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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frequenz messen


Autor: Anfänger (Gast)
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Guten Morgen alle zusammen.

Ich habe mir mal zu Weihnachten mir selbst ein etwas (diesmal) teureres 
Digital Multimeter gegönnt. Mein altes 10€ Teil habe ich geschrottet.... 
g.

Das neue DMM kann auch Frequenzen bis zu 400Mhz messen. Die gemessenen 
Daten kann man mittels RS232 Schnittstelle auch an den PC schicken wo 
man die Daten auswerten kann. Natürlich kann es niemals an die Fähigkeit 
eines Oszilloskops herankommen, aber es sollte eben reichen.

Ich möchte nun gerne wissen, wie ich den Überhaupt eine Frequenz richtig 
messe, also wie ich es ordentlich und richtig beschalten muss, damit 
weder der Schaltung noch der DMM zerstört wird.

Ich habe da an ein einfaches Beispiel gedacht:

Man kann einen z.B. Atmega8 nehmen und einen Pin ja immer Toggeln und 
theoretisch ebenhalt die Toggle Frequenz ermitteln. Wie muss ich jetzt 
den Frequenzmesseingang des DMM mit dem PIN verbinden ? Brauch ich dafür 
ein spezielles Kabel ?

Bin über jeden Rat und Tipp sehr dankbar !

Autor: Stephan M. (stephanm)
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Anfänger schrieb:
> Man kann einen z.B. Atmega8 nehmen und einen Pin ja immer Toggeln und
> theoretisch ebenhalt die Toggle Frequenz ermitteln. Wie muss ich jetzt
> den Frequenzmesseingang des DMM mit dem PIN verbinden ? Brauch ich dafür
> ein spezielles Kabel ?

Der ATmega8 arbeitet mit maximal 5V, also liegen auch nur Spannungen im 
Bereich von 0...5V an den Ausgängen. Ein Blick ins Datenblatt Deines 
DMMs sollte Dir verraten, welche maximale Eingangsspannung für eine 
Frequenzmessung erlaubt ist.

Als Kabel kannst Du ja mal die mitgelieferten Messleitungen verwenden. 
Ein Kabel an Masse, das andere direkt an den Pin halten. Falls nicht 
irgendwelche anderen Signale (Masse!?) zwischen Testobjekt und DMM 
durchverbunden sind, sollte es auch egal sein, wie herum Du die 
Messleitungen an das Messobjekt legst, d.h. rot<->GND und 
schwarz<->Signal sollte genau so funktionieren wie andersherum.

> Natürlich kann es niemals an die Fähigkeit
> eines Oszilloskops herankommen, aber es sollte eben reichen.

Hm, ein Oszilloskop zeigt Dir zwar den Verlauf des Signals an, 
Frequenzmessungen mit dem Oszi sind aber, nur weil man den Signalverlauf 
sieht, nicht per se genauer als mit einem Frequenzzähler. Wenn das Oszi 
keinen eingebauten Frequenzzähler hat, musst Du die Periodendauer des 
Signals ja irgendwie vom Schirm ablesen. Je nach Strichbreite auf dem 
Schirm und Deiner Ablesefähigkeit variiert die Genauigkeit der 
"Messung".

Bei Oszis mit Frequenzzähler sollte im Datenblatt stehen, welche 
Genauigkeit Du erwarten kannst.

Stephan

Autor: Gastus (Gast)
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Ich würde sagen, dass man eine Frequenz wie eine Spannung misst.
Ansonsten schau doch mal in das Handbuch, das sollte/könnte dir 
helfen...

Autor: Ingo (Gast)
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Hallo,

könntest Du uns verraten, welches DMM Frequenzen bis 400MHz messen kann?
Bei dem Vergleich mit dem Oszilloskop musst Du bedenken, dass Du zwar 
wie mit einem Oszi Frequenzen messen kannst, dass Dir aber immernoch 
nicht hilft, einen Kurvenverlauf abzuschätzen.

