Hallo Leute. Ich habe mal eine ganz prinzipielle Frage zu dem Funktionsprinzip eines Reziprogzählers. Hier im Mikrocontrollernet hat der Axel ja mal eine Erklärung reingestellt. Es werden Signalfrequenz und Referenzfrequenz getrennt mit exakt der gleichen Torzeit gezählt und dann die beiden Ergebnisse verrechnet. Da steht unter anderen folgende Berechnungsformel drin. Angezeigte Frequenz = Gezählte Takte der Signalfrequenz * Referenzfrequenz/ Gezählte Takte der Referenzfrequenz. Dadurch soll die Torzeit keinen Einfluss auf die Genauigkeit mehr haben. Jetzt kann man die Formel erweitern. Angezeigte Frequenz = ( Signalfrequenz Torzeit Referenzfrequenz ) / ( Torzeit * Referenzfrequenz ) Jetzt kann man die Torzeit und die Referenzfrequenz rauskürzen und übrig bleibt die Signalfrequenz. Danach hätte die Höhe der Referenzfrequenz auch keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit? Wo liegt hier mein Denkfehler? In einen anderen Thread hatte ich die Frage gestellt wie man einen Frequenzzähler für einen Spektrumanalyzer aufbaut. Da es hier um ein grundsätzliches Verständnisproblem meinerseits zu handeln scheint, habe ich einen neuen Thread geöffnet. Wer kann mich schlauer machen? Ralph Berres
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Ralph B. schrieb: > Wo liegt hier mein Denkfehler? Du hast unter dem Bruchstrich "Gezählte Takte der Referenzfrequenz" durch "Referenzfrequenz" ersetzt!
Konrad S. schrieb: > Ralph B. schrieb: >> Wo liegt hier mein Denkfehler? > > Du hast unter dem Bruchstrich "Gezählte Takte der Referenzfrequenz" > durch "Referenzfrequenz" ersetzt! Ich hatte geschrieben Angezeigte Frequenz = Gezählte Takte der Signalfrequenz * Referenzfrequenz / Gezählte Takte der Referenzfrequenz. und dann obige Formel mit der Torzeit erweitert Also gezählte Takte der Signalfrequenz = Signalfrequenz * Torzeit Also gezählte Takte der Referenzfrequenz = Referenzfrequenz * Torzeit Angezeigte Frequenz = ( Signalfrequenz* Torzeit* Referenzfrequenz ) / ( Torzeit * Referenzfrequenz ) In der zweiten Formel hatte ich oben aber über dem Bruchstrich die Multiplikationszeichen vergessen. Da bitte ich um Entschuldigung. Konrad S. schrieb: > Ralph B. schrieb: >> Wo liegt hier mein Denkfehler? > > Du hast unter dem Bruchstrich "Gezählte Takte der Referenzfrequenz" > durch "Referenzfrequenz" ersetzt! Ich blicke immer noch nicht dahinter, wo mein Denkfehler ist. Ralph Berres
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Vielleicht hilft Dir diese Erklärung weiter: http://www.mino-elektronik.de/Archiv/Elektronik25_1984.pdf Je höher die Frequenz der Zeitbasis ist, desto höher ist die Auflösung der Messung bei gleicher Messdauer. Mit 20 MHz Zeitbasis kann man bei einer Sekunde Messdauer 1/20E6 auflösen bei 1 MHz nur mit 1/1E6, weshalb bei höherer Frequenz mehr gültige Stellen angezeigt werden können. Die abs. Genauigkeit hängt aber nach wie vor von der Stabilität der Referenzfrequenz ab. Während bei obiger, uralter Beschreibung tatsächlich noch ein Tor verwendet wird, ist bei aktueller Auswertung mit nicht lückenden Messungen der Begriff 'Torzeit' nicht mehr angemessen.
Start und Stop der Zählerketten erfolgt üblicherweise synchron mit dem Eingangssignal und deshalb ist die Torzeit nicht mehr konstant. Die Torzeit sagt nur es wird Zeit mit dem zählen aufzuhören aber das passiert erst mit der nächsten Flanke des Eingangssignales.
Hans-Georg L. schrieb: > Die Torzeit sagt nur es wird Zeit mit dem zählen aufzuhören aber das > passiert erst mit der nächsten Flanke des Eingangssignales. Ja das ist schon klar. Es geht darum um das schwanken der letzten Stelle zu vermeiden. Aber wo in der Formel oben kann ich ableiten, das die Referenzfrequenz eben doch die Genauigkeit direkt beeinflusst? Nach der Formel könnte ich mir ja einen Quarzofen oder gar ein Rubidiumnormal sparen. Und das glaube ich nicht. Auf irgendwas muss sich die Frequenzmessung ja beziehen. Wo liegt der Fehler in der obigen Formel? Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Danach hätte die Höhe der Referenzfrequenz auch keinen Einfluss auf die > Messgenauigkeit? Egal wie Deine Auswerteschaltung aufgebaut ist, es läuft immer darauf hinaus, das Du eine unbekannte Frequenz/Impulsdauer mit einer bekannten Referenzfrequenz vergleichst. Deshalb wird die Genauigkeit der Referenz- frequenz immer unmittelbar auf das Meßergebnis durchschlagen. Durch geschickte Schaltung/Auswertung kannst Du nur erreichen, das die zusätzlichen systematischen Fehler so klein wie möglich werden bzw. teilweise ganz herausfallen.
Harald Das ist mir alles schon klar. Da es aber konkret um die Implementierung einer Berechnungsformel in einen Mikroprozessor gesteuerten Zähler geht, würde ich schon gerne wissen, was in der obigen Formel falsch ist. Aus der obigen Formel würde nach meinen Verständnis ja eindeutig hervorgehen, das sich sowohl die Torzeit ( erwünscht ) als auch die Referenzfrequenz rauskürzt. Und das glaube ich einfach nicht, was du ja schon bestätigt hast. Also muss entweder in der Formel irgendwo ein Fehler stecken, oder ich kapiere irgendwas bei der Formel nicht? Ralph Berres
Die gezählten Takte sind jeweils ganzzahlige Werte.
Ralph B. schrieb: > > Aber wo in der Formel oben kann ich ableiten, das die Referenzfrequenz > eben doch die Genauigkeit direkt beeinflusst? Nach der Formel könnte ich > mir ja einen Quarzofen oder gar ein Rubidiumnormal sparen. Und das > glaube ich nicht. Wenn du die Referenzfrequenz rauskürzt ist die Torzeit deine Referenz und die leitest du dann von einer Referenzfrequenz ab.
Ralph B. schrieb: > Also muss entweder in der Formel irgendwo ein Fehler stecken, oder ich > kapiere irgendwas bei der Formel nicht? Ich habe mich, ehrlich gesagt, mit der Formel nicht besonders gründlich beschäftigt und kann so auch nicht genau sagen, wo der Fehler liegt. Mein Beitrag ist eher auf logische Überlegung und jahrzehntelanger Erfahrung in der Meßtechnik begründet. Genaue Fehlerrechnungen verlangen inzwischen sehr gute Kenntnisse in der höheren Mathematik. Deshalb habe ich solche Rechnungen auch den Kollegen überlassen, die Mathematik studiert haben. :-)
Hans-Georg L. schrieb: > enn du die Referenzfrequenz rauskürzt ist die Torzeit deine Referenz > und die leitest du dann von einer Referenzfrequenz ab. Die Torzeit kann man bei dem Verfahren fast willkürlich setzen. Einzige Einschränkung die Torzeit muss mindestens so lange sein das eine Periode der zu messende Frequenz rein passt. Sie geht demnach nicht in das Ergebnis ein. ( Zeigt ja auch die Formel, weil die Torzeit sowohl über als auch unter dem Bruchstrich stehen). Allerdings steht die Referenzfrequenz auch sowohl über als auch unter dem Bruchstrich. Kann es sein das die Differenz zwischen vorgegebener Torzeit und der durch die Synchronisierung tatsächlich erzeugte Torzeit dafür zuständig ist, das die Referenzfrequenz doch eine Rolle spielt? Kann ich fast nicht glauben. Das ist ja nicht mal eine Periode der Referenzfrequenz. Dann bitte ich aber mal die obigen Formel durch diese Tatsache zu erweitern. Damit einem das mal klar wird. Ich habe übrigens mal nach Reziproke Frequenzmessverfahren gegoogelt. Da taucht immer die selbe Formel auf. Allerdings habe ich keine Links zu renomierten Herstellern gefunden, die genau diese Formeln bestätigen. Ich tappe also nach wie vor im Dunkeln. Ralph Berres
Harald W. schrieb: > Mein Beitrag ist eher auf logische Überlegung > und jahrzehntelanger Erfahrung in der Meßtechnik begründet. Mein Bauchgefühl gibt dir ja recht. Aber mein Kopf sagt, das man nicht alles unbesehen glauben soll, und alles kritisch hinterfragen soll, bis auch die letzten Fragen geklärt sind. So hatte ich die Formel mal mit verschiedene Referenzfrequenzen ( 10MHz, 5 MHz, 10.000001MHz usw. ) angewendet, und immer die richtige Signalfrequenz, die angezeigt werden würde, rausbekommen. Und das glaube ich einfach nicht. da würde ich gerne meinen Denkfehler aufdecken. Vielleicht weis ja einer wie die Messgeräteschmieden das berechnen. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Also muss entweder in der Formel irgendwo ein Fehler stecken, > oder ich kapiere irgendwas bei der Formel nicht? Noch anders: Du darfst nicht so rechnen, wie Du gerechnet hast. m.n. hat den entscheidenden Hinweis geliefert: Die Zählerstände sind jeweils GANZZAHLIG. "Torzeit mal Signalfrequenz" müsste theoretisch eine einheitenlose Anzahl mit Nachkommastellen ergeben - praktisch ist der Zählerstand jedoch immer eine ganze Zahl. Außerdem entsteht ja gerade KEIN definierten Zählerstand z, sondern nach Lust und Laune "z" oder "z+1". Das ist keine normale Mathematik mehr! Du darfst somit "gezählte Impulse" NICHT einfach durch "Zeit mal Frequenz" ersetzen! Das Ganze ist letztlich ein Problem der Numerik; Ziel der Aktion ist ja, den Abbruchfehler, der durch die ganzzahligen Zählerstände entsteht, möglichst gering zu halten. Zudem kommt durch die unbekannte Phasenbeziehung zwischen Mess- signal und Referenzfrequenz ein zufälliges Element hinzu - der Zählerstand kann "z" oder "z+1" sein. Auch wenn die Formeln wie normale mathematische Ausdrücke aussehen, so sind sie doch keine! Übliche Rechenregeln gelten nicht.
