Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Masz problem? Zapytaj na forum elektroda.pl
From: "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Thu, 17 Oct 2002 16:08:26 +0200
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz za
pomocą mikrokontrolera, zewnętrznych liczników, rejestrów itd?
Może ktoś ma schemat miernika częstotliwości który potrafi to mierzyć?
Chodzi mi o mikrokontrolery AVR i klony 51.
Jak wiadomo górna częstotliwość graniczna pomiaru f za pomocą
mikrokontrolera jest ograniczona szybkością układu i częstotliwością
rezonatora. Dla współczynnika wypełnienia ta częstotliwość jest 100 razy
mniejsza aby zachować roszdzielczość powiedzmy 1% ???
Nie można stosować zewnętrznych liczników podczas pomiaru współczynnika wyp.
więc jak mierzyć go dla dużych f np 1MHz??
Jak to jest robione w "firmowych" miernikach..
Czekam na dyskusje. Z góry dzięki za odzew
--
Wicked
ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl
GG - 2696277
From: "epson" <epson_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Thu, 17 Oct 2002 17:13:45 +0200
WItam
Czestotliwosc mierzyc przez dzielniki, natomiast wypelnienie moze przez
zamiane we przebiegu na wartosc srednia(FDP na b.niska czestotliwoscz ok10
razy mniejsza od minimalnej jaka chcesz mierzyc)Jednak aby wypelnienie
zmiezyc poprawnie bedziesz musial odczekac iles stalych czasowych FDP zeby
wart. napiecia sredniego sie ustabilizowala. Nie przesadzaj zatem z
mierzeniem wsp wypelnienia przebiegu 1Hz bo wtedy FDP np musialby byc na
np.0.1Hz a czas potrzebny do w miare przyzwoitego ustabilizowania sie
wartosci sredniej na wy np 100s!!! Potem dasz przetwornik a/c, ale trzeba by
oprocz tego zastosowac np.jakis uklad normujacy wartosc napiecia w
st.wysokim i niskim(jeszcze przed FDP) - komparator z zasilaniami np 5V i
GND oraz jakis dzielnik na we "-" komparatora, tak zeby pozbyc sie bledow
wart.sredniej spowodowanych tym, ze stan wysoki i niski w zaleznosci od
podlaczonego do wejscia generatora, moze miec wartosci wynikajace z
wyjsciowych elementow stosowanych w generatorze( np 0.3V "0" i 3.4V "1").
Dodatkowa sprawa przy wysokich czestotliwosciach to dlugosc linii laczacej
generator z miernikiem i dopasowanie impedancyjne ktore zlikwiduje zjawiska
lini dlugiej.Bez tego uklad moze pokazywac wielokrotnie rozniace sie wyniki
pomiarow czestotliwosci.Sory ze cala idee przedstawiam od tylu:) tak jakos
mi sie to wymyslilo.
NIe wiem jaki mikrokontroler masz zamiar stosowac,ale czesto w AVR-ach albo
PICkach sa przetworniki A/C wiec 1 zewnetrzny uklad by Ci juz odpadl.
Dokladnosc pomiaru wypelnienia bedzie zalezec od rozdzielczosci przetwornika
a/c, ale poniewaz nie potrzebujesz przy takim rozwiazaniu szybkiego
przetwornika wiec chyba wiekszosc bedzie conajmniej 8bitowa(10/12??) ,a to
da Ci chyba satysfakcjonujaca dokladnosc <0,4%(0,1%/ 0,025%-tu juz tez czas
ustalania sie nap.sredniego na wy FDP zaczyna grac role)
Co do wejsciowego dzielnika czestotliwosci to musi on miec taka wartosc
podzialu zeby mikrokontroler przy swoim zegarze zdazyl wylapac zmiany
stanow na swoim we. W przypadku 8051 przy 12MHz kwarcu max czestotliwosc
jaka Timery wewnetrzne wylapia to 12MHz/12(taktow na cykl
rozkazowy)/2(wylapanie zbocza) a zatem 500kHz. Jesli chcesz wiec mierzyc
100MHz to musisz miec zewnetrzny podzial 200 razy- wiec jakis licznik 8
bitowy (z ustawianiem wartosci poczatkowej)+wielowejsciowa bramka dekodujaca
stan 00000000 licznika zalatwi sprawe.Oczywiscie zamiast jakis TTLi moglbys
rozeznac sprawe zastosowania GALa do tego.
