Измерение частоты Опции

[poweroff]

Добрый день.
Передо мной поставлена задача измерить частоту 1,8 МГц±300 кГц, с точностью до 10-100Гц. Вся загвоздка состоит в том что длительность этого сигнала не более 4,2 мкс ± 400нс.
Хотел бы выслушать ваши предложения, как это можно реализовать(хотя бы концепцию).
Так же это устройство должно быть как можно проще и дешевле.
Спасибо.

[poweroff]

Всем спасибо за ответы(я даже не ожидал что дискуссия будит такой активной).
Попытаюсь прокомментировать некоторые ответы.

Lmx2315

что если оцифровать ваш сигнал допустим на 10 мгц , сместить в цифре в ноль на комплексном смесителе с гетеродином 1.8 МГц , вычислить фазу между I и Q составляющими сигнала ошибки (на CORDICe) ,два раза , посчитать разницу и перевести в частоту?
чтобы добиться точности гетеродин 1.8 мгц делаем из стабильного источника на цифровом DDS c большим аккумулятором, фазу измеряем с разрядностью , не знаю, 18 бит например.

rx3apf

У человека есть всего лишь ~7 периодов измеряемой частоты, и, как я понимаю, измерение надо по одной такой пачке и сделать....

Да именно так, следующая пачка может быть уже с другой частотой.

_pv

всё прекрасно пойдёт, только вот зачем смещать вниз?
если есть оцифрованыый кусок длительностью в 4мкс, с десятком периодов частоты и сотней отсчётов, почему бы прям по нему FFT не сделать и не посмотреть где находится максимум?
то что полоса одного отсчёта спектра будет 250кГц не страшно, надо просто с достаточным SNR оцифровать, и на результат FFT около максимума натянуть на несколько точек какую-нибудь параболу (ну или честно гаусса e^(-x^2)) и найти где именно у неё находится максимум с необходимой точностью.

Использование этого метода потребует очень быстродействующего АЦП, тоесть дорогого, импортного. А необходимо решить задачу "дёшево и сердито", и всё должно быть с 5 приёмкой.

PLain

Полностью присоединяюсь, ТЗ отпето политически ангажировано.

Это вышло случайно

Lmx2315

..в каждой пачке может не один и тот же сигнал быть, а 1.8 МГц +- разная дельта, может они так информацию передают. Может доплер измеряют.

Не Доплер, приём некой аналоговой информации. В каждой пачки всегда одна и таже частота, в разных пачках может находится разные частоты, а может и совпадать, это случайный процесс.

PLain

Ну, последний раз автор сдвигал некие 915 МГц RFID — может не то и не туда сдвинул, вот и упёрся в данную тему.

Нет, с той темой эта задача не связанна. Ту тему, успешно сдали заказчику с месяц назад.

rx3apf

Если топикстартер еще чуток "урежет осетра" по разрешающей способности, может быть "малой кровью" и удастся что-то сделать.

"Урезать осётра" боюсь не получится. Но можно исходный сигнал (1,8 МГц) умножить на 32 (57,6 МГц), тем самым и разброс частоты увеличится в 32 раза, с 300 кГц до 9.6 МГц. А значит и точность можно понизить в 32 раза.
А далее оцифровать умноженный сигнал АЦП с частотой дискретизации меньшей чем частота сигнала (перенос частоты на АЦП). После разложить на квадратуру, измерить фазы а затем и узнать частоту.
Правда умножение ухудшает фазовые шумы сигнала, что ведёт к увеличению временной нестабильности, то есть возрастает погрешность измерения, но вот на сколько, затрудняюсь ответить.

Так же хочу отметить что длительность сигнала и частота связанны, при любой частоте в сигнале будет всегда ровно 7 периодов.

[_pv]

_pv
Использование этого метода потребует очень быстродействующего АЦП, то есть дорогого, импортного. А необходимо решить задачу "дёшево и сердито", и всё должно быть с 5 приёмкой.

про "вместо дорого и импортного поставить дешевое, сердитое и отечественное, но с 5й приёмкой" - совсем не понял. ничего не перепутали?

АЦП c частотой как минимум 10МГц в любом случае понадобится, чтобы оцифровать 2МГц сигнал.
перевести как-либо в аналоге сигнал в напряжение (или спустить в 0) чтобы потом один раз очень медленным, но точным АЦП измерить не получится, как отметил blackfin, 10Гц от 2МГц это 5ppm. вольты с такой точностью мерить сложно, тем более отечественными АЦП с 5й приёмкой.

если 10МГц это много, можно через udersampling попробовать с АЦП на 1МГц, но тогда SNR нужен будет раза в 3 лучше.
для 10МГц надо было ~40дБ для ошибки в 100Гц и ~60дБ для ошибки в 10Гц.
для 1МГц будет на 10дБ больше, но там уже будет всего 4 отсчёта за 4мкс, и нелинейность АЦП вылезет.

Lmx2315 еще раз спрошу: зачем после оцифровки переносить частоту вниз, что это даст?
там же всего 40 отсчётов получится за 4мкс при 10МГц, почему сразу по ним частоту не посчитать?

[Lmx2315]

Lmx2315 еще раз спрошу: зачем после оцифровки переносить частоту вниз, что это даст?
там же всего 40 отсчётов получится за 4мкс при 10МГц, почему сразу по ним частоту не посчитать?

..нравится мне всё в ноль сносить, может и нет смысла, не настаиваю.
з.ы.
я видел смысл в сравнении входного сигнала с сигналом эталона - гетеродина и высчитывать ошибку, относительно него.
Всё таки мы измеряем не какую-то неизвестную частоту а заранее известную с известной областью ошибки, этим надо пользоваться.
Ещё сброс в ноль позволит понизить шумы АЦП за счёт андерсеплинга и упростить обработку на МК за счёт снижения тактовой.