Ralph B. schrieb: > Mein Bauchgefühl gibt dir ja recht. > Aber mein Kopf sagt, das man nicht alles unbesehen glauben soll, und > alles kritisch hinterfragen soll, bis auch die letzten Fragen geklärt > sind. Da gebe ich Dir recht. Ich habe allerdings mehr mechanische als elektrische Messungen gemacht. Da spielten irgendwelche Feferenz- frequenzen keine Rolle. Aber z.B. die unterschiedliche Lichtge- schwindigkeit in Vacuum und Luft. :-) Für Präzisionsmessungen muss man sich gewissermaßen eine neue Denkungsweise angewöhnen und solche Sätze wie: "Das wurde schon immer so gemacht" aus seinem Wortschatz streichen. :-)
Ralph B. schrieb: > So hatte ich die Formel mal mit verschiedene Referenzfrequenzen ( 10MHz, > 5 MHz, 10.000001MHz usw. ) angewendet, und immer die richtige > Signalfrequenz, die angezeigt werden würde, rausbekommen. Dann ist das Meßverfahren doch in Ordnung! Auch ich habe mir die obige Formel nicht näher angesehen, aber der Zusammenhang zwischen Referenzfrequenz und Auflösung bei gleich Messdauer sollte Dir doch aufgefallen sein?
Wenn du die Referenzfrequenz rauskürzt landest du bei einer ganz normalen Frequenzmessung über Torzeit. Du hast ja auch den Referenzfrequenzzähler damit herausgeworfen. Das ist einfach nicht mehr die gleiche Schaltung.
Possetitjel schrieb: > Außerdem entsteht ja gerade KEIN definierten Zählerstand z, > sondern nach Lust und Laune "z" oder "z+1". Das ist dann die letzte Stelle die schwankt. Demnach würde bei 10MHz Referenzfrequenz und 1 Sekunde Torzeit nur 7 Stellen angezeigt werden ( mit Unsicherheit der letzten Stelle um +-1 ). Die Referenzfrequenz muss dann nur auf 10exp7 stabil und genau sein. Possetitjel schrieb: > Zudem kommt durch die unbekannte Phasenbeziehung zwischen Mess- > signal und Referenzfrequenz ein zufälliges Element hinzu - der > Zählerstand kann "z" oder "z+1" sein. Sollte eigentlich durch die Synchronisierung mit Hilfe des D-Latches am Eingang des Tores vermieden werden. Zumindestens das Schwanken der letzten Stelle. Possetitjel schrieb: > Übliche Rechenregeln gelten nicht. Welche denn? kannst du mir das mal auseinanderklabüstern? m.n. schrieb: > aber der > Zusammenhang zwischen Referenzfrequenz und Auflösung bei gleich > Messdauer sollte Dir doch aufgefallen sein? Ja das ist mir schon klar, wobei du sicherlich die Anzahl der Stellen meinst. Auflösung hat aber noch nichts mit Genauigkeit zu tun. Hans-Georg L. schrieb: > Wenn du die Referenzfrequenz rauskürzt landest du bei einer ganz > normalen Frequenzmessung über Torzeit. Du hast ja auch den > Referenzfrequenzzähler damit herausgeworfen. Das ist einfach nicht mehr > die gleiche Schaltung. Das musst du mir mal genauer erklären. Hier stehe ich ehrlich gesagt auf dem Schlauch. Irgendwie will es mir immer noch nicht in den Kopf wo jetzt die Referenzfrequenz sich in der Anzeige wiederspiegelt, oder anders , wie lautet denn jetzt die richtige Formel die ich implementieren muss? Ralph Berres
Ralph, die Formel ist richtig, und Du hast Dich auch nicht verrechnet. m.n. hat die Erklärung schon gegeben: Wenn Du Torzeit*Signalfrequenz ausrechnest, dann kommt da meistens eine Zahl wie 2,6 oder 1,03 o.ä. heraus (also eine reelle Zahl, wenn Du Dich noch an den Matheunterricht erinnerst). Dasselbe passiert mit Torzeit*Referenzfrequenz. Deine Zähler zählen aber nur ganze Perioden und liefern als Messwerte deshalb nur ganze Zahlen: 0, 1, 2 usw.; reelle Zahlen, wie 2,6 o.ä. können die nicht ausgeben. Deshalb liefert die Formel, wenn Du die Zählerstände einsetzt, nicht immer die genaue Signalfrequenz, sondern die Stellen nach dem Komma springen. Wegen der Messmethode (es werden nur ganze Perioden gezählt), liefert die Formel nur einen Näherungswert der wirklichen Signalfrequenz. Genaue Werte bekämst nur, wenn Du zusätzlich auch noch die Phase der Signale messen würdest. Alles klar? Hartmut
Hartmut Das ist mir alles schon klar. Was mir nicht klar ist, wo die Referenzfrequenz in das Zählergebnis eingeht. Es scheint nach der Formel vollkommen egal zu sein, ob ich als Referenzfrequenz 10MHz oder 10,01 MHz habe ( um es jetzt mal extrem auszudrücken ). Ich bekomme rechnerisch als Ergebnis immer die richtige Frequenz raus. ( was ich aus der Formel so abgeleitet habe ). Bei der klassischen Zählmethode geht die Referenzfrequenz direkt in das Ergebnis mit ein, weil er dann einfach zuviel Signalperioden zählt. Aber hier? Hartmut schrieb: > Deine Zähler zählen aber nur ganze Perioden und liefern als Messwerte > deshalb nur ganze Zahlen: 0, 1, 2 usw.; reelle Zahlen, wie 2,6 o.ä. > können die nicht ausgeben. Deswegen gibt es ja eine Synchronisierschaltung die dafür sorgt das dass Tor erst dann geöffnet wird, wenn dieSignalfrequenz sich auf einer abfallende Flanke befindet. Genauso wird das Schließen des Tors synchronisiert. Der Fehler kann also maximal 1 Periode der Referenzfrequenz betragen ( eben die +-1 Digit an der letzten Stelle ) aber das erklärt mir noch nicht , wie die Referenzfrequenz in das Ergebnis mit eingeht. Ralph
Ralph B. schrieb: > Ja das ist mir schon klar, wobei du sicherlich die Anzahl der Stellen > meinst. Auflösung hat aber noch nichts mit Genauigkeit zu tun. Doch! Es nützt Dir nichts, eine Genauigkeit der Referenzfrequenz von 1E-9 zu haben, wenn das Ergebnis wegen mangelnder Auflösung nur z.B. 6-stellig ausgegeben werden kann. Den Fehler aus der Synchronisierung hat man immer und bei "z+1" (ich übernehme das einfach mal so) wird der rel. Fehler mit größerem "z" nunmal kleiner. Eine hohe Referenzfrequenz sorgt für ein großes "Z" (um das mal deutlicher zu machen ;-) und damit für einen kleineren Fehler - zunächst bei der Auflösung. Erst, wenn die Auflösung hinreichend groß ist, kommt die Genauigkeit der Referenzfrequenz ins Spiel.
Weil ich jetzt mal wissen wollte wie sich die Referenzfrequenz bei einen realen Frequenzzähler, welches ebenso nach dem Reziproken Verfahren arbeitet, habe ich meinen Racal Dana 1992 genommen und eine Externe Referenz von einen Signalgenerator eingespeist, und mit einen zweiten Signalgenerator 10MHz an den Eingang gelegt. Beide Signalgeneratoren ( Rohde&Schwarz SML03 ) hängen an der gleichen 10MHz Referenzfrequenz. Fazit bei 9MHz Referenzfrequenz zeigt mein Racal 11,1111 MHz an und bei 11 MHz Referenz 9,0909 MHz an. Die Formel wie der Racal intern rechnet muss irgendwie also anders lauten. Mit der obigen Formel erreiche ich so ein Ergebnis nicht. Ralph
Ralph B. schrieb: > Was mir nicht klar ist, wo die Referenzfrequenz in das Zählergebnis > eingeht. Sie steuert die grundsätzlich mögliche Quantifierung/Diskretisierung des Meßergebnisses, also des Zählwertes. Das liegt doch so klar auf der Hand wie ein trockener Furz in der Sonne. Der untere Grenzfall, ab dem es auch für mathematische Vollidioten endgültig und nichtignorierbar sichtbar wird, ist halt, wenn die Referenzfrequenz unterhalb 1/2 der Meßfrequenz liegt: Da wird der Zähler immer Null liefern. Etwas spannender wird es zwischen dem einfachen und dem zweifachen der Meßfrequenz, hier wird der Zähler entweder 0 oder 1 liefern, also abwechselnd ein völlig unbrauchbares Ergebnis und die Aussage, die Meßfrequenz wäre gleich der Referenzfrequenz. Natürlich ist beides gleichermaßen Unsinn. Mit belastbaren Aussagen kann man nach Shannon/Nyquist erst rechnen, wenn die Referenzfrequenz mehr als dem doppelten der zu messenden Frequenz entspricht, sagen wir z.B. einfach mal: dem Dreifachen. Dann kann der Zähler (zumindest bei sinnvoller Programmierung der Sache) im Meßintervall 1 oder 2 liefern. Beides ist erstmal nicht völlig unbrauchbar, so weit, so gut. Aber natürlich würde eine Einzelmessung damit nur die Information liefern, daß die gemessene Frequenz erstens definitiv größer oder gleich der halben Referenzfrequenz ist und zweitens kleiner als die Referenzfrequenz, also nur eine sehr ungenaue Eingrenzung ihres tatsächlichen Wertes. Es ergibt sich also immer eine Art Fenster möglicher Meßwerte in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen Meß- und Referenzfrequenz. Je größer diese Verhältnis, desto mehr mehr Abstufungen kann man in diesem Fenster unterscheiden und desto genauer kann man die Meßfrequenz eingrenzen. > Es scheint nach der Formel vollkommen egal zu sein, ob ich als > Referenzfrequenz 10MHz oder 10,01 MHz habe Das kann u.U. gut sein. Du vergißt bei deinen ganzen Betrachtungen immer den Einfluß der Diskretisierung. BTW: selbst wenn du mit ziemlich länglichen Gleitkommazahlen rechnest: Das sind letztlich doch auch immer diskrete Zahlenwerte und du kannst entsprechende störende Effekte erwarten. Die reine Mathetik nützt nur für eins wirklich: Zur Absteckung der Grenzfälle. Das ist der Job der Theoretiker, denn sie in den letzten 5000 Jahren (zunehmend besser) erledigt haben. Innerhalb des dadurch abgesteckten Claims muß aber heute vor allem gesunder praktischer Programmierersachverstand wirksam werden. Das ist DEIN Job. Mir scheint, du bist dafür nicht annähernd hinreichend gerüstet...
