частотомер на MSP430F5419 Опции

[vadim68]

Написал программу частотомера используя описание –GM- (использую метод захвата и усреднение 200 измерений
на секундном интервале, мк MSP430F5419 предделитель на 8 на 74AC4520)
но несколько смущают показания :
сам себя –показывает одинаково значение указанное в программе для частоты
кварца 16007878.0 , а вот часовой кварц и внешний генератор 50.0Mh

32768.0464
32768.0469
32768.0472
32768.0465
32768.0464 … +-0.01

49997448.6
49997447.3
49997447.8
49997447.6
49997448.1… +-1герц

То есть кратковременная стабильность порядка 2-5 на 10-8 ?
Как добиться лучшей стабильности ?

[rezident]

Каким образом секундный интервал отмеряете? Захват синхронный или асинхронный?

[Tanya]

Написал программу частотомера используя описание –GM- (использую метод захвата и усреднение 200 измерений
на секундном интервале, мк MSP430F5419 предделитель на 8 на 74AC4520)
но несколько смущают показания :
сам себя –показывает одинаково значение указанное в программе для частоты
кварца 16007878.0 , а вот часовой кварц и внешний генератор 50.0Mh
.......................................
Как добиться лучшей стабильности ?

Какой смысл усреднять 200 односекундных измерений? Может, сразу - 200 секунд измерять..., если не нужна функция распределения.
Ясное дело, что измерять собственную частоту прибор будет с нулевой погрешностью и будет давать Вам данное Вами же число ... Даже если кварц нестабилен...
То, что Вы делаете при измерении внешнего сигнала... иногда это измерение нестабильности Вашего кварца... иногда - внешнего.
Повысить стабильность - стабилизировать все питания и температуру - воспользуйтесь поиском по Форуму.

[vadim68]

resident
Захват синхронный , таймер TB0 тактируется от SMCLK=16Mh
вход захвата = PIN44 TB0.1 P4.1 соединен с TA1CLK (PIN 25 P2.0)
таймером А1 подсчитываем импульсы TA1CLK (PIN 25 P2.0 )
вход захвата таймера A1 P8.6 TA1.1 соединен с ним же
(пробовал програмно захватывать A1, работает чуть хуже)
В прерывании по захвату таймера B0 сохраняем значения таймеров
и запрещаем прерывания по захвату

При некоторой термостабилизации стабильность повысилась!
На неделе надеюсь раздобыть более стабильный опорник чем кварц.

tanya
Эти 200 измерений производятся за 1 секунду все вместе
метод описывал -GM- в теме
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...9796&st=225

[Tanya]

tanya
Эти 200 измерений производятся за 1 секунду все вместе
метод описывал -GM- в теме
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...9796&st=225

Я читала... Но какой смысл в усреднении 200 измерений, понять не могу.

[vadim68]

Если измерять 200 секунд ,
то точность повысится?
Подразумеваются 200 независимых измерений за 1 сек;
если конечно частоты опорного и измеряемого генератора независимы

[Tanya]

Если измерять 200 секунд ,
то точность повысится?
Подразумеваются 200 независимых измерений за 1 сек;
если конечно частоты опорного и измеряемого генератора независимы

Ваша точность зависит от точности совпадения фронтов. Поэтому измерять N раз, а потом усреднять хуже, чем измерять один раз за время в N раз большее.

[vadim68]

Чем же хуже?
Одно измерение:
По фронту измеряемого сигнала запоминаем с точностью +- такт
значение счетчика опорных импульсов
(частоты независимы поэтому может быть как +1такт так и минус)
и текущее значение входных импульсов (второй счетчик)
Через приблизительно секунду повторяем эти действия
(оба счетчика всегда продолжают считать)
Вычисляем частоту:
F=(M_NEW-M_OLD)*F_OPOR/(N_NEW-N_OLD);
M-счетчик входных импульсов N-счетчик опорных импульсов
F_OPOR частота опоры
Но фронтов то у нас много!
Так что можно вначале запомнить много пар (M_OLD,N_OLD)
(через несколько фронтов входного сигнала между каждым измерением )
а через приблизительно секунду еще столько же (M_NEW,N_NEW)
и эти двойные пары (M_OLD[I],N_OLD[I]) (M_NEW[I],N_NEW[I])
при разных I должны давать независимые значения
при этом время измерения возрастет незначительно

Сообщение отредактировал vadim68 - Jul 2 2011, 17:44

[Tanya]

Чем же хуже?
....
Но фронтов то у нас много!

Как точнее измерить длину нитки? Измерить ее длину один раз, или, разрезав ее на куски... Абсолютная погрешность одинаковая, а относительная обратно пропорциональна длине... А если кусками, то в квадратный корень из числа кусков будет хуже.
А если Вы думаете, что осуществив сколько-то там захватов за определенный промежуток времени, Вы получите значительно лучшее измерение, чем один, то зря...

[=GM=]

1) Похоже, вы забыли или не делали лабы по физике, измеряя один и тот же вес 10 раз и статистически обрабатывая результаты измерений :-).

2) Государственная служба точного времени и частоты выдаёт стабильную частоту, обрабатывая частоты 16 независимых атомных генераторов, зачем спрашивается?

[Tanya]

1) Похоже, вы забыли или не делали лабы по физике, измеряя один и тот же вес 10 раз и статистически обрабатывая результаты измерений :-).

2) Государственная служба точного времени и частоты выдаёт стабильную частоту, обрабатывая частоты 16 независимых атомных генераторов, зачем спрашивается?