Powodzenia
Epson
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aomg7q$ds3$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz za
pomocą mikrokontrolera, zewnętrznych liczników, rejestrów itd?
Może ktoś ma schemat miernika częstotliwości który potrafi to mierzyć?
Chodzi mi o mikrokontrolery AVR i klony 51.
Jak wiadomo górna częstotliwość graniczna pomiaru f za pomocą
mikrokontrolera jest ograniczona szybkością układu i częstotliwością
rezonatora. Dla współczynnika wypełnienia ta częstotliwość jest 100 razy
mniejsza aby zachować roszdzielczość powiedzmy 1% ???
Nie można stosować zewnętrznych liczników podczas pomiaru współczynnika
wyp.
więc jak mierzyć go dla dużych f np 1MHz??
Jak to jest robione w "firmowych" miernikach..
Czekam na dyskusje. Z góry dzięki za odzew
--
> Wicked
> ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl
> GG - 2696277
>
>
From: "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Thu, 17 Oct 2002 17:52:57 +0200
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aomg7q$ds3$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz za
pomocą mikrokontrolera, zewnętrznych liczników, rejestrów itd?
Fwe= 10MHz -> T = 100ns -> 0.1% * T = 100ps -> Fclk = 10GHz
Zapowiada się ciekawie... Z uwagą słucham ciągu dalszego ;-))
MDz
From: zielpro_at_nospam_cavern.pl (ziel)
Subject: =?iso-8859-2?Q?Re:_Pomiar_cz=EAstotliwo=B6ci_i_wsp=F3=B3czynnika_wyp?=
Date: 18 Oct 2002 14:29:14 +0200
----- Original Message -----
From: "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl>
To: <pl-misc-elektronika_at_nospam_newsgate.pl>
Sent: Thursday, October 17, 2002 5:52 PM
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aomg7q$ds3$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu
prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz
za
pomocą mikrokontrolera, zewnętrznych liczników, rejestrów itd?
Fwe= 10MHz -> T = 100ns -> 0.1% * T = 100ps -> Fclk = 10GHz
Zapowiada się ciekawie... Z uwagą słucham ciągu dalszego ;-))
MDz
Śpiący jestem, więc może bredzę, ale czy nie można wpakować zakresu
1MHz-10MHz
na jakiś dzielnik częstotliwości?
Tylko pewnie zbocza się poprzesuwają i diabli wezmą dokładność 0,1%
pzdr
Artur
PS
A jak nie, to porobić bramki na tranzystorach z arsenku ;-)
Albo jak dość długo podyskutujemy, to może wdrożą do produkcji
półprzewodniki optyczne ;-)
--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika
From: "Dariusz Dorochowicz" <dadoro_at_nospam_polbox.com>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Fri, 18 Oct 2002 15:47:17 +0200
Użytkownik "ziel" <zielpro_at_nospam_cavern.pl> napisał w wiadomości
news:000301c27695$21f0a960$2c0a63d9_at_nospam_ibm...
Śpiący jestem, więc może bredzę, ale czy nie można wpakować zakresu
1MHz-10MHz
na jakiś dzielnik częstotliwości?
Widać, żeś śpiący.
Tylko pewnie zbocza się poprzesuwają i diabli wezmą dokładność 0,1%
No, całkiem inaczej się poprzestawiają. Wyjdzie dokładność taka jakaś
dziwna. Najprostsze rozwiązanie takiego miernika to wyświetlacz LED ze
starych komputerów ustawiony na 50.
Ale się nie przejmuj - też tak od razu chciałem napisać.