Ralph B. schrieb: > Angezeigte Frequenz = Gezählte Takte der Signalfrequenz * > Referenzfrequenz/ > Gezählte Takte der Referenzfrequenz. Ralph B. schrieb: > Fazit bei 9MHz Referenzfrequenz zeigt mein Racal 11,1111 MHz Angezeigte Frequenz = Gezählte Takte der Signalfrequenz * Referenzfrequenz ---------------------------------------------------- Gezählte Takte der Referenzfrequenz [Gezählte Takte der Signalfrequenz] = z.B.: 1000 [Referenzfrequenz] = 10MHz [Gezählte Takte der Referenzfrequenz] = 900 (bei 1000 Takte von 10MHz) 1000*10/900=11,1111111111 Ralph B. schrieb: > und bei 11 MHz Referenz 9,0909 MHz 1000*10/1100=9,0909090909
John schrieb: > [Referenzfrequenz] = 10MHz ist aber in diesem speziellen Fall nur 9MHz währen also 1000* 9MHz / 9000000 = 1000 Ralph Berres c-hater schrieb: > Etwas spannender wird es zwischen dem einfachen und dem zweifachen der > Meßfrequenz, hier wird der Zähler entweder 0 oder 1 liefern, also > abwechselnd ein völlig unbrauchbares Ergebnis und die Aussage, die > Meßfrequenz wäre gleich der Referenzfrequenz. Natürlich ist beides > gleichermaßen Unsinn. Eigentlich spricht die Tatsache die du hier anführst dafür, das obige Formel nicht stimmen kann. Denn trotz Referenzfrequenz von 10MHz ( nein sie wird intern nicht vervielfacht, zumindest nicht bei dem HP5316 ) zeigt der HP5316 auch behäbig 100MHz ( bei 7 Stellen Auflösung und 1 Sekunde Torzeit ) an. Das dürfte nach deiner Shannontheorie ja gar nicht sein. Folglich muss das berechnen aus den eingelesenen Daten irgendwie anders funktionieren. Sowohl der Racal Dana als auch der HP5316 sprechen von Reziprokzählverfahren, schweigen sich aber behaarlich darüber aus, wie das bei denen genau funktioniert. Obige Formeln habe ich nur in den im Internet veröffentlichten Publikationen von privaten Leuten, welche einen Frequenzzähler mit dem Mikrocontroller realisiert haben, gefunden. c-hater schrieb: > Innerhalb des dadurch abgesteckten Claims muß aber heute vor allem > gesunder praktischer Programmierersachverstand wirksam werden. Das ist > DEIN Job. Mir scheint, du bist dafür nicht annähernd hinreichend > gerüstet... Mein Job ist es in diesem Falle die Hardware zu stricken und die Anforderungen abzustecken. Das eigentliche Programmieren überlasse ich den Leuten, die es einfach können. Aber dazu müssen sie erst mal konkret wissen, was sie programmieren sollen. Und nicht einfach programmiere mal einen Frequenzzähler. Ralph
Ralph B. schrieb: > John schrieb: >> [Referenzfrequenz] = 10MHz > > ist aber in diesem speziellen Fall nur 9MHz Hast du da in deinem Racal Dana 1992 eingegeben damit er mit der korrekten Frequenz rechnen kann? Das hast du selbstverständlich nicht. Denn sonst würde er die korrekte Signalfrequenz von 10MHz anzeigen. Die von 10MHz abweichenden Anzeigen ergeben sich weil der Frequenzzähler mit 10MHz rechnet er aber 9MHz bzw. 11MHz als Referenz bekommt.
> Hast du da in deinem Racal Dana 1992 eingegeben damit er mit der > korrekten Frequenz rechnen kann? Rechnen einmal anders: HP5307A High Resolution Counter http://www.hparchive.com/Journals/HPJ-1973-11.pdf Viel Spass beim Lesen
John schrieb: > Hast du da in deinem Racal Dana 1992 eingegeben damit er mit der > korrekten Frequenz rechnen kann? > > Das hast du selbstverständlich nicht. Denn sonst würde er die korrekte > Signalfrequenz von 10MHz anzeigen. Die von 10MHz abweichenden Anzeigen > ergeben sich weil der Frequenzzähler mit 10MHz rechnet er aber 9MHz bzw. > 11MHz als Referenz bekommt. Warum so angreifend? Was sollte ich denn in meinen Racal Zähler einstellen? Ich wollte damit nur beweisen, das, wenn die Referenzfrequenz nicht stimmt, es zu Abweichungen im Ergebnis kommt, was ich aus meiner Eingangs geposteten Formel immer noch nicht ableiten kann. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Ich habe mal eine ganz prinzipielle Frage zu dem Funktionsprinzip eines > Reziprogzählers. Ähem, beim Reziprok-Zähler geht es fast genauso zu wie beim gewöhnlichen Geradeauszähler - mit einem feinen Unterschied: Das Zähltor, also das Teil, was die eigentliche Torzeit bestimmt, wird NICHT mit der Zählflanke des Referenztaktes aud und zu gemacht, sondern mit der Zählflanke des Input-Signales. Dadurch ist die Torzeit immer ein EXAKTES Vielfaches der Periode des Inputsignales. Das führt dazu, daß die Auflösung des Zählers immer gleich bleibt, egal welche Frequenz das Input-Signal hat. Die Auflösung bestimmt sich aus der Anzahl der gezählten Referenztakte während der Torzeit und die ist näherungsweise gleich, vorausgesetzt die Torzeit ist nicht zu mickrig. Deinen per Hittite umgebauten Racal Dana kannst du hier nicht als Vergleich heranziehen, denn sie haben ja einen analogen Interpolator, mit dem sie den Rest zwischen Torzeit und Referenz messen können und daraus die restlichen Stellen berschnen können. W.S.
Ralph B. schrieb: > Was sollte ich denn in meinen Racal Zähler einstellen? Dein Racal Zähler rechnet mit einer Frequenz von 10 MHz als Referenz. Wenn du eine andere Frequenz als Referenz verwendest, dann musst du das deinem Frequenzzähler auch mitteilen (wenn das überhaupt möglich ist). Ralph B. schrieb: > Ich wollte damit nur beweisen, das, wenn die Referenzfrequenz nicht > stimmt, es zu Abweichungen im Ergebnis kommt, was ich aus meiner > Eingangs geposteten Formel immer noch nicht ableiten kann. Damit hast du nur bewiesen, dass wenn man mit einer Referenz von 10MHz rechnet (Racal Zähler), die tatsächliche Referenzfrequenz aber 9MHz beträgt, es zu „Abweichungen im Ergebnis“ kommt. Das lässt sich auch aus deiner Formel ableiten: Beitrag "Re: Reziprogzähler Abhängigkeit von Zeitbasisfrequenz"
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„The frequency required is 10 MHz“ 9 MHz als Referenz -> Anzeige: 11,1111111 MHz (bei 10 MHz Signal) Garbage In, Garbage Out „Garbage In, Garbage Out (kurz GIGO) ist eine scherzhafte Phrase aus der Informatik, die besagt, dass ein Rechner mit hoher Wahrscheinlichkeit (aber nicht notwendigerweise) eine ungültige oder nicht aussagekräftige Ausgabe produziert, wenn die Eingabe ungültig oder nicht aussagekräftig ist. Sie wird üblicherweise verwendet, um darauf hinzuweisen, dass Rechner nicht von sich aus korrekte bzw. aussagekräftige Eingaben von falschen bzw. nicht aussagekräftigen unterscheiden können.“
Ralph B. schrieb: > Ich habe mal eine ganz prinzipielle Frage zu dem Funktionsprinzip eines > Reziprogzählers. Reziprok mit K > Da steht unter anderen folgende Berechnungsformel drin. > > Angezeigte Frequenz = Gezählte Takte der Signalfrequenz * > Referenzfrequenz/ > Gezählte Takte der Referenzfrequenz. Jep. Und da habe ich auch geschrieben, wie man auf diese Formel kommt. > Dadurch soll die Torzeit keinen Einfluss auf die Genauigkeit mehr haben. > > Jetzt kann man die Formel erweitern. > Angezeigte Frequenz = ( Signalfrequenz Torzeit Referenzfrequenz ) / > ( Torzeit * Referenzfrequenz ) Man könnte das machen. Es ergibt aber keinen Sinn. Denn nachher steht am Ende da: Angezeigte Frequenz = Signalfrequenz was genauso korrekt (und genauso wenig hilfreich) ist wie das Ergebnis 0 = 0 das man manchmal beim unbedarften Umstellen von Gleichungen bekommt. Der Grund, warum das schiefgeht ist der: der Zusammenhang zwischen Torzeit, Referenzfrequenz und Referenzzählerstand steckt ja in der ursprünglichen Gleichung schon drin. Wenn du den jetzt nochmal in die Gleichung hineinsubstituierst, bekommst du lediglich die Bestätigung, daß der angezeigte Wert gleich der gesuchten Frequenz ist. Aber nicht mehr, wie du den Wert denn jetzt ausrechnest. Substitutionen (das Einsetzen einer Formel in eine andere) darf man nur dann machen, wenn die Formeln unabhängig sind.
Das Verständnisproblem könnte am Unterschied zwischen idealer und realer Referenzfrequenz liegen. Im Beitrag "Re: Reziprogzähler Abhängigkeit von Zeitbasisfrequenz" ist die ideale Referenzfrequenz 10 MHz, die reale einmal 9 MHz und einmal 11 MHz. Die Formel müsste eigentlich so lauten:
Oder in der erweiterten Formel:
Ich glaube jetzt rutscht mir der Groschen. Die Referenzfrequenz von 10MHz muss ich in der Formel fest vorgeben. Der Prozessor kann ja nicht wissen das sich die Referenzfrequenz ändert. Er bekommt das ja nur durch den Zählerstand des Referenzcounters mit. Manchmal hat man ein Brett vor dem Kopf z.B. würde dann bei 8MHz als Ergebnis bei einer Sek Torzeit 8000000 erscheinen. Aber was ich noch nicht kapiere, ist wie bekomme ich z.b. bei 8Hz dann 8,000000 in die Anzeige? nach der Formel würde einfach nur 8Hz auf der rechten Stelle erscheinen. Was passiert, wenn ich 8,02Hz anliegen habe? Der Signalzähler zählt ja bei 1 Sek Torzeit nur 8 Impulse? Eigentlich sollte der Vorteil des Reziprokverfahrens doch sein, das er bei niedrigen Frequenzen eine sehr hohe Auflösung hat, also auch noch Stellen hinter dem Komma anzeigt? Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Aber was ich noch nicht kapiere, ist wie bekomme ich z.b. bei 8Hz > dann 8,000000 in die Anzeige? nach der Formel würde einfach nur 8Hz auf > der rechten Stelle erscheinen. > > Was passiert, wenn ich 8,02Hz anliegen habe? > Der Signalzähler zählt ja bei 1 Sek Torzeit nur 8 Impulse? Wenn du 8.02Hz anlegst, dann kann die Torzeit nicht 1 Sekunde sein. Denn die Torzeit ist immer ein Vielfaches der Periodendauer des zu messenden Signals. 8.02Hz entsprechen einer Periode von 124688.28µs. Die Torzeit könnte dann 8 Perioden sein: 997506,23µs -> Nref=9975062. Oder 9 Perioden: 1122194,5µs -> Nref=11221945 (Nref für angenommene 10MHz Referenz). Das Ergebnis wäre dann 8,0200003 Hz bzw. 8,0200001 Hz. Die 3 bzw. 1 in der 7. Nachkommastelle ist dabei der systematische Fehler des Verfahrens, der dadurch zustande kommt daß die Torzeit zwar ein Vielfaches der Eingangssignalperiode ist, aber nicht gleichzeitig ein Vielfaches der Referenzperiode. Der Referenzzählerwert ist ein kleines bißchen zu klein - weil er halt nur eine ganze Zahl enthalten kann und die Nachkommastellen abgeschnitten werden. Das Ergebnis ist dann ein bißchen zu groß und muß passend gerundet werden. Nachtrag bzgl. Runden: ein Vorteil des Reziprokverfahren besteht darin, daß man innerhalb gewisser Grenzen zwischen Meßgenauigkeit und Meßdauer wählen kann. Das Produkt aus Referenzfrequenz und nominaler Torzeit gibt die Anzahl der gültigen Stellen. Bei 10MHz * 1s = 1E7 sind es sieben Dezimalstellen. Also oben im Beispiel die 8 vor dem Komma und die ersten 6 Nachkommastellen. Der Fehler ist frühestens in der 7. Nachkommastelle. Wenn man sich auf 10MHz und 1 Sekunde festgelegt hat, dann weiß man, daß man nach sieben Stellen aufhören kann zu rechnen bzw. anzuzeigen.
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Hallo Alex, super hergeleitet und beschrieben ! Danke.
Ralph B. schrieb: > Der Signalzähler zählt ja bei 1 Sek Torzeit nur 8 Impulse? Das ist ein schönes Beispiel, daß 'Torzeit' für reziproke Frequenzmessung der falsche Begriff ist und Verwirrung stiften kann. Aktuelle Frequenzzähler brauchen kein Tor welches geöffnet oder geschlossen wird, sondern die Eingangsimpulse und die Referenzimpulse werden in freilaufenden Zählern gezählt. Die Auswertung kann dann zu beliebigen, eingangssynchronen Zeitpunkten aus den Zählerständen stattfinden, indem mit den Differenzen der Zählerstände (neuer Wert - alter Wert) gerechnet wird.
Jetzt ist bei mir auch der Groschen gerutscht. Sorry wenn ich so behaarlich genervt habe. Aber ich gebe mich normalerweise erst dann zufrieden, wenn ich ein Verfahren vollständig verstanden habe. Thomas hat es als einziger so erklärt, das mir ein Licht aufgegangen ist. Und Axel Schwenke hat mit den 8,02Hz das vorgerechnet, was ich auch schon vermutet habe aber noch nicht sofort drauf gekommen bin. Alle anderen auch vielen Dank für die Bemühungen. Ralph Berres
Uwe S. schrieb im Beitrag #4289354: > Ralph geht es, vor der Programmierung durch einen Kollegen, um das > Verständnis der Berechnung und der erreichen Auflösung, resp. > Genauigkeit. Ralf wurde auch durch diese blöde 'Torzeit' in die Irre geführt, das ist der Punkt. Seit langer Zeit (Jahrzehnten) gibt es Probleme mit Leuten, die auf einer 'Torzeit' beharren. Es gab sogar einen Kunden, den nicht zahlen wollte, weil er nicht genau 1 Sekunde Torzeit einstellen konnte ;-) Uwe S. schrieb im Beitrag #4289354: > Ja das wäre eine Art der Realisierung in einem realen Programm. Es ist nicht auf die Software beschränkt, sondern muß auch von der Hardware unterstützt werden. Egal, Hauptsache der Groschen ist mal wieder gefallen. Auf ein Neues ;-)
Hallo, m.n. schrieb: > Uwe S. schrieb im Beitrag #4289354: >> Ralph geht es, vor der Programmierung durch einen Kollegen, um das >> Verständnis der Berechnung und der erreichen Auflösung, resp. >> Genauigkeit. > > Ralf wurde auch durch diese blöde 'Torzeit' in die Irre geführt, das ist > der Punkt. Ich nenne gerne auch "Torzeit" die angestrebte Messzeit die meistens kürzer ist, als die reale Messzeit beträgt. @Ralph: deshalb auch das Ungefähr in der Form von: reale Messzeit >= angestrebte Messzeit
Da die eigentliche Frage wohl geklärt ist, stifte ich noch ein wenig Verwirrung. Uwe S. schrieb: > Ich nenne gerne auch "Torzeit" die angestrebte Messzeit die meistens > kürzer ist, als die reale Messzeit beträgt. Ein Kollege brauchte über einen längeren Zeitraum genau 100 Messungen/s, wobei die Eingangsfrequenz im 100 kHz-Bereich liegt. Sofern man eine minimale (angestrebte) Meßzeit vorgibt, kann man diese Anforderung nicht erfüllen, da eine Synchronisierung auf die Eingangsimpulse immer zu < 100 Messungen/s führt. Die Lösung besteht darin, ohne eine minimale Zeit abzuwarten, zu jedem Eingangsimpuls den Referenzimpulszähler auszulesen. Nach Ablauf von 10 ms werden dann die Zählerstände verrechnet. So kann ein eff. Meßintervall mal 9,95 ms oder auch 10,05 ms lang sein, aber alle 10 ms liegt ein neues Ergebnis vor. Durch das reziproke Verfahren leiden hierbei weder Auflösung noch Genauigkeit. Ich denke, hier wird noch deutlicher, daß der Begriff 'Torzeit' völlig fehl am Platze ist.
m.n. schrieb: > Ich denke, hier wird noch deutlicher, daß der Begriff 'Torzeit' völlig > fehl am Platze ist. Haben wir dich mal wieder getriggert? Ich hatte es dir ja schon viel früher geschrieben, daß du das durchaus griffige Wort "Torzeit" durch ein dir eher genehmes Wort ersetzen kannst, von mir aus "Bewertungszeitraum" oder (so du willst) "KarlHeinz". Das Prinzip ist dabei immer klar: Eine Frequenz kann nur derjenige anzeigen, der eine (gezählte) Anzahl von Ereignissen hat und den "Bewertungszeitraum", während dessen diese Ereignisse sich ereignet haben. Also: Frequenz = Ereignisse/Torzeit; Anders geht es nicht. Prinzipiell nicht! Für ne Frequenz brauchst du eben N/Zeit, weil das eben die physikalische Einheit ist. Schönen Gruß an die Torzeit (an alle Fußball-Fans) W.S.
W.S. schrieb: > Ich hatte es dir ja schon viel früher geschrieben, daß du das durchaus > griffige Wort "Torzeit" durch ein dir eher genehmes Wort ersetzen > kannst, von mir aus "Bewertungszeitraum" oder (so du willst) > "KarlHeinz". Und dabei hast Du nicht mitbekommen, daß es mir nicht um das Wort, sondern um den Begriff geht. Egal, Du mußt es nicht verstehen.
Hat sich ja schon fast alles geklärt ;) Die komplette Formel ist T = Nx/fx = Ns/fs Während der Torzeit T füllt sich der eine Zähler mit Zeitscheibchen der Zählfrequenz(x) und der andere mit Zeitscheibchen der Referenzfrequenz(s). Wenn ich nun T ändere ändert sich Nx und Ns aber das Verhältnis bleibt gleich. Das bedeutet aber auch du hast immer eine Torzeit aber die bestimmt nicht mehr die Genaugkeit deiner Messung, die muss nur für beide Zählketten gleich sein und die darf jeder so nennen wie er will ;)
Hallo Hans-Georg L. schrieb: Nun fehlt noch von die die Benennung der verwendeten Symbole. Und der Punkt ist, eine feste Torzeit gibt es halt nicht. Die Messzeit variiert etwas mit/ durch das Eingangssignal. > Hat sich ja schon fast alles geklärt ;) > > Die komplette Formel ist T = Nx/fx = Ns/fs > > Während der Torzeit T füllt sich der eine Zähler mit Zeitscheibchen der > Zählfrequenz(x) und der andere mit Zeitscheibchen der > Referenzfrequenz(s). > Wenn ich nun T ändere ändert sich Nx und Ns aber das Verhältnis bleibt > gleich. Das bedeutet aber auch du hast immer eine Torzeit aber die > bestimmt nicht mehr die Genaugkeit deiner Messung, die muss nur für > beide Zählketten gleich sein und die darf jeder so nennen wie er will ;)
Man sollte sich aber trotzdem auf eine feste (einstellbare) Torzeit legen, denn sonst kann man das Display nicht updaten.
