реклама на сайте
подробности

 
 
3 страниц V   1 2 3 >  
Reply to this topicStart new topic
Alexey_N
сообщение Apr 27 2006, 15:32
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 308
Регистрация: 12-05-05
Из: мск
Пользователь №: 4 943



Господа, ищутся идеи - как правильно, т.е. быстро и с хорошей точностью, измерить частоту синусоидального сигнала с небольшой частотой. Например 1 кГц. В качестве опоры имеем высокостабильный генератор с частотой, например 10 МГц.
Спасибо.
ЗЫ. Может есть что почитать на эту тему?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rezident
сообщение Apr 27 2006, 15:53
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882



Огласите величину "хорошей точности" и насколько сигнал на синус похож?
Самый простой способ (ИМХО) - компаратор и схема захвата у какого-нибудь таймера какого-нибдь микроконтроллера.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexey_N
сообщение Apr 27 2006, 18:32
Сообщение #3


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 308
Регистрация: 12-05-05
Из: мск
Пользователь №: 4 943



Цитата(rezident @ Apr 27 2006, 19:53) *
Огласите величину "хорошей точности" и насколько сигнал на синус похож?
Самый простой способ (ИМХО) - компаратор и схема захвата у какого-нибудь таймера какого-нибдь микроконтроллера.

1.Хорошая точность в моем понимании выглядит примерно так:
F = 1 000,001 Гц
или так:
F = 1 000,0001 Гц
2. Думается, что сигнал может состоять из чистого синуса с амплитудой = 1В,
плюс шум, с Urms = 100 мВ в полосе, например 10 кГц.
3. Можно ли как-то оценить к чему приведет дребезг срабатывания компаратора?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
TED17
сообщение Apr 27 2006, 19:22
Сообщение #4


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 181
Регистрация: 25-02-06
Пользователь №: 14 663



Цитата(Alexey_N @ Apr 27 2006, 22:32) *
3. Можно ли как-то оценить к чему приведет дребезг срабатывания компаратора?

"Дребезг" компаратора -1мв- приведет при сигнале 1в к точности 10"3 (если отфильтровать шумы)
Да и просто 10мгц:1кгц=10"4, т.е. 7 порядков никак не едет.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rezident
сообщение Apr 27 2006, 19:53
Сообщение #5


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 10 920
Регистрация: 5-04-05
Пользователь №: 3 882



TED17, ИМХО не правильно считаете. Это вы посчитали относительную погрешность. А Alexey_N интересует абсолютная погрешность, насколько я понимаю, так? Абсолютная погрешность будет не хуже 0,5*10^-10.
По п2. Амплитуда синуса стабильная? Интересует мгновенная частота? Т.е. длительность каждого периода синуса или за какое-то время? За какое?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexey_N
сообщение Apr 27 2006, 21:47
Сообщение #6


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 308
Регистрация: 12-05-05
Из: мск
Пользователь №: 4 943



Цитата(rezident @ Apr 27 2006, 23:53) *
TED17, ИМХО не правильно считаете. Это вы посчитали относительную погрешность. А Alexey_N интересует абсолютная погрешность, насколько я понимаю, так? Абсолютная погрешность будет не хуже 0,5*10^-10.
По п2. Амплитуда синуса стабильная? Интересует мгновенная частота? Т.е. длительность каждого периода синуса или за какое-то время? За какое?

Каким образом была посчитана такая абсолютная погрешность?
Вопрос про амплитуду - интересный, как -то я об этом не подумал, а ведь она действительно может быть нестабильна... Давайте что-ли назначим ей амплитудную модуляцию с частотами в единицы герц и глубиной модуляции - 1%.
Впрочем, ещё более правильно - вообще на это дело забить и выкрутить коэффициент усиления в ограничение! Теперь будет полегче и в плане выделения момента пересечения нуля (точность срабатывания компаратора).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Lonesome Wolf
сообщение Apr 28 2006, 09:34
Сообщение #7


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 897
Регистрация: 21-02-05
Из: Украина
Пользователь №: 2 805



Цитата(Alexey_N @ Apr 27 2006, 21:32) *
...2. Думается, что сигнал может состоять из чистого синуса с амплитудой = 1В,
плюс шум, с Urms = 100 мВ в полосе, например 10 кГц.
3. Можно ли как-то оценить к чему приведет дребезг срабатывания компаратора?



