Брать арксинус от входного сигнала - получаем угол (линейно нарастающий), а затем производную от этого угла - получим постоянную (угловую скорость) + щум из за гармоник всяких, затем эту постоянную пропустить через хороший фильтр НЧ... и уже работать с гладенькой угловой частотой, остаётся только умножить на 1/(2*pi) :)