Die Torzeit muss aber immer mindestens eine Signalperiode betragen, sonst kann es auch nicht funktionieren. Ralph Berres
Oder D. schrieb: > Man sollte sich aber trotzdem auf eine feste (einstellbare) Torzeit > legen, denn sonst kann man das Display nicht updaten. Wie bereits gesagt: man kann keine feste Torzeit einstellen, weil die Torzeit immer ein Vielfaches der Periode des Meßsignals sein muß. Wenn man z.B. eine Frequenz von ca. 1Hz messen will, dann kann man nicht in 100ms fertig messen. Geht einfach nicht. Was man hingegen tut: man legt eine minimale Torzeit anhand der verwendeten Referenzfrequenz und der benötigten Anzahl Dezimalstellen fest. Bei hinreichend großer Signalfrequenz dauert die Messung dann auch ziemlich genau so lang (maximal eine Periode des Signals länger). Wenn die Signalfrequenz allerdings niedrig ist, dann wird aus "eine Periode länger" halt auch schon mal eine Sekunde oder noch mehr. Je nachdem, wie weit runter der Frequenzzähler kommen soll. Eine untere Grenze knapp unter 1Hz ist aber meist wünschenswert, damit man ein 1Hz Signal noch messen kann. Bei meinem Frequenzzählermodul habe ich bei 14.3MHz Referenzfrequenz die minimale Torzeit auf ca. 300ms gesetzt. Damit bekommt man bei hinreichend großer Signalfrequenz gut 3 Messungen pro Sekunde, was ungefähr das ist was man als Mensch noch erfassen kann. Man kann ca. viermal so schnell werden ohne an Genauigkeit einzubüßen, aber ich sehe darin keinen Nutzwert. Bei niedrigeren Frequenzen bekommt man entsprechend weniger Messungen pro Sekunde. Untere Grenze ist 0.85Hz, bei noch langsameren Signalen läuft der Referenz-Zähler über und man bekommt einen Fehler angezeigt.
Axel S. schrieb: > Damit bekommt man bei > hinreichend großer Signalfrequenz gut 3 Messungen pro Sekunde, was > ungefähr das ist was man als Mensch noch erfassen kann. Man kann ca. > viermal so schnell werden ohne an Genauigkeit einzubüßen, aber ich sehe > darin keinen Nutzwert. Als Mensch kann man mehr erfassen. Mit 50 Messungen/s und passender Anzeige sehe ich dem Signal z.B. an, wie stabil es ist. Oben hatte ich eine Anwendung mit 100 Messungen/s beschrieben. Dafür existiert kein Nutzwert? Ein AVR mit 20 MHz schafft 200 Messungen/s 5-stellig. Sofern man nicht die ganze Nacht vor dem Versuchsaufbau sitzen möchte, und einen Rechner die Daten aufzeichnen läßt, kann man Geschwindigkeit und Auflösung durchaus nutzen. Ich werde mal versuchen, einen Torzeitscheibchenzähler zu besorgen. Der scheint es ja echt zu bringen. Wenn man dabei noch die Scheibchenstärke einstellen kann? Wahnsinn!
Moderne Zaehler haben eine Histogramm Funktion...
Oder D. schrieb: > Moderne Zaehler haben eine Histogramm Funktion... Könntest Du das bitte genauer erklären, das damit gemeint ist ?
m.n. schrieb: > Als Mensch kann man mehr erfassen. Mit 50 Messungen/s und passender > Anzeige sehe ich dem Signal z.B. an, wie stabil es ist. Also 50Hz sehe ich mir doch besser auf dem Oszi an, als auf ner Ziffernanzeige. Etwa 2Hz..5Hz Meßrate sind ergonomisch, bei mehr verdirbt man sich nur die Augen.
Eine Histogramm Funktion kann man haben wenn schnell viele Messungen gemacht werden koennen, sonst dauert es etwas laenger... Histogramm bedeutet man traegt die Haeufigkeit gegen den Wert auf, und kann so die Frequenzstabilitaet des Signales anzeigen. Man erkennt so einen Jitter oder eine Drift. Denkbar waeren auch Min-Hold, Max-Hold, usw.
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Peter D. schrieb: > m.n. schrieb: >> Als Mensch kann man mehr erfassen. Mit 50 Messungen/s und passender >> Anzeige sehe ich dem Signal z.B. an, wie stabil es ist. > > Also 50Hz sehe ich mir doch besser auf dem Oszi an, als auf ner > Ziffernanzeige. > Etwa 2Hz..5Hz Meßrate sind ergonomisch, bei mehr verdirbt man sich nur > die Augen. Kann ich nicht unbedingt so stehen lassen. Ich persöhnlich bin froh das in meinen Netzteile als Anzeige die CA3161 3162 werkeln. Diese kann man auf 96 Messungen/Sek einstellen. Das ist ganz angenehm, wenn man die Spannung am Netzteil kontinuierlich hoch oder runter dreht. Dann sieht man nämlich verzögerungsfrei wie sich die Spannung ändert, und nicht erst nach dem man zu weit gedreht hat. Ich würde mal sagen 10 Messungen/Sek und mehr können schon hilfreich sein. Ralph Berres
Peter D. schrieb: > Also 50Hz sehe ich mir doch besser auf dem Oszi an, als auf ner > Ziffernanzeige. Ah ja, Messrate, Messfrequenz, Scheibchenzähler - alles das Gleiche. Hast Du überhaupt begriffen, worum es geht? > Etwa 2Hz..5Hz Meßrate sind ergonomisch, bei mehr verdirbt man sich nur > die Augen. Da wünsche ich noch gute Besserung.
Uwe S. schrieb: > Oder D. schrieb: >> Moderne Zaehler haben eine Histogramm Funktion... > > Könntest Du das bitte genauer erklären, das damit gemeint ist ? Ein Diagramm bei dem auf der x-Achse die Frequenz aufgetragen ist und über jedem Meßwert eine Linie in y-Richtung angibt wie oft der Zähler diese Frequenz gemessen hat. So eine Art Spektrum für Arme. Das ist sehr hilfreich, wenn das Signal jittert. Oder wenn es von Störungen überlagert ist die die Nulldurchgangserkennung stören (was sich am Ende auch als Jitter bemerkbar macht). m.n. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Damit bekommt man bei >> hinreichend großer Signalfrequenz gut 3 Messungen pro Sekunde, was >> ungefähr das ist was man als Mensch noch erfassen kann. Man kann ca. >> viermal so schnell werden ohne an Genauigkeit einzubüßen, aber ich sehe >> darin keinen Nutzwert. > > Als Mensch kann man mehr erfassen. Mit 50 Messungen/s und passender > Anzeige sehe ich dem Signal z.B. an, wie stabil es ist. Ja, wenn es z.B. als Bargraph angezeigt wird. Andererseits hat ein Bargraph praktisch kaum Auflösung. Dann geht das natürlich. > Oben hatte ich eine Anwendung mit 100 Messungen/s beschrieben. Dafür > existiert kein Nutzwert? Ein Strohmann? Für mein Frequenzzählermodul das weder eine Bargraph- Anzeige hat noch mit einem Computer gekoppelt werden kann, haben mehr als die realisierten 3 Messungen pro Sekunde keinen Mehrwert.
Axel S. schrieb: > Ein Strohmann? Weder Strohmann noch Strohkopf, nur eben kein Bastler. Bei Bedarf hätte ich ihm auch 1000 Messungen/s geliefert und auch mit Histogramm ;-) > Für mein Frequenzzählermodul das weder eine Bargraph- > Anzeige hat noch mit einem Computer gekoppelt werden kann, haben mehr > als die realisierten 3 Messungen pro Sekunde keinen Mehrwert. Das ist aber schade!
Uwe S. schrieb: > Hallo Hans-Georg L. schrieb: > > Nun fehlt noch von die die Benennung der verwendeten Symbole. T= Torzeit, Nx = gezählte Perioden der Messfrequenz, Fx Messfrequenz Ns gezählte Perioden des Standards gegen den du misst, Fs Standardfrequenz. > Und der Punkt ist, eine feste Torzeit gibt es halt nicht. Die Messzeit > variiert etwas mit/ durch das Eingangssignal. Schon lange vor dem Reziprokezähler öffnete man einen Zähler mit einem Tor und nannte die Zeit Torzeit das hat überhaupt nichts mit fest oder nicht zu tun. Atomphysiker reden da eher von Flugzeiten ;) Die Zeit muss nicht konstant sein aber immer für beide Zähler gleich und was anderes sagt die Formel auch nicht aus.
Oder D. schrieb: > Man sollte sich aber trotzdem auf eine feste (einstellbare) > Torzeit legen, denn sonst kann man das Display nicht updaten. Was hat denn das Display mit der Torzeit zu tun? Wenn eine Messung grundsätzlich eine Sekunde dauert, dann kann ich halt nur alle Sekunde einen neuen Messwert hinschreiben. Den alten Wert kann ich in der Zeit öfter aufs Display pinseln... wieviele Messungen pro Sekunde jetzt dargestellt werden müssen, ist Geschmackssache. Am besten nicht mehr, als der Mensch verarbeiten kann.
Hans-Georg L. schrieb: > Wenn ich nun T ändere ändert sich Nx und Ns aber das Verhältnis bleibt > gleich. Das bedeutet aber auch du hast immer eine Torzeit aber die > bestimmt nicht mehr die Genaugkeit deiner Messung, die muss nur für > beide Zählketten gleich sein und die darf jeder so nennen wie er will ;) Tja, da irrst du aber gewaltig. Wenn du T änderst, dann ändern sich auch Nx und Ns. Jaja, proportional natürlich - grob gesehen. In Wirklichkeit sind das aber Integerzahlen und die erreichbare Auflösung hängt direkt davon ab. Stell dir vor, du würdest diese Zeit T ganz kurz machen, so daß mal gerade 3 Impulse vom einen und 2 Impulse vom anderen gezählt werden. Welche Auflösung könntest du dann ausweisen? Kurzum, die Anzahl der gültigen Stellen (oder Bits wenn's beliebt) hängt direkt von der schieren Größe der Zahl ab, die das Meßtor nicht betätigt, so daß die Torzeit eben nicht ein ganzes Vielfaches von ihr ist. Alles jetzt klaro? W.S.
Ralph B. schrieb: > Ich würde mal sagen 10 Messungen/Sek und mehr können schon hilfreich > sein. Ralph, wovon reden wir jetzt? Doch wohl nicht etwas immer noch von einem Frequenzzähler - oder? Mag ja sein, daß du bei einem Netzteil 10 Messungen/sek haben möchtest, aber das ist schon ein gewaltiges Geflimmere. Bei einem Frequenzzähler finde ich 1 Messung/Sek in den meisten Fällen genau richtig. Für's eher grobe Abgleichen dann 2 oder allerhöchstens 3 Messungenn/Sek. Es hängt ja die Auflösung direkt davon ab. Axel kriegt z.B. mit seinem 14..15 MHz Takt binnen 1/3 Sekunde so etwa 5.000.000 Impulse in seinen Referenzzähler hinein. Das heißt dann, daß der Frequenzzähler nur etwa 6.5 stellig sein kann. Mit einer Sekunde schafft er 7 Stellen und für 7 1/2 Stellen müßte er die Torzeit auf ca. 1.5 Sekunden erhöhen. Mehr ist bei dieser Referenzfrequenz unästhetisch, weil zu lange dauernd. W.S.
W.S. schrieb: > Ralph B. schrieb: >> Ich würde mal sagen 10 Messungen/Sek und mehr können schon hilfreich >> sein. > > Ralph, wovon reden wir jetzt? Doch wohl nicht etwas immer noch von einem > Frequenzzähler - oder? Sowohl Digitalvoltmeter als auch Frequenzzähler. > Mag ja sein, daß du bei einem Netzteil 10 Messungen/sek haben möchtest, > aber das ist schon ein gewaltiges Geflimmere. Die letzte Stelle wird beim durchdrehen flimmern, aber an den Stellen davor kannst du in Echtzeit sehen in welche Richtung und wie viel du eine Sollgröße veränderst. Das ist mir schon sehr viel Wert, das sich die Anzeige in quasi Echtzeit geht. > Bei einem Frequenzzähler finde ich 1 Messung/Sek in den meisten Fällen > genau richtig. Für's eher grobe Abgleichen dann 2 oder _allerhöchstens_ > 3 Messungenn/Sek. Ich finde solche langsamen Aktualisierungsraten einfach nervig, und akzeptiere das nur wenn es physikalisch nicht anders geht.( Beispielsweise wenn man die 1HZ Stelle haben will ). > Es hängt ja die Auflösung direkt davon ab. > > Axel kriegt z.B. mit seinem 14..15 MHz Takt binnen 1/3 Sekunde so etwa > 5.000.000 Impulse in seinen Referenzzähler hinein. Das heißt dann, daß > der Frequenzzähler nur etwa 6.5 stellig sein kann. Mit einer Sekunde > schafft er 7 Stellen und für 7 1/2 Stellen müßte er die Torzeit auf ca. > 1.5 Sekunden erhöhen. Mehr ist bei dieser Referenzfrequenz unästhetisch, > weil zu lange dauernd. Deswegen sind mir die reinen in Software realisierten Zähler in der Regel auch zu langsam. Der Prozessor hat klar seine Domäne in der Weiterverarbeitung von Ergebnissen. Zeitkritische Dinge wie das Zählen der Frequenz realisiere ich lieber mit entsprechend schneller Hardware. Das hängt auch hier wieder davon ab wieviel Stellen/Sek man auflösen will. Nicht umsonst gibt es heute Zähler die 12 ( oder auch mehr?) Stellen/Sekunde aufs Display bekommen. Aber was für Anforderungen man stellt, muss jeder für sich selbst ausmachen, und ist folglich kein Dogma was in Stein gemeiselt ist. Ralph Berres > > W.S.
Ralph B. schrieb: > Zeitkritische Dinge wie das Zählen der Frequenz realisiere ich lieber > mit entsprechend schneller Hardware. Das hängt auch hier wieder davon ab > wieviel Stellen/Sek man auflösen will. > > Nicht umsonst gibt es heute Zähler die 12 ( oder auch mehr?) > Stellen/Sekunde aufs Display bekommen. Das 'nicht umsonst' interpretiere ich hier als 'nicht kostenlos'. Die 12 Stellen sind nur bei hochkonstanten Signalen zu gebrauchen. Für den Abgleich von RC-Oszillatoren kann man die letzten 7 Stellen dabei getrost abkleben. Aktuelle µCs verfügen über schnelle Hardwarezähler (100 - 200 MHz) und sind auch sonst schnell genug, um in einer Sekunde auf rund 8,5 Stellen genau zu messen. Höhere Eingangsfrequenzen können ohne Verlust an Auflösung oder Genauigkeit heruntergeteilt werden, was wiederum ein Vorteil der reziproken Messung ist. Die Hardware dafür kostet mit Anzeige etwa € 30, was auch nicht umsonst, aber doch recht preisgünstig ist. Beim Abgleich von RC-Oszillatoren spart man zudem noch Klebeband ;-)
m.n. schrieb: > Aktuelle µCs verfügen über schnelle Hardwarezähler (100 - 200 MHz) und > sind auch sonst schnell genug, um in einer Sekunde auf rund 8,5 Stellen > genau zu messen. Es ist hoffnungslos - du hast ne unheilbare Hardware-Allergie ;-) 8 1/2 Stellen sieht so aus 199.999.999 und dafür braucht man (so man zählt) eine referenz von 200 MHz aufwärts. Nix mit 100 MHz. Allerdings kann man - theoretisch - die letzte Stelle aus einem analogen Interpolator gewinnen, aber den möchte ich erst mal sehen, der aus dem Ärmel mal eben einen sauberen Integrator für Zeiten von 0 bis 10 ns schüttelt. Da ist es einfacher, den 10 MHz Standardtakt per CDCE913 oder so auf 200 MHz hochzusetzen und zu zählen. Ralph B. schrieb: > Ich finde solche langsamen Aktualisierungsraten einfach nervig Ach, du bist momentan bloß ein bissel überreizt. Denk mal dran: "Die Ruhe ist dem Edlen heilig, nur der Pöbel hat es eilig.! Schönen Abend noch W.S.
W.S. schrieb: > 8 1/2 Stellen sieht so aus 199.999.999 und dafür braucht man (so man > zählt) eine referenz von 200 MHz aufwärts. Damit werde ich mich wohl irgendwann nächstes Jahr auseinander setzen. Ich habe heute 6 SP8634B Zählerics bekommen. Die zählen vom Hersteller garantiert bis 700MHz, vermutlich sogar noch bis 1000MHz, und ist ein BCD Zähler mit BCD Ausgängen. Die Stelle danach ein 74S196 und danach 74LS90 oder 93 jenachdem was Softwaremäßig einfacher zu verarbeiten geht. Geplant sind 10 Stellen +Exp. Als Referenzoszillator ist 1000MHz angedacht, welche aus den 10MHz eines Rubidiumnormal gewonnen werden. Allerdings gibt es da noch ein paar riesige Hürden. Ich benötige einen D-Latch einen Undgatter un einen Schmitttrigger, welches diesen Anforderungen gerecht wird. Sie müssen also weit schneller als 1nS sein. Solche Steine muss ich erst mal finden. Dann sollte der Zähler 10Stellen/Sekunde können. Das hat den Vorteil das ich dann bis 1000MHz ohne vorzuteilen zählen kann und bei 12GHz nur einen Teiler durch 16 benötige. Ob ich so ein Projekt gestämmt bekomme wird sich dann zeigen. W.S. schrieb: > Ach, du bist momentan bloß ein bissel überreizt. Nö ich bin nicht überreizt. Ich mag nur die üblichen langsamen Aktualisierungsraten nicht, die im low-Kostbeeich so üblich sind. Aber wie schon geschrieben, muss jeder seine persöhnlichen Anforderungen selbst definieren. IEC-Bus ist auch so ein Glaubenskrieg. Die einen sagen es ist hoffnungslos veraltet, andere verwenden ihn mit Vorliebe. Da treffen zwei Welten aufeinander. Ich frage mich eigentlich warum. Ralph Berres
W.S. schrieb: > Es ist hoffnungslos - du hast ne unheilbare Hardware-Allergie ;-) Du meinst wohl, ich zähle 200 MHz mit den Fingern ab? Schlürf Deinen Wein und lass einfach gut sein. Ralph B. schrieb: > Dann sollte der Zähler 10Stellen/Sekunde können. Rechne noch einmal nach, er wird es nur auf 9 Stellen bringen. Wenn Du dann noch sehr stabile Frequenzen messen willst, kannst Du bei 200 MHz Referenztakt auch 5 Sekunden warten, um ebenfalls 9 Stellen zu erhalten. An Stelle diskreter Logik wäre programmierbare Logik erheblich einfacher zu handhaben. Aber ich will Dir Dein Vorhaben nicht ausreden! > Das hat den Vorteil das ich dann bis 1000MHz ohne vorzuteilen zählen > kann und bei 12GHz nur einen Teiler durch 16 benötige. Weiter oben hatte ich schon geschrieben, daß ein Vorteiler nichts Böses ist und das Ergebnis nicht verfälscht. Wenn ich >= 10 Stellen (selber) erreichen wollte, würde ich einen Referenztakt von 100 MHz vorsehen mit einer digitalen Zusatzschaltung ergänzen, die die Phasenlage von Eingangs- und Referenzsignal noch einmal 256-fach auflöst. Ich brauche es aber nicht und lasse die Pläne dazu in der Schublade. > Ich mag nur die üblichen langsamen > Aktualisierungsraten nicht, die im low-Kostbeeich so üblich sind. Ich kann das auch nicht ab. Am schlimmsten sind Multimeter mit autom. Bereichswahl und 1 - 2 Messungen/s. Bei jedem neuen Meßpunkt dauert es eine Ewigkeit, bis der Bereich steht. Und dafür bekommt man nur rund vier Stellen: ansehen, testen, zurückschicken.