Gruss, ingo.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Die Genauigkeit mit der eine Frequenz gemessen wird hängt zuerst mal von 
der Genaúigkeit des Referenzquarzes ab. Wenn dann kein eigener 
Frequenzzähler hardwaremäßig eingebaut ist, sondern das Zählen der 
Impulse mit dem im DMM eingebauten Mikroprozessor bewerkstelligt wird, 
sollte man keine große Erwartungen an das Ergebnis stellen. Denn dann 
ist 1. als Referenzquarz der Taktgeber des Mikroprozessors benutzt 
worden, ( der hat vielleicht eine Genaúigkeit von 25 Parts per Millionen 
), 2. Das Zählen erfolgt im Mikroprozessor selbst, was je nach 
Programmaufbau der Software
die Ungenauigkeit noch wesentlich erhöht. Der Oszillograf ist mit seiner 
eingebauten Frequenzmessfunktion übrigens auch nicht genauer, denn der 
errechnet sich die Frequenz aus den zeitlichen Abständen des Triggers.
Man kann da mit einer Genauigkeit von bestenfalls Stellen rechnen.

Ich würde mal bei einen DMM so die ersten 4 Stellen maximal glauben. 
Alle weitere Stellen kann man getrost vergessen.

Was die 400MHz betrifft, fällt mir das schwer zu glauben. Bei 400MHz 
wäre da schon ein Vorteiler mit 50 Ohm Eingangswiderstand erforderlich, 
weil man
schon mit beachtlichen Reflektionen auf der Leitung rechnen muss.
Auserdem ist bei einen hochohmigen Eingang die Belastung durch die 
Eingangskapazität schon so groß, das kaum noch eine Spannung oder 
Frequenz messbar wird. Mit zunehmender Frequenz wird die maximal 
zulässige Spannung auch immer geringer, wegen der Eingangskapazität.

Also wenn man vernünftig Frequenzen zählen will ( vor allem bis 400MHz 
!! ) , besorgt man sich einen Frequenzzähler. Für überschlägige 
Messungen im NF Bereich kann das Multimeter ausreichend sein.

Ralph Berres

Autor: Anfänger (Gast)
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Ja natürlich wird das Gerät bei 400Mhz und auch viel darunter immer 
ungenauer, aber für mich (AVR Bereich) reicht es allemal finde ich....

Gibt es eine Möglichkeit eine alternativ Software zu benutzen die die 
Daten des Messgerätes aufnimmt ? Das mitgelieferte Programm ist nicht so 
toll. Jetzt ist natürlich die Frage ob diese Geräte die Daten nach einem 
Standard Protokoll an den PC übertragen so das man vielleicht andere 
Programme benutzen kann.... Kennt jemand so ein Tool ?

Autor: Ralph Berres (rberres)
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hallo Anfänger

Die Frequenzmessgenauigkeit deines Multimeters hängt nicht so sehr von 
der angelegten Frequenz ab, sondern von dem Tatgeberquarz des 
Mikroprozessoers im Multimeter und die Art wie der Mikroprozessor die 
Frequenz ermittelt.

Das hat nichts mit der angelegten Frequenz zu tun.

Ob dein Multimeter 400MHZ überhaupt messen kann hängt dann allerdings 
von dem Aufbau des Eingangs ab.

Was deine Frage bezüglich PC-Software für das Multimeter betrifft, muss 
ich dir eine Antwort schuldig bleiben.

Ich würde mal unter lab-view googlen, vielleicht gibt es für das 
Programm ja einen Treiber für das Multimeter. ( Ist allerdings nicht 
gerade billig ).

Ralph Berres

Autor: Anfänger (Gast)
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Hallo Ralph !


Das Oszilloskop kann ja nur die Sinusschwingung anzeigen weil es genauer 
ist bzw. schneller "abtasten" kann oder wie verstehe ich das ? Wenn ich 
den MUltimeter jetzt auf Wechselspannung schalte sehe ich die c.a. 220V 
aber die MEsssoftware zeichnet nur eine "fast" Gerade. Also kann ich 
auch nicht mit der Frequenzmessung und der Software des DMM diese 
Sinusschwingung anzeigen lassen ? Ich dacthe das geht etwas... naja so 
schlimm es auch nicht.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Anfänger Gast.

Das geht natürlich so nicht.

Das Multimeter richtet die zu messende Wechselspannung erst mal gleich, 
ehe es auf den AD-Wandler des Multimeters gegeben wird. Der 
gleichgrichtete Wert wird dann als Größe an den PC übermittelt.

Bei Frequenzmessung ist es ähnlