎn)生多個偵測信號Y，其中這些偵測信號Y分別對應(yīng)待測信號F(t)的波峰或波谷。在一實施例中，頻率檢測裝置100是利用一二階微分器偵測待測信號F(t)的波峰或波谷。[0061 ] 在步驟S3中，頻率檢測裝置100透過計算模塊130計算待測信號F (t)的頻率FR。在一實施例中，計算模塊130是計算接收到相鄰兩個偵測信號Y之間的時間差，作為待測信號F(t)的周期。而后，計算模塊130計算待測信號F(t)的周期的倒數(shù)，以求得待測信號F(t)的頻率FR。
[0062]透過應(yīng)用上述一實施例，即可即時監(jiān)控待測信號F(t)的頻率FR，以確保待測信號F(t)的頻率FR的穩(wěn)定。此外，透過上述偵測波峰或波谷的作法，更可避免待測信號F(t)的直流雜訊干擾偵測，以確保頻率檢測的準(zhǔn)確性。
[0063]當(dāng)注意到，上述步驟S1-S3的具體細(xì)節(jié)可參照前述實施方式，在此不贅述。
[0064]雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種頻率檢測裝置，其特征在于，包括: 一濾波器，用以接收一輸入信號，并用以濾波該輸入信號，以產(chǎn)生一待測信號； 一偵測模塊，其中該偵測模塊用以利用一二階微分器偵測該待測信號的多個波峰或多個波谷，以產(chǎn)生多個偵測信號，其中所述偵測信號分別對應(yīng)所述波峰或所述波谷；以及一計算模塊，用以接收所述偵測信號，并用以根據(jù)所述偵測信號計算該待測信號的一頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率檢測裝置，其特征在于，該偵測模塊包括: 一偵測單元，其中該偵測單元用以偵測該待測信號的所述波峰及所述波谷，以產(chǎn)生多個極值信號，并用以利用該二階微分器二階微分該待測信號以產(chǎn)生該待測信號的一二階微分信號，其中所述極值信號分別對應(yīng)所述波峰及所述波谷；以及 一判斷單元，用以根據(jù)所述極值信號以及該待測信號的該二階微分信號，產(chǎn)生所述偵測信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率檢測裝置，其特征在于，該偵測單元包括: 一第一微分器，用以微分該待測信號，以產(chǎn)生該待測信號的一一階微分信號； 一第二微分器，用以微分該待測信號的該一階微分信號，以產(chǎn)生該待測信號的該二階微分信號；以及 一零點偵測器，用以于該待測信號的該一階微分信號為零的多個時間點分別產(chǎn)生所述極值信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率檢測裝置，其特征在于，該判斷單元用以于接收到所述極值信號且該待測信號的該二階微分信號的數(shù)值為正數(shù)或為負(fù)數(shù)的多個時間點，分別產(chǎn)生所述偵測信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻率檢測裝置，其特征在于，該計算模塊還用以計算接收到所述偵測信號中相鄰兩者之間的時間差，作為該待測信號的一周期。
6.一種頻率檢測方法，其特征在于，包括: 濾波一輸入信號，以產(chǎn)生一待測信號； 利用一二階微分器，偵測該待測信號的多個波峰或多個波谷，以產(chǎn)生多個偵測信號，其中所述偵測信號分別對應(yīng)所述波峰或所述波谷；以及根據(jù)所述偵測信號計算該待測信號的一頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率檢測方法，其特征在于，偵測該待測信號的所述波峰或所述波谷，以產(chǎn)生所述偵測信號的步驟包括: 偵測該待測信號的所述波峰及所述波谷，以產(chǎn)生多個極值信號，其中所述極值信號分別對應(yīng)所述波峰及所述波谷； 二階微分該待測信號以產(chǎn)生該待測信號的一二階微分信號；以及 根據(jù)所述極值信號以及該待測信號的該二階微分信號，產(chǎn)生所述偵測信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻率檢測方法，其特征在于，偵測該待測信號的所述波峰及所述波谷，以產(chǎn)生所述極值信號的步驟包括: 微分該待測信號，以產(chǎn)生該待測信號的一一階微分信號； 于該待測信號的該一階微分信號為零的多個時間點分別產(chǎn)生所述極值信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻率檢測方法，其特征在于，根據(jù)所述極值信號以及該待測信號的該二階微分信號，產(chǎn)生所述偵測信號的步驟包括: 于所述極值信號產(chǎn)生且該待測信號的該二階微分信號的數(shù)值為正數(shù)或為負(fù)數(shù)的多個時間點，分別產(chǎn)生所述偵測信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻率檢測方法，其中根據(jù)所述偵測信號計算該待測信號的該頻率的步驟包括: 計算產(chǎn)生所述偵測信號中相鄰兩者之間的時間差，作為該待測信號的一周期。
【專利摘要】一種頻率檢測裝置及頻率檢測方法在此揭露。頻率檢測裝置包括濾波器、偵測模塊以及計算模塊。濾波器用以接收輸入信號，并用以濾波輸入信號，以產(chǎn)生待測信號。偵測模塊用以利用二階微分器偵測待測信號的多個波峰或多個波谷，以產(chǎn)生多個偵測信號。偵測信號分別對應(yīng)波峰或波谷。計算模塊用以接收偵測信號，并用以根據(jù)偵測信號計算待測信號的頻率。
【IPC分類】G01R23-02
【公開號】CN104730336
【申請?zhí)枴緾N201410029576
【發(fā)明人】何宗憲
【申請人】財團(tuán)法人資訊工業(yè)策進(jìn)會
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年1月22日