Т.е. SNR 10 дБ. Думается, что в таких условиях желаемая точность вряд ли может быть достигнута.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Sasok
сообщение Apr 28 2006, 10:37
Сообщение #8


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 138
Регистрация: 19-06-04
Пользователь №: 63



А чем не устраивает TDC-GP1???

А зачем такая точность? cranky.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AlexanderX
сообщение Apr 28 2006, 12:58
Сообщение #9


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 107
Регистрация: 21-07-05
Из: Киев
Пользователь №: 6 977



Существуют, как мне известно, два основных метода измерения частоты.

1. Измерение колиства входящих импульсов за единицу времени. Применяется для высоких входных частот.

2. Измерение количества импульсов опорного генератора за время N-периодов входной частоты. Применяется для низких входных частот.

Для вашей задачи больше подходит второй метод который за меньшее время измерения даст большую точность. Еще не маловажный момент - стабильность опорного генератора. Если вы хотите получить измерение с точностью 8 знаков, то Вам придется ставить термостабилизированный (не путать с термостатированным) генератор, а это весьма дорогое удовольствие. wink.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mish40
сообщение Apr 28 2006, 13:37
Сообщение #10


Участник
*

Группа: Новичок
Сообщений: 15
Регистрация: 15-12-05
Пользователь №: 12 250



Цитата(Alexey_N @ Apr 27 2006, 22:32) *
Цитата(rezident @ Apr 27 2006, 19:53) *

Огласите величину "хорошей точности" и насколько сигнал на синус похож?
Самый простой способ (ИМХО) - компаратор и схема захвата у какого-нибудь таймера какого-нибдь микроконтроллера.

1.Хорошая точность в моем понимании выглядит примерно так:
F = 1 000,001 Гц
или так:
F = 1 000,0001 Гц
2. Думается, что сигнал может состоять из чистого синуса с амплитудой = 1В,
плюс шум, с Urms = 100 мВ в полосе, например 10 кГц.
3. Можно ли как-то оценить к чему приведет дребезг срабатывания компаратора?

Дребезга компаратора не будет, если сделать компаратору гистерезис. Просто шум приведет к тому, что длительности соседних периодов будут отличаться на некоторую случайную величину. На сколько я понимаю постановку задачи, это и будет основной погрешностью измерения.
Очевидно, что она будет зависеть от параметров шума.
Я бы сперва смоделировал ситуацию (например на Матлабе) чтобы оценить ошибку.
А дальше можно по-простому усреднять, если на это есть время.
Повышение точности равно квадратному корню из числа усреднений.

Ну и опорный генератор, само собой, должен быть стабильным.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexey_N
сообщение Apr 28 2006, 17:49
Сообщение #11


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 308
Регистрация: 12-05-05
Из: мск
Пользователь №: 4 943



Цитата(Sasok @ Apr 28 2006, 14:37) *
А чем не устраивает TDC-GP1???

А зачем такая точность? cranky.gif

Прикольная железочка smile.gif. Спасибо за наводку, весьма любопытно. Однако меня интересует не столько "железная" реализация вопроса сколько выбор правильного алкогоритма.

Цитата(AlexanderX @ Apr 28 2006, 16:58) *
2. Измерение количества импульсов опорного генератора за время N-периодов входной частоты. Применяется для низких входных частот.

Для вашей задачи больше подходит второй метод который за меньшее время измерения даст большую точность. Еще не маловажный момент - стабильность опорного генератора. Если вы хотите получить измерение с точностью 8 знаков, то Вам придется ставить термостабилизированный (не путать с термостатированным) генератор, а это весьма дорогое удовольствие. wink.gif

Да, насчет опорного генератора я в курсе, именно такая цацка и применяется. А как расчитывать точность за N периодов, что-то не соображу, может отоварите формулой?

Цитата(Mish40 @ Apr 28 2006, 17:37) *
Цитата(Alexey_N @ Apr 27 2006, 22:32) *

Цитата(rezident @ Apr 27 2006, 19:53) *

3. Можно ли как-то оценить к чему приведет дребезг срабатывания компаратора?

Дребезга компаратора не будет, если сделать компаратору гистерезис. Просто шум приведет к тому, что длительности соседних периодов будут отличаться на некоторую случайную величину. На сколько я понимаю постановку задачи, это и будет основной погрешностью измерения.
Очевидно, что она будет зависеть от параметров шума.
Я бы сперва смоделировал ситуацию (например на Матлабе) чтобы оценить ошибку.
А дальше можно по-простому усреднять, если на это есть время.
Повышение точности равно квадратному корню из числа усреднений.