DD
From: "berdycz" <pisz_na_at_nospam_berdyczow.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Thu, 17 Oct 2002 20:46:03 +0200
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aomg7q$ds3$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz za
Dla 1Hz problemów nie widzę
Ale dla 10MHz rozwiazania nie widzę
Jak to jest robione w "firmowych" miernikach..
A są takie mierniki??????? Podkreślę: dokładność pomiaru wspólczynnika
wypełnienia 1 promil dla 10 MHz!!!Nie mówie o częstościomierzach!!!
Bo jakbyś się godził na techniczny pomiar (5%), to wystaczy znać amplitudę i
wartość średnią
From: ladzk_at_nospam_waw.pdi.net (Dariusz K. Ladziak)
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Thu, 17 Oct 2002 22:00:56 GMT
On Thu, 17 Oct 2002 20:46:03 +0200, "berdycz" <pisz_na_at_nospam_berdyczow.pl>
wrote:
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aomg7q$ds3$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz za
Dla 1Hz problemów nie widzę
Ale dla 10MHz rozwiazania nie widzę
E tam, rozwiazanie to sie znajdzie. Pytanie - ile bedzie kosztowalo...
Bo ten mikrokontroler to chyba do poustawiania rejestrow, przyjecia i
przeliczenia wynikow oraz wysterowania wyswietlacza - reszta to
mozolna dlubanina ze specjalizowanych ukladow...
--
Darek
From: jfox_at_nospam_poczta.onet.pl (J.F.)
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Sun, 20 Oct 2002 11:18:27 GMT
On Thu, 17 Oct 2002 22:00:56 GMT, Dariusz K. Ladziak wrote:
Jak dokonać pomiaru współczynnika wypełnienia przebiegu prostokątnego z
dokładnością do 0,1% dla częstotliwości powiedzmy od 1Hz do np 10MHz za
Dla 1Hz problemów nie widzę
Ale dla 10MHz rozwiazania nie widzę
E tam, rozwiazanie to sie znajdzie. Pytanie - ile bedzie kosztowalo...
Bo ten mikrokontroler to chyba do poustawiania rejestrow, przyjecia i
przeliczenia wynikow oraz wysterowania wyswietlacza - reszta to
mozolna dlubanina ze specjalizowanych ukladow...
Mikrofalowych ? Bo tak bezposrednio to chyba wymaga z 10GHz zegara,
wiem, Ciebie to nie przeraza :-)
Zapomnij o takim pomiarze.
Najpierw trzeba zdefiniowac co tu uwazamy za wypelnienie -
bo jak sygnal bardziej przypomina sinusoide to zadanie nie jest
trywialne.
Nastepnie zatrudnic speca od analogowki ktory opracuje stopnie
wejsciowe. A nie jest to proste zadanie jesli ma uzyskac dokladnosci
ponizej rzedu 0.1ns.
Potem niech napisze podrecznik podlaczania miernika, bo to chyba nie
takie proste podlaczyc kabel pod przebieg np 11/103 ns tak zeby po
jego drugiej stronie dalo sie zmierzyc te 11ns.
A potem wystarczy juz nawet mikrokontroler - niech sprobkuje
z dowolna czestotliwoscia ten sygnal powiedzmy 100tys razy,
policzy ile zer wystapilo, ile jedynek. Wystarczy tylko uklad
ktory zapamieta probke momencie zbocza sygnalu odczytu a nie
usredni przez czas odczytu portu. [bagatelka - to zbocze
trwa kilka ns].
Albo ... no, zredukujmy troche zalozenia, wezmy uklad wejsciowy
od Tektronixa, zapiszmy oscylogram z 1Gs/s, a potem uC powolutku sobie
policzy zgodnie z zadana definicja :-)
J.
From: "Piotr Wyderski" <piotr.wyderskiREMOVE_at_nospam_hoga.pl>
Subject: =?iso-8859-2?Q?Re:_Pomiar_cz=EAstotliwo=B6ci_i_wsp=F3=B3czynnika_wyp?=
Date: Sun, 20 Oct 2002 14:36:14 +0200
J.F. wrote:
Albo ... no, zredukujmy troche zalozenia, wezmy uklad wejsciowy
od Tektronixa, zapiszmy oscylogram z 1Gs/s, a potem uC powolutku sobie
policzy zgodnie z zadana definicja :-)
Hm, ale to wcale nie jest bez sensu; nasunales mi taki pomysl:
zakladamy, ze sygnal jest okresowy i beztrosko go sobie probkujemy
z czestotliwoscia troche wieksza od f z warunku Nyquista. Jesli
f_in nie jest harmoniczna f_smpl, to sygnal badany bedzie
sie troche "przesuwal" w kolejnych pomiarach. Nastepnie
bierzemy kilka mln probek i wyznaczamy usredniona czestotliwosc
przebiegu. Powinno to dac znacznie wieksza dokladnosc, tylko:
-- wymaga zrodla f_smpl o gigantycznej (jak na warunki domowe)
stabilnosci.
-- wymaga przetwornika o skrajnie szybkim ukladzie SH.
-- zaklada okresowosc przebiegu.
Alternatywnie: wektor przetwornikow pracujacych synchronicznie,
podpietych do wyjsc linii opozniajacych (cos jak drabinka R-2R).
Ale to tez chyba nie do domu... :-)
Pozdrawiam
Piotr Wyderski
From: "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Fri, 18 Oct 2002 11:12:57 +0200
Użytkownik "berdycz" <pisz_na_at_nospam_berdyczow.pl> napisał w wiadomości
news:aon0pv$rhu$3_at_nospam_news.tpi.pl...
Dla 1Hz problemów nie widzę
Ale dla 10MHz rozwiazania nie widzę
Jak to jest robione w "firmowych" miernikach..
A są takie mierniki??????? Podkreślę: dokładność pomiaru wspólczynnika
wypełnienia 1 promil dla 10 MHz!!!Nie mówie o częstościomierzach!!!
Bo jakbyś się godził na techniczny pomiar (5%), to wystaczy znać amplitudę
i
wartość średnią
No a ograniczając powiedzmy f do 1MHz?
Mysłałem tutaj o rozwiązaniu bez przetwornika A/D np przez zastosowanie
dodatkowego kwarcu np 30MHz i liczników serii AS. Zliczane byłyby wówczas
impulsy z tego kwarcu (lub z generatora na nim opartego) za okres i w czasi
stanu wysokiego (ew.niskiego).
Czy to ma szanse działać?
From: "berdycz" <pisz_na_at_nospam_berdyczow.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Fri, 18 Oct 2002 12:02:26 +0200
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aooj9q$4lq$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
No a ograniczając powiedzmy f do 1MHz?
Mysłałem tutaj o rozwiązaniu bez przetwornika A/D np przez zastosowanie
dodatkowego kwarcu np 30MHz i liczników serii AS. Zliczane byłyby wówczas
impulsy z tego kwarcu (lub z generatora na nim opartego) za okres i w
czasi
To ci wcześniej wyliczono, że za mało.
dla generatora 30MHz i mierzonej 1MHz masz tylko rozdzielczość 3%. Zatem
możesz myslec o wyniku z dokładnością 10%
Aby był 1 promil musisz taktować co najmniej 2000 razy szbciej niż
częstotliwość.
A na 2GHz, a tym bardziej 20GHz jest to ogromnie kosztwne
From: "Piotr Wyderski" <piotr.wyderskiREMOVE_at_nospam_hoga.pl>
Subject: =?iso-8859-2?Q?Re:_Pomiar_cz=EAstotliwo=B6ci_i_wsp=F3=B3czynnika_wyp?=
Date: Fri, 18 Oct 2002 12:56:45 +0200
Wicked wrote:
No a ograniczając powiedzmy f do 1MHz?