1. Тоже полагаете, что для более точного измерения веса выгоднее разрезать взвешиваемое на части? Только если весы не выдерживают. Взвешивание немного отличается от сопоставления периодов, однако. И весы немного разные... Взвешивала... больше, чем большинство... И не стану усреднять результаты весов разных классов или полученные с помощью древних разновесов разных классов.
2. Или можно было бы удлинить время измерения одного генератора... Если генераторы по сути одинаковые.
Но вычислять внутри одного временного интервала различные промежуточные значения бессмысленно.
----------------------
Вот представим, что мы с Вами бежим вместе. Думаю, что длина Вашего шага больше. Представим еще (без ограничения общности), что скорости наши равны - мы болтаем на бегу о теории измерений. Некто с некоторой точностью засекает моменты, когда мы ступаем одновременно в одно и то же место (не наступаем на пятки, естественно, а в места, равноудаленные от старта).
Так вот - нет никакого смысла вычислять промежуточные отношения длин наших шагов для последующего усреднения - нужно брать максимально возможный интервал совпадений на данной дистанции - примерно ее длину. Иначе мы бегали и болтали попусту.

[vadim68]

Tanya
Если показания обычным измерением за 200 секунд те же что и за 2 секунды
методом с захватом c усреднением – разве не лучше более быстрое измерение ?



Попробовал увеличить число измерений до 400 - столкнулся с проблемой
в иаре как то нужно указывать сегменты памяти для MSP4305419, (иначе не работает)
может кто знает где это посмотреть?

[Tanya]

Если показания обычным измерением за 200 секунд те же что и за 2 секунды
методом с захватом c усреднением – разве не лучше более быстрое измерение ?

Вы что-то путаете меня (или не только меня?). Что такое "обычное измерение".
Моя простая мысль состоит в том, что ничего не нужно усреднять в Вашем случае, а нужно измерять методом совпадений фронтов (то, что Вы называете "захватом"?) максимально допустимое время для получения самого точного результата среднего отношения.
Мне вот кажется (очевидным), что измерение за 200 секунд даст более точное значение, чем за 2 секунды.
Вот представим себе, что совпали фронты (считаем от первого совпадения) 5-й и 1-й ..... 5000001-й и 1000002-й.
Так вот, - для получения среднего отношения периодов нужно поделить последние числа, а не морочить себе голову промежуточными совпадениями, которых будет примерно миллион. А отрезков между совпадающими фронтами можно будет насчитать почти миллион в квадрате пополам. Заметим еще, что число совпадений зависит от точности определения события совпадения фронтов.

[vadim68]

Может быть я неверно понимаю работу схемы захвата
но вроде мы не ждем совпадения фронтов входного и опорного сигнала,
- просто запоминаем значение счетчика опорного генератора и счетчика входных импульсов в момент фронта входного сигнала
Погрешность в идеальном случае будет +- такт опорного (16Mh), некоторая сложность
есть в том, что действительно одновременно запомнить эти значения нельзя, но
задержка в тактах относительно начала фронта при захвате в начале измерения и
при захвате в конце будет практически одинаковой, а за счет статистики
мы улучшаем точность

[rx3apf]

задержка в тактах относительно начала фронта при захвате в начале измерения и
при захвате в конце будет практически одинаковой, а за счет статистики
мы улучшаем точность

Все равно результат не будет точнее, чем если работать по двум отметкам на 200-секундном интервале. Поэтому, если нет потребности наблюдать результаты в этом промежутке (типа чтобы хоть что-то увидеть через секунду, с постепенным улучшением точности в процессе), то и не надо усложнять. Лучше тогда уж сделайте интерполятор, чтобы дополнительно измерять разбег фронтов. Сразу улучшение точности на порядок-два получите.

[Tanya]

Может быть я неверно понимаю работу схемы захвата
но вроде мы не ждем совпадения фронтов входного и опорного сигнала,
- просто запоминаем значение счетчика опорного генератора и счетчика входных импульсов в момент фронта входного сигнала

А что же мы (Вы) таким образом делаем? Это-то и есть совпадение с той самой, указанной Вами, точностью.

Все равно результат не будет точнее, чем если работать по двум отметкам на 200-секундном интервале.

И всегда будет менее (в отношение времен интервалов измерения) точным за исключением вырожденного случая точно кратных частот.

[shkal]

А какая точность опорного генератора? При опоре 16 МГц и времени гейта 1с ошибка счёта +-1 импульс будет +-0.06 ppm. Эта ошибка уменьшается при усреднении, а ошибка частоты опоры - нет.
Если опорный генератор имеет худьшую точность, имеет ли смысл усреднение в принципе?

Сообщение отредактировал shkal - Jul 4 2011, 14:27

[Tanya]

Лучше тогда уж сделайте интерполятор, чтобы дополнительно измерять разбег фронтов. Сразу улучшение точности на порядок-два получите.

Может, я чего-то недопоняла... Похоже, идея у автора (метода) именно в том, что может получиться статистический интерполятор...
Если взять несколько близких точек старта и одну точку финиша (или наоборот) - отрезки получатся вложенные... Точность может даже в корень из числа отрезков улучшиться.
Но автор топика в посте номер 8 писал совсем другое (?), или я его неправильно поняла.

[rx3apf]

Может, я чего-то недопоняла... Похоже, идея у автора (метода) именно в том, что может получиться статистический интерполятор...
Если взять несколько близких точек старта и одну точку финиша (или наоборот) - отрезки получатся вложенные... Точность может даже в корень из числа отрезков улучшиться.

А, вообще-то да, логично. Тогда да, дополнительный интерполятор вроде как уже и не требуется...