Frequenzmessung Theorie

[Thomas (Gast)]

Hi,

angenommen ich mochte eine frequenz 0-100hz auf zwei kommastellen genau 
messen, also zb
40,00 oder 40,01 hz

- das bedeutet meine periodendauer ist ja 0,025 oder 0,024993 sekunden

Bedeutet das ich muss mit mind. 1mhz samplen um die genauigkeit zu 
erfassen oder habe ich da einen denkfehler?

[Georg (Gast)]

Thomas schrieb:
> Bedeutet das ich muss mit mind. 1mhz samplen um die genauigkeit zu
> erfassen oder habe ich da einen denkfehler?

Ja, die Rechnung ist zwar nicht falsch, aber der Ansatz - man guckt 
nicht alle µs nach dem Signal, sondern misst die Dauer einer Periode mit 
einem Timer, und dass der mit mehr als 1 Mhz läuft ist wirklich kein 
Problem.

Georg

[Thomas (Gast)]

Achso,

ich kann muss nach 3 perioden die frequenz bestimmen können.
Daher wär mir lieber ich reduzier den messzeitraum auf das kleinst 
mögliche (einmal pro periode)

[Georg (Gast)]

Thomas schrieb:
> ich reduzier den messzeitraum auf das kleinst
> mögliche (einmal pro periode)

War meine Rede seit 45.

Georg

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Thomas schrieb:
> angenommen ich mochte eine frequenz 0-100hz auf zwei kommastellen genau
> messen, also zb
> 40,00 oder 40,01 hz
>
> - das bedeutet meine periodendauer ist ja 0,025 oder 0,024993 sekunden
>
> Bedeutet das ich muss mit mind. 1mhz samplen um die genauigkeit zu
> erfassen oder habe ich da einen denkfehler?

Der Unterschied oben ist 7µs. Wenn du 1µs genau auflöst, dann bist du 
deutlich auf der sicheren Seite.

Thomas schrieb:
> ich kann muss nach 3 perioden die frequenz bestimmen können.
> Daher wär mir lieber ich reduzier den messzeitraum auf das kleinst
> mögliche (einmal pro periode)

Die Meßzeit ist immer noch vom Signal abhängig. Bei 100Hz kriegst du 
nach 10ms ein Ergebnis. Und zwar für 1MHz Referenzfrequenz mit 4 
Dezimalstellen. Für 10Hz bekommst du zwar schon 5 Dezimalstellen, mußt 
aber 100ms warten. Wenn du für 100Hz nicht nur die Länge einer Periode 
vermißt, sonder die Gesamtlänge von 10 aufeinanderfolgenden Perioden, 
dann kriegst du ebenso 5 Dezimalstellen (aber auch erst nach 100ms).

Konsequent zu Ende gedacht landest du so bei einem Reziprokzähler. Bei 
dem ist die Auflösung des Ergebnisses weitgehend unabhängig von der zu 
messenden Frequenz und hängt nur noch von der Referenzfrequenz und der 
Meßdauer ab.

Allerdings bekommst du für eine vorgegebene maximale Meßdauer eine 
untere Grenze des Meßbereichs, weil du ja mindestens eine Periodendauer 
des Signals vermessen mußt. Deine Angabe "0-100hz" bedeutet im 
Extremfall also auch eine unendlich lange Meßzeit.


XL

[Ulrich H. (lurchi)]

Messen der Periodenlänge über den Timer bzw. der Reziprokzähler ist die 
Methode der Wahl. 1 µs Auflösung ist noch sehr moderat für heutige µCs. 
Die Genauigkeit hängt aber auch von der Signalqualität ab - kleine 
Störungen können ggf. den Zeitpunkt der Nulldurchgänge verschieben und 
so Jitter bzw. Rauschen bei der Frequenz erzeugen.

Wenn man mit wenige als 1 Periode die Frequenz messen will, geht das 
ggf. über abtasten des Analogen Signals. Man muss dann aber schon wissen 
wie das Signal aussieht (Sinus, Dreieck, oder ähnlich). Auch dann ist 
die Auflösung nicht direkt mit der Abtastzeit verbunden - es hängt auch 
von der Signalqualität und Form ab.