Самый лучший метод запутатся и завалить задачу - это начать ее решать без технического задания.

Наверное это подходит и к построению вопроса.

В аналоговом виде сравнить частоты со знаком тяжело.
Их нужно выровнять по амплитуде.

Проще определить фазу.
Но если сигналы не меняются, то фаза естественно постоянно меняет знак.

По этому обычно в схемах ФАПЧ используют метод, когда не нужно определять где текущая частота выше или ниже.
Генератор который перестраивают при любых условиях(напряжение, температура) имеет собственную(свободную)частоту колебаний всегда выше опорной(требуемой).

Таким образом определять знак становится не нужным.