Разумеется гистерезис, разговор о "дребезге" - это естественно разговор о влиянии шума на точность измерения периода. Моделировать это дело конечно можно,... но, блинн, опять моделировать, "радиолюбительство" меня уже доконало sad.gif. Может всё-таки как-то наловчиться да посчитать? Уж больно простенькие процессы, наверняка уже сто раз в книжках про буратину всё описано... вот только я торможу, да книжек правильных под рукой нет...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Apr 28 2006, 17:55
Сообщение #12


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(AlexanderX @ Apr 28 2006, 16:58) *
Существуют, как мне известно, два основных метода измерения частоты.

1. Измерение колиства входящих импульсов за единицу времени. Применяется для высоких входных частот.

2. Измерение количества импульсов опорного генератора за время N-периодов входной частоты. Применяется для низких входных частот.

Для вашей задачи больше подходит второй метод который за меньшее время измерения даст большую точность. Еще не маловажный момент - стабильность опорного генератора. Если вы хотите получить измерение с точностью 8 знаков, то Вам придется ставить термостабилизированный (не путать с термостатированным) генератор, а это весьма дорогое удовольствие. wink.gif
Добавлю ещё один метод, основанный на самОм определении частоты, о котором частенько забывают. Вот в этой теме его ранее изложил. До сих пор считаю его самым правильным. Флуд просьба игнорировать.
Для измерения частоты НЧ сигнала способ можно существенно упростить. Если интересно - расскажу как.
А чем термостабилизированный генератор отличается от термостатированного? blink.gif
Может, речь о термокомпенсированном шла? Дык, и ему термостат не помешает...


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
LordN
сообщение Apr 28 2006, 18:18
Сообщение #13


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 704
Регистрация: 15-10-05
Из: г.Томск
Пользователь №: 9 686



Цитата(Stanislav)
Вот в этой теме его ранее изложил.
я почти чайник в этой теме, где можно почитать/поглядеть подробности метода, для чайников?


--------------------
C уважением, LordN.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Apr 28 2006, 20:04
Сообщение #14


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(LordN @ Apr 28 2006, 22:18) *
Цитата(Stanislav)
Вот в этой теме его ранее изложил.
я почти чайник в этой теме, где можно почитать/поглядеть подробности метода, для чайников?
Подробности - самО определение мгновенной частоты, которая в случае стационарного гармонического колебания совпадает с просто частотой:
dФ/dt = 1/T,
где Ф - фаза, t - время, T - период.
Из этого следует, что сдвиг частот двух генераторов численно равен отношению сдвига их фаз к времени интервала наблюдения. Для простоты представим, что в начальный момент измерения времени фазы генераторов совпадают. Тогда:
delta F = delta Ф / delta t,
где delta F - сдвиг частоты, delta Ф - разность фаз генераторов в конце измерения, delta t - время измерения. smile.gif
Задача в упомянутой теме была несколько сложнее - там частота была 10 МГц, кроме того, время измерения жёстко лимитировано. Для обеспечения возможности оцифровки сигнала недорогим и точным АЦП (напр., сигма-дельта), я предложил спустить её в "базу", т.е, низкочастотную область, используя в качестве "гетеродина" один из генераторов. Замечательно, что информация о фазовом набеге при таком преобразовании не теряется и не изменяется. Далее всё понятно...
В этом же случае нет нужды в каком-либо частотном преобразовании испытуемого генератора, а частоту опорного можно просто поделить на 10 000 (только большой джиттер делителя при этом нежелателен). В качестве анализатора вполне можно использовать комп, а сигналы просто подать на вход аудиоплаты! Далее, "заграница нам поможет" своей матлабовской аватарой. smile.gif
От влияния шумов и джиттера генераторов можно избавиться увеличением времени измерения.

ЗЫ. Это всё "на пальцах". При необходимости, могу расписать подробно.


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rest1234
сообщение Apr 29 2006, 09:36
Сообщение #15


Участник
*

Группа: Свой
Сообщений: 35
Регистрация: 5-09-05
Из: Киев
Пользователь №: 8 262



я видел пример реализации на микроконтроллере устройства для выявления скрытой проводки. Там микроконтроллер отделял волны с частотой сети переменного тока путём подачи усиленных волн на вход таймера-счетчика микроконтроллера.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V   1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 24th June 2025 - 17:23
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01672 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016