Jump to content

    

Измерение частоты

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дешево и просто решить задачу измерения интервалов с разрешением в единицы-десятки ps вряд ли возможно. Вот, возможно, "для затравки" пригодится - http://cddis.gsfc.nasa.gov/lw12/docs/Artyu..._al_MOTICEV.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

 

на правах мозгового штурма и по его правилам, за юнгу -

 

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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.

 

Я бы на вход триггер Шмидта поставила, например такой:

SN74LVC1G14DBVR

до девальвации за 7 руб 16 коп такой покупала в розницу в Терраэлектронике.

Это чтобы входной сигнал преобразовать к прямоугольному виду и длительность ему нарастить.

А с выхода подать этот прямоугольник прямо на счетный канал таймера какого-нибудь МК.

Частота невелика - практически любой МК с этой задачей справится, даже дешевенькая Тинька.

Если копить 1 секунду, то точность будет до 1 Гц.

Share this post


Link to post
Share on other sites
...Передо мной поставлена задача...

Если импульс единичный, тогда поставленная вам задача трудно реализуема при современном состоянии техники. Можно было бы использовать осциллоскоп (интересно, с какой частотой дискретизации, сами), но все ж останется, как уже заметили, проблема с фронтами. Если у вас таки последовательность импульсов, тогда другое дело. У вас что?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если импульс единичный, тогда поставленная вам задача трудно реализуема при современном состоянии техники.

Мне вот представляется, что это нереализуемо не только сейчас, но и всегда. Пока мы верим в принцип неопределенности.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если копить 1 секунду, то точность будет до 1 Гц.

 

Вся загвоздка состоит в том что длительность этого сигнала не более 4,2 мкс ± 400нс.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

..уважаемые, зачмырите мою идею пожалуста!

Почему не подойдёт?

Имхо в задаче есть большой плюс для решения - частота в определённых пределах заранее известна, это должно упростить задачу, несмотря на всего 7-мь периодов в импульсе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
..уважаемые, зачмырите мою идею пожалуста!

Почему не подойдёт?

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.

ну или методом наименьших квадратов подогнать под измеренные данные синус, тем самым найдя его частоту.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Почему не подойдёт?

 

Потому, что кусок, например, даже идеально чистой синусоиды уже не гармоническая функция.

Я уже молчу про шумы и погрешность измерения.

 

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.

ну или методом наименьших квадратов подогнать под измеренные данные синус, тем самым найдя его частоту.

 

Вот и оцените достаточную величину.

Еще. Берем идеальную (бумажную) синусоиду, отрезаем от нее кусок и подаем на неидеальный входной паразитный фильтр...

А какое будет среднеквадратичное отклонение?

Тут давно было много обсуждений по поводу алгоритмов нахождения частоты чистого гармонического сигнала при измерениях ограниченной длительности... А в данном случае ситуация еще хуже.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Потому, что кусок, например, даже идеально чистой синусоиды уже не гармоническая функция.

Я уже молчу про шумы и погрешность измерения.

частоту синусоиды можно определить хоть по четверти периода, вопрос лишь в необходимом для этого SNR.

Share this post


Link to post
Share on other sites
частоту синусоиды можно определить хоть по четверти периода, вопрос лишь в необходимом для этого SNR.

На бумаге.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Дешево и просто решить задачу измерения интервалов с разрешением в единицы-десятки ps вряд ли возможно.

не понятно, частоту нужно определить по одной пачке или можно взять несколько

для одной пачки источник сигнала сигнала должен иметь соответствующий джиттер

Share this post


Link to post
Share on other sites
Потому, что кусок, например, даже идеально чистой синусоиды уже не гармоническая функция.

Я уже молчу про шумы и погрешность измерения.

..ну у нас же есть около 7-ми полных периодов! Вполне думаю достаточно чтобы принять за гармоническую функцию.

 

 

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