14.Измерение длительности, периода и частоты цифрового импульсного сигнала

14.4.1.Метод измерения временных характеристик высокочастотных сигналов с помощью двух счетчиков

Этот метод следует использовать при цифровом измерении частоты или периода высокочастотного цифрового сигнала. Второй счетчик при реализации данного метода служит для формирования последовательности импульсов с известным периодом, называемым также "временем измерения".

Рис. 14-5. Измерение с помощью двух счетчиков

Measurement Time – время измерения; Timebase (Ts) – импульсы образцовой частоты; Signal to Measure – измеряемый сигнал

Время измерения должно быть больше периода входного сигнала для уменьшения погрешности квантования, но достаточно малым, чтобы не допустить переполнения счетного регистра. Счетчик, в котором производится подсчет количества периодов входного сигнала за время измерения, усредняет результаты измерений и возвращает среднее значение для VI NI-DAQ Read.

Среднее значение периода и частоты определяют по следующим формулам:

где Tx и fx – период и частота исследуемого сигнала, Tm – время измерения, Nx – количество подсчитанных импульсов.

Погрешность квантования при измерении характеристик высокочастотных сигналов методом двух счетчиков

Для вычисления погрешности квантования при измерении с помощью двух счетчиков используются следующие формулы:

14. Измерение длительности, периода и частоты цифрового импульсного сигнала

где dQuant – погрешность квантования; Tx и fx – период и частота импульсов исследуемого сигнала; Tm - время измерения.

Погрешность квантования уменьшается при увеличении времени измерения и частоты входных сигналов. В табл. 4-2 приведены значения погрешности квантования для различных значений времени измерения и частоты входного сигнала. Следует обратить внимание, что при одном и том же времени измерения погрешность квантования уменьшается с увеличением частоты исследуемого сигнала.

Таблица 14-2. Погрешность квантования при измерении с помощью двух счетчиков

Реализация метода двух счетчиков с использованием VI NI-DAQmx

В блок-диаграмме на рис. 14-6 для измерения сигнала с частотой примерно 10 МГц используются VI NI-DAQmx. Вход Starting Edge (Фронт запуска) устанавливается в состояние Rising (положительный фронт), при этом измерение начинается с приходом первого положительного фронта. VI DAQmx Read возвращает результат измерения частоты (Гц).