Mysłałem tutaj o rozwiązaniu bez przetwornika A/D np przez zastosowanie
dodatkowego kwarcu np 30MHz i liczników serii AS. Zliczane byłyby wówczas
impulsy z tego kwarcu (lub z generatora na nim opartego) za okres i w
czasi
stanu wysokiego (ew.niskiego).
Czy to ma szanse działać?
No to policz: mozesz zliczyc max. 30 impulsow odniesienia na jeden
impuls wejsciowy -- dokladnosc 3,(3)% przy 1 MHz, a chcesz 0,1%.
Ale przy 1 GHz juz zadziala. :-)
Pozdrawiam
Piotr Wyderski
From: "Marek Dzwonnik" <mdz_at_nospam_message.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Fri, 18 Oct 2002 13:54:19 +0200
Użytkownik "Wicked" <ivenhov_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:aooj9q$4lq$1_at_nospam_zeus.polsl.gliwice.pl...
No a ograniczając powiedzmy f do 1MHz?
Mysłałem tutaj o rozwiązaniu bez przetwornika A/D np przez zastosowanie
dodatkowego kwarcu np 30MHz i liczników serii AS. Zliczane byłyby wówczas
impulsy z tego kwarcu (lub z generatora na nim opartego) za okres i w
czasi
stanu wysokiego (ew.niskiego).
No to liczymy dalej:
Fwe = 1MHz ->
Twe = 1us ->
0.1% * Twe = 1ns ->
Fclk = 1GHz
Licznik taktowany 1GHz? Brzmi realniej niż 10GHz, ale gdzie Rzym a gdzie
Krym (30MHz) ;-) . Zresztą i tak nadal nie mam pomysłu na gigahercowe
liczniki 'z półki'. Krótko mówiąc - przy taktowaniu liczników zegarem 30MHz
osiągniesz dokładność zliczania wsp. wypełnienia równą 0.1% dla
częstotliwości wejściowych mniejszych od 30kHz. Dla fwe=1MHz zostaje Ci
jakieś 3% (na oko - nie chce mi się rysować obrazków). Poza tym - tor
wejściowy musi zagwarantować niezbędną symetrię opóźnień zboczy (+) i (-)
sygnału wejściowego. Czyli np. dla Fwe=1MHz & 0.1% odchyłka nie może
przekraczać 1ns. Inaczej będziesz mierzyć co innego niż faktycznie
pojawiło się na wejściu i to niezależnie od przyjętej metody pomiaru.
Musisz złagodzić warunki brzegowe.
MDz
From: "Zbych" <bzb_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: Pomiar częstotliwości i współczynnika wyp
Date: Fri, 18 Oct 2002 16:59:43 +0200
O ile pomiar okresu przy 10MHz, nie powinien stanowić
problemu ( można przecież uśrednić kilka tysięcy okresów),
to jest problem z pomiarem czasu trwania stanu wysokiego
lub niskiego. Mozna by mierzyć ten stan, który trwa dłużej.
(czyli wyp>50% - mierzymy 1, w przeciwnym wypadku 0,
decyzję podejmujemy na podstawie pierwszego zgrubnego
pomiaru). No to teraz - w jaki sposób ?
W firmowych częstościomierzach czasem stosuje się metodę
ekspansji czasowej do zmniejszenia błędu dyskretyzacji.
W wielkim skrócie polega to na tym, że ładujemy kondensator
miedzy początkiem sygnału, a pierwszym impulsem z generatora
wzorcowego, a następnie rozładowujemy go kilkaset razy wolniej
i mierzymy czas. W ten sposób skala czasu ulega "rozciągnięciu"
i nie trzeba stosować bardzo wysokich częstotliwości wzorcowych.
http://nms.ise.pw.edu.pl/studenci/teksty/meel/graphics/eks_czas.gif
Prawdę powiedziawszy to nie wiem w jaki sposób się to wykonuje
(krzem czy układ dyskretny) i w jaki sposób można wykonać
źródła prądowe o stosunku prądów np. 1:1000 (ważny jest
stosunek, nie dokładna wartość) i odpowiednim czasie reakcji.