Sub 1ns Logik gibt es schon seit langem, sie nennt sich ECL, und ist gut bis ueber 2GHz. Allerdings wuerde ich 12GHz oder so nicht zaehlen, sondern runtermischen und unter 1GHz messen.
Ralph B. schrieb: > Ich habe heute 6 SP8634B Zählerics bekommen. Die zählen vom Hersteller > garantiert bis 700MHz, vermutlich sogar noch bis 1000MHz, und ist ein > BCD Zähler mit BCD Ausgängen. Die Stelle danach ein 74S196 und danach > 74LS90 oder 93 jenachdem was Softwaremäßig einfacher zu verarbeiten > geht. > > Geplant sind 10 Stellen +Exp. > > Als Referenzoszillator ist 1000MHz angedacht, welche aus den 10MHz eines > Rubidiumnormal gewonnen werden. Na, ein Glück daß du dir nichts Großes vergenommen hast. > Allerdings gibt es da noch ein paar riesige Hürden. <Loriot> Ach! </Loriot> > Ich benötige einen D-Latch einen Undgatter un einen Schmitttrigger, > welches diesen Anforderungen gerecht wird. Sie müssen also weit > schneller als 1nS sein. Solche Steine muss ich erst mal finden. Gute Jagd! > Dann sollte der Zähler 10Stellen/Sekunde können. Ähm. Nein. 1GHz = 1E9Hz ergibt nur 9 Stellen je Sekunde. Wenn man mehr Stellen will, braucht man (neben einer entsprechend genauen Referenz) ein geeigneteres Verfahren. Praktisch funktionsfähig und tausendfach erprobt sind Reziprokzähler mit Interpolator. Der momentan letzte Schrei sind Timestamping Counter mit Regression. Ich empfehle für einen Überblick das PDF "Modern frequency counting principles" > Das hat den Vorteil das ich dann bis 1000MHz ohne vorzuteilen zählen > kann und bei 12GHz nur einen Teiler durch 16 benötige. Den "Vorteil" daß man 1GHz ohne Vorteiler zählen kann, vermag ich nicht zu erkennen. Und 10 Stellen Auflösung sind auch nur schöner Schein. Selbst wenn man ein Frequenznormal hat, das zumindest thermisch und kurzzeitstabil ist - das Ding altert. Man müßte es regelmäßig mit einem noch besseren Normal kalibrieren, denn wenn man das nicht tut, kann man die hinteren Stellen seines Ergebnisses auch gleich auswürfeln.
Axel S. schrieb: > Der > momentan letzte Schrei sind Timestamping Counter mit Regression. > > Ich empfehle für einen Überblick das PDF "Modern frequency counting > principles" Wenn ich Alles richtig verstanden habe, könnte man mit rund 600 Messungen/s eine Stelle mehr herauskitzeln. Da ich 'timestamping' verwende, aber nicht weiter auswerte, wäre das ein interessanter Ansatz, der noch vor 'Auswürfeln' kommen könnte ;-) Jetzt kommt das ABER: möchte man z.B. zwei weitere Stellen hinzurechnen, so müssen rund 60000 Messungen/s gemacht werden, was bedeutet, daß die Eingangsfrequenz >= 60 kHz liegen muß. Kleinere Eingangsfrequenzen bleiben dabei auf der Strecke. Wie gesagt, so habe ich es verstanden.
m.n. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Ich empfehle für einen Überblick das PDF "Modern frequency counting >> principles" > > Wenn ich Alles richtig verstanden habe, könnte man mit rund 600 > Messungen/s eine Stelle mehr herauskitzeln. Da ich 'timestamping' > verwende, aber nicht weiter auswerte, wäre das ein interessanter Ansatz, > der noch vor 'Auswürfeln' kommen könnte ;-) Der Vorteil des Regressionsverfahrens ist, daß man es relativ problemlos oben drauf setzen kann, wenn man erst mal die Hard- und Software auf das Timestamping eingerichtet hat. Man braucht dann nur noch genug RAM um die letzten N Timestamps zu speichern und Rechenpower. Angesichts von dicken Cortex M4 kein ernsthaftes Problem. > Jetzt kommt das ABER: möchte man z.B. zwei weitere Stellen hinzurechnen, > so müssen rund 60000 Messungen/s gemacht werden Nein, müssen nicht. Du brauchst 60000 Datenpunkte. Die müssen weder in einer Sekunde gemacht werden noch kannst du nur alle 60000 neuen Datenpunkten eine Regression machen. Wenn du 1000 Timestamps pro Sekunde nimmst, dann kannst du nach dem Start der Messung Regressionen über immer mehr Punkte fahren, bis du nach einer Minute komplette 60000 Punkte für 2 zusätzliche Stellen hast. Wenn der Speicher für die Datenpunkte als Ringbuffer organisiert ist, dann kannst du ab jetzt bis zu 1000 mal pro Sekunde eine weitere Regression über die letzten 60000 Punkte fahren und so z.B. einem langsam driftenden Signal hinterhermessen. Für Präzisionsmessungen mit 10 Stellen finde ich eine Minute Meßzeit nicht übertrieben. Ich verstehe das Argument "schnelle Update-Rate während ich am Knopf drehe um den Zielwert zu finden" aber dafür braucht man sicher keine 10 Stellen. Wenn man denn überhaupt eine analoge Einstellung hat und nicht sowieso ein DDS verwendet, dem man die Frequenz direkt vorgibt. Was wiederum bedeutet daß man auch dann wenn man sie pseudo-analog - z.B. per Drehgeber - vorgibt, die Frequenz gar nicht messen muß, sondern einfach den Sollwert anzeigen kann.
Axel S. schrieb: > Nein, müssen nicht. Du brauchst 60000 Datenpunkte. Die müssen weder in > einer Sekunde gemacht werden noch kannst du nur alle 60000 neuen > Datenpunkten eine Regression machen. Wenn du 1000 Timestamps pro Sekunde > nimmst, dann kannst du nach dem Start der Messung Regressionen über > immer mehr Punkte fahren, bis du nach einer Minute komplette 60000 > Punkte für 2 zusätzliche Stellen hast. Wenn man eine Minute warten kann, dann schwindet aber auch wieder der Vorteil, per Regression auszuwerten. Bei 'normaler' Auswertung und 100 MHz Referenztakt wären 9 Stellen nach 10 s und 10 Stellen nach 100 s verfügbar. 60 / 100 Sekunden ist nun nicht zündend schneller. Da immer ganze Intervalle gemessen werden müssen, wäre die minimale Eingangsfrequenz bei 1000 Werten/s >= 1 kHz. Ferner muß das Eingangssignal schon sehr stabil sein. Gut, ein mögliches Meßverfahren und seine Grenzen.
Axel S. schrieb: > Wenn man mehr Stellen will, braucht man (neben einer entsprechend > genauen Referenz) ein geeigneteres Verfahren. Praktisch funktionsfähig > und tausendfach erprobt sind Reziprokzähler mit Interpolator. Der > momentan letzte Schrei sind Timestamping Counter mit Regression. Axel, eigentlich solltest du es besser wissen: Ein Reziprokzähler ist nur dann gut, wenn die Eingangsfrequenz geringer ist als die Referenzfrequenz. Aber das ist bei Ralph garnicht der Fall, seine Eingangsfrequenzen sind deutlich höher als all das, was er mit normaler Bastelkraft an Referenzfrequenz stemmen kann. Also ist in genau DIESEM Falle ein Geradeauszähler die bessere Wahl, weil die Inputzählmenge über der Referenzzählmenge liegt. Ich vermute aber ganz stark, daß er praktischerweise seinen alten Racal-Dana, den er mittels Hittite-Vorteilern aufgemotzt hat, weiterhin benutzen wird. Das Bastelvorhaben ist hingegen eher Selbstbestätigung. W.S.
W.S. schrieb: > Axel, eigentlich solltest du es besser wissen: Ein Reziprokzähler ist > nur dann gut, wenn die Eingangsfrequenz geringer ist als die > Referenzfrequenz. Aber das ist bei Ralph garnicht der Fall, seine > Eingangsfrequenzen sind deutlich höher als all das, was er mit normaler > Bastelkraft an Referenzfrequenz stemmen kann. Von welchem Zähler reden wir jetzt? Der Zähler für den Spektrumanalyzer? oder mein experimentelles Vorhaben nächstes Jahr? In beiden Fällen ist die zu messende Frequenz kleiner als die Referenzfrequenz. Bei dem Spektrumanalyzer sind Vorteiler im Spiel /256 und /64 Hier wollte ich ursprünglich einen Geradeauszähler verwenden, bin aber zu dem Reziprokzähler übergegangen, weil ich einsehen musste das man ein Mikrocontroller mit so extrem zeitkritischen Geschichten wie Torzeiterzeugung nicht belasten sollte, sondern ihn lieber das machen lassen sollte, was er kann und wozu er gedacht ist. Nämlich rechnen. Bei dem zugegeben ambitionierten Vorhaben bis zur Grenze der Referenzfrequenz. Ob mein Bastelvorhaben eine Selbstbestätigung ist? Ja vielleicht. So gesehen sind alle meine Projekte eine Selbstbestätigung. Ich will einfach wissen was mit den mir vorhandenen Mittel realisierbar ist. Wenn der Zähler besser geht als der Racal Dana dann werde ich ihn auch benutzen. Ansonsten war es ein Bastelobjekt bei der man was gelernt hat. Ralph Berres
Die Timestamping methode kann im Vergleich zum einfachen Reziprozähler mehr Auflösung und ggf. auch weniger Rauschen bieten. Ob das Rauschen kleiner ist als per Reziprokzähler hängt davon ab, welche Art von Störungen man hat: bei Frequenzrauschen der Quelle ist die einfache Reziprokmessung besser - bei Störungen aus der Übertragung oder Jitter der Eingangsstufe ist die Timestamping-methode im Vorteil. Bei Realisierung im µC können Timestamping und einfache Reziprokmessung oft mit der selben Hardware arbeiten - es macht also Sinn wenn der Zähler beides zur Auswahl hat. Die Timestamping-methode profitiert von einem feiner einstellbaren Vorteiler und kann auch etwas mehr Rechenzeit (z.B. ARM) gebrauchen.
