Jump to content

    

Измерение частоты

Есть задача - измерить частоту (около 10 МГц) с точностью до 8-го знака (десятые доли герца) за время не более 0.1 сек. - вернее даже не столько измерить, сколько сравнить с образцовым генератором. Есть у кого идеи?

Share this post


Link to post
Share on other sites

В общем случае измеряется период.

Если просто сравнить, то RS-триггер.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В общем случае измеряется период.

Если просто сравнить, то RS-триггер.

 

И какой частотой по-вашему нужно заполнить эти 10МГц чтобы измерить период с такой точностью?

 

С RS-триггером (есть еще аналогичные способы на реверсивных счетчиках) тоже не все гладко - для достоверного сравнения с такой точностью требуется 10 сек (впрочем, как и для традиционного метода подсчета количества импульсов за фиксированный интервал времени)

Share this post


Link to post
Share on other sites

если сравнить - то попробуйте фазовый/частотный детектор. Он покажет отличие и в какую сторону. (<, =, >)

Или измеряйте два сигнала (счетчик, контроллер,..., частотомер) и результат - разность.

Если решили измерять частоту, а потом сравнивать, то:

- частотомеры должны работать от одного и тогоже тактового генератора (или в качестве тактового - образцовый, а измерительный на вход)

- точность у Вас до 8-ого знака, значит, время срабатывания таймера (останов счета) должно быть не более 10 нс. У обычных контроллеров 100...200 нс. Поэтому придется городить логику, причем достаточно быстродействующую! Или на ПЛИС, если удастся оптимизировать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Поясню для чего весь огород: делается система калибровки опорных генераторов с термокомпенсацией. Кучка генераторов помещается в термокамеру, прогоняется в диапазоне температур, калибруется по стандарту частоты (точность которого 10е-10). Откуда требование по скорости измерения: если частота будет сравниваться медленнее - пока система выравнивает частоту калибруемого генератора со стандартом температура успевает уходить

Share this post


Link to post
Share on other sites

Попытаюсь предложить такой способ: сигнал перемножаются с опорным генератором в квадратурах, выделяются НЧ составляющие. При близких частотах это будут куски синуса-косинуса. Далее, путем анализа полученых кривых, можно определить модуль частотного сдвига и его знак. Миксер должен быть малошумящим.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Может быть ВЧ фазовращатели и фильтр НЧ.Т.н. прямое преобразование частоты.

Этому много посвятил Поляков RA3AAE.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Попытаюсь предложить такой способ: сигнал перемножаются с опорным генератором в квадратурах, выделяются НЧ составляющие. При близких частотах это будут куски синуса-косинуса. Далее, путем анализа полученых кривых, можно определить модуль частотного сдвига и его знак. Миксер должен быть малошумящим.

 

у кусков синуса-косинуса будет опять же частота биений, то есть единицы и доли герц и чтобы их проанализировать нужно время (единицы секунд).

 

я склоняюсь к вычитанию из измеряемой частоты подпорки, сформированной из опорной, так чтобы в результате получалось 1-2 кГц. Затем заполнять ее ВЧ и напрямую измерять период.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На чем вы собираетесь вычитать? На смесителе?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть задача - измерить частоту (около 10 МГц) с точностью до 8-го знака (десятые доли герца) за время не более 0.1 сек. - вернее даже не столько измерить, сколько сравнить с образцовым генератором. Есть у кого идеи?

 

Решите проблему в лоб. Для 8-го знака достаточно 1 сек. Поставьте 10 частотомеров на ПЛИС и все дела. Не так уж это и дорого.

Share this post


Link to post
Share on other sites

2UPC:

 

Можно на смесителе. Можно на логике попробовать.

 

2handy:

 

для 8-го знака нужно 10 сек. Поясните поподробнее про 10 частотомеров. че-то не понял

 

 

 

с вычитанием можно сделать вот еще что: из измеряемого сигнала (10МГц + df) вычитаем 9МГц (синтезированные из опорной частоты). Получаем 1МГц + df. Умножаем в 10 раз. получаем 10МГц + 10df. и.т.д.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ага, а в умножителе LC контур, который Вам даст температурную зависимость?

 

Лучше поместите калибруемый генератор в термостат, и увеличьте время ожидания выхода его (термостата) в режим и увеличте время измерения.

Правда, калибровка будет идти медленнее. А что Вы хотите? Точность высокая, спешка здесь не нужна.

Share this post


Link to post
Share on other sites
...у кусков синуса-косинуса будет опять же частота биений, то есть единицы и доли герц и чтобы их проанализировать нужно время (единицы секунд)...
Простите, но Вы невнимательно прочитали мой пост. О каких биениях идет речь, если я предлагаю перемножать в квадратурах, т.е., на синус и косинус опорного сигнала? Имея перемножитель с малым шумом и температурным дрейфом, сдвиг частоты теоретически можно определить за сколь угодно малое время. Естественно, для этого выходной сигнал придется оцифровать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

.

для 8-го знака нужно 10 сек.

 

Господа, в моем понимании ситуация должна быть изначально проанализирована с точки зрения время/частота duality theorem.

 

В этом случае 0.1 сек времени измерения дает наилучшее разрешение в 10 Гц, что для частоты 10 МГц только шестой знак.

 

Иными словами никакие даже самые идеальные методики не позволять дать результат с точностью до 8 знака за 0.1 сек

Share this post


Link to post
Share on other sites
.
для 8-го знака нужно 10 сек.

 

Господа, в моем понимании ситуация должна быть изначально проанализирована с точки зрения время/частота duality theorem.

 

В этом случае 0.1 сек времени измерения дает наилучшее разрешение в 10 Гц, что для частоты 10 МГц только шестой знак.

 

Иными словами никакие даже самые идеальные методики не позволять дать результат с точностью до 8 знака за 0.1 сек

Глубоко ошибочное утверждение. Иными словами, Вы хотите сказать, что, имея только часть периода синуса, я не смогу определить весь его период? :blink:

 

ЗЫ. А что говорит Ваша теорема?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this