Lurchi schrieb: > Die Timestamping methode kann im Vergleich zum einfachen Reziprozähler > mehr Auflösung und ggf. auch weniger Rauschen bieten. Ich lese diesen Begriff zum ersten mal. Bitte erkläre mir jemand wie genau dieses Verfahren bei der Frequenzmessung funktioniert. Ich habe diesen Begriff bisher nur in Zusammenhang mit einen Logikanalyzer gehört. Da wird nur aufgezeichnet, wenn sich bei einer der digitalen Eingängen der Zustand ändert. Damit man weis wann es war , wird die Änderung zusammen mit einen Zeitstempel abgespeichert. Das hat den Vorteil, das man trotz beschränkter Speichertiefe sehr lange Signalsequenzen aufzeichnen kann, wenn sich innerhalb einer Sequenz lange Zeit nichts tut. Ralph Berres
>Bitte erkläre mir jemand wie genau dieses Verfahren bei der Frequenzmessung funktioniert. Von Axel : >> Ich empfehle für einen Überblick das PDF "Modern frequency counting >> principles" Gurgel, das erste Resultat. Sehr informativ.
Beim Timestamping Verfahren wird die Zeit zu jeder (oder wenigstens vielen) Triggerevents (etwa Nulldurchängen) gemessen und ausgewertet. Bei der einfachen Reziprokmessung wird nur die erste und letzte Zeit ausgwertet. Die anderen Zeiten dazwischen kann man auch noch nutzen - da gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die optimale Wahl hängt von der Art der Störungen ab. Das andere Extrem zur Nutzung nur der esten und letzten Zeit ist es eine lineare Regression zu machen. Damit bekommt man eine bessere Auflösung - zumindest in den allermeisten Fällen. Ob das Ergebnis insgesamt besser wird, hängt halt von der Größe und Art der Störungen ab.
Oder D. schrieb: >>Bitte erkläre mir jemand wie genau dieses Verfahren bei der > Frequenzmessung funktioniert. > > > Von Axel : > >>> Ich empfehle für einen Überblick das PDF "Modern frequency counting >>> principles" > > Gurgel, das erste Resultat. Sehr informativ. Danke ! das Paper ist sehr informativ. http://www.npl.co.uk/upload/pdf/20060209_t-f_johansson_1.pdf
Das Timestampingverfahren beruecksichtigt eben auch die angefangenen pulse, nicht nur die ganzen Pulse. Ein Nonius quasi. Wenn man einen zehntel zu kurz ist, gibt es nach dem zehnten Intervall einen Count mehr. So wird die Ausgabe, bei fester Frequenz mit den Samples genauer. Subsampling. - Bei festem Eingangssignal
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Ralph B. schrieb: > Bitte erkläre mir jemand wie genau dieses Verfahren bei der > Frequenzmessung funktioniert. Eigentlich ganz einfach... (mit nem ABER) Stell dir vor, du nimmst zwei recht große Zähler als Eingangs- und Referenz-Zähler. Aber anstatt diese beim Meßstart auf 0 zu setzen, läßt du sie einfach nur durchlaufen. Jeder zählt sein Eingangssignal. Von Zeit zu Zeit liest du beide Zählerstände (und zwar ZEITGLEICH!!!) aus. Wenn bei einem die Differenz zum vorherigen Auslesen negativ ist, weißt du, daß er übergelaufen ist und kannst das dann korrigieren. So hast du zwei Zählerstands-Differenzen, die du wie üblich ins Verhältnis setzen kannst, um dein Ergebnis anzuzeigen. Die Torzeit ist also der zeitliche Abstand zwischen der letzten Abtastung und der aktuellen Abtastung. Natürlich kannst du Tests machen, ob sich das Eingangssignal signifikant geändert hat oder nicht, woraus du dann ableiten kannst, ob du die gespeicherten vormaligen Differenzen dazuaddierst oder lieber nicht, um ggf. mehr Zählereignisse (entsprechend größerer Torzeit) zu haben. Und jetzt zu dem ABER: Man braucht beide Zähler als echte Synchronzähler. Jeder muß natürlich die höchste, an seinem Eingang zu erwartende Frequenz zählen können. Also keine Ripplecounter. Die Größe der Zähler (Bitanzahl) hängt natürlich davon ab, wie hoch die Eingangsfrequenz ist und wie häufig man beide pollt. Bei 400 MHz Input und (sagen wir mal) 10 kHz Abtastung per µC wären die Differenzen von einer Abtastung zur nächsten so etwa 40'000 und der Zähler MUSS deutlich größer sein, in diesem Falle also wenigstens 17 Bit. Man braucht eine Hardware, um beide Zähler zuverlässig zum gleichen Zeitpunkt abzutasten, ohne daß da ein Zustandswechsel die Bits durcheinanderbringt. Ob man sich so etwas selbst bastelnderweise antun will, uß ein jeder für sich selbst entscheiden. Im Vergleich zu einem eher gewöhnlichen Zähler sehe ich wirklich keinerlei Vorteil der ein solches Unterfangen rechtfertigen würde. Jahaha.. wenn man z.B. mit 196 kHz pollen würde, eine Referenz von 400 MHz hätte und dann die 5µs bis zum nächsten Poll mit schlauem FPGA benutzen würde, um z.B. Frequenzmodulation herauszurechnen oder eine Aussage über den Jitter der Signalquelle zu errechnen, dann hätte das einen Sinn - aber wem von euch allen würde ich so etwas zutrauen? W.S.
W.S. schrieb: > aber wem von euch allen würde ich so etwas zutrauen? Na mir bestimmt nicht. Allein schon, weil es bei mir keine bescheuerte Torzeit gibt ;-) Im Prinzip habe ich ja alles Notwendige auf Basis eines STM32F407 mit 168 MHz auf dem Tisch zu liegen. Mich stört aber nach wie vor, daß dieses Verfahren nicht für tiefe Frequenzen geeignet ist. Auch Ulrich hat ja darauf hingewiesen, daß das Eingangssignal eine hinreichende Qualität aufweisen muß, damit diese Auswertung überhaupt sinnvolle Ergebnisse liefert. Oder D. schrieb: > Ein Nonius quasi. Das wäre ein anderer Ansatz, die Auflösung zu erhöhen, wobei aber ein höherer Faktor 100 angestrebt werden sollte. Ausgehend von einem 10 MHz Referenztakt müßte man per PLL 99/100 einen Takt von 9,9 MHz erzeugen. Nach immer 100 Takten (das sind 10 µs) haben beide Takte eine phasengleiche Flanke. Setzt man diesen Zeitpunkt zu Beginn und zum Ende jeder Messung in Relation zum Eingangssignal, so ließe sich daraus die Phasenlage des Referenztaktes zum Eingangssignal ableiten und bei hinreichend sorgfältiger Auslegung von PLL und Koinzidenz-Erkennung die Auflösung einer Messung um zwei Stellen verbessern. Das ist ersteinmal reine Spinnerei, die noch ein bißchen gekocht werden und abkühlen muß, damit das Ergebnis auch schmeckt ;-) Der große Vorteil wäre dabei, daß der µC weder hohe Rechenleistung noch viel Speicher braucht, und daß schon ab niedrigster Frequenz die höhere Auflösung zur Verfügung steht.
Bei der Impelementierung im µC nutzt man auch für die Reziprokmessung schon so eine Art timestamping: man ließt passend zu Flanken des Signals einen druchlaufenden Zähler aus. Das Unterstützen viele µC halt auch schon per Hardware - um so etwas wie das gleichzeitige Auslesen muss man sich also nicht kümmern. Das einzige was man noch machen muss, ist ggf. das Signal weit genug runter teilen, damit der µC das ganze verarbeiten kann. Das darf dann auch ein einfacher Rippel-Teiler sein. Der Unterschied ist halt wie man die ganzen Daten auswertet: Was da besser ist hängt davon ab wie die Fehler der einzelnen Zeitmessungen korreliert sind. Da gibt es auch noch andere Lösungen als 1./letzte Zeit und die lineare Regression. Der andere Weg für mehr Auflösung ist halt eine bessere Messung der einzelnen Zeiten. Das geht etwa über den höheren Takt oder eine Schaltung zur analogen Interpolation - der Zeitversatz Signal / Referenzatkt wird in eine analoge Spannung umgewandelt und so gemessen. Auch damit kommt man bis auf unter ns Auflösung mit vergleichsweise moderatem Hardwareaufwandt. Die Frage ist dann aber auch wie gut das Signal und die Eingangstufe ist: gerade bei einer niedrigen Frequenz lässt sich der Nulldurchgang ggf. nicht so genau betimmen. So eine Art Nonius mit 2 Ref. Takten hilft nur sehr bedingt, HP hat mal so was genutzt zur inpterpolation - der kritische Teil ist dabei ein Oszillaotor der mit der passenden Phase startet. Mit fertigen 10-12 Bit ADCs im µC ist der Umweg heute nicht mehr nötig.
Der Nonius auch Dual Vernier Counter genannt benutzt normalerweise 2 Triggerbare Oszillatoren für Start und Stop. Wie HP das Problem gelöst hat kannst du im Service Manual vom HP 5370 sehen und da sitzt nicht nur ein AVR drin ;) Siehe auch: "Fundamentals of the Electronic Counters" von HP. Nachbaubar wäre vielleicht der PICTIC (II) mit analogem Interpolator. http://www.ko4bb.com/dokuwiki/doku.php?id=precision_timing:pictic
Lurchi schrieb: > So eine Art Nonius mit 2 Ref. Takten hilft nur sehr bedingt, HP hat mal > so was genutzt zur inpterpolation - der kritische Teil ist dabei ein > Oszillaotor der mit der passenden Phase startet. Das ist m.E. auch garnicht notwendig, da keine absoluten sondern nur relative Zeiten gemessen werden müssen. Alle Oszillatoren bzw. Timer können frei durchlaufen. Die analoge Auswertung ist ja ganz nett, aber mit 'Hauselektronik' bekomme ich keine stabilen Werte bei Impulsen im ps-Bereich hin, auch wenn die zusätzlichen Stellen noch so schön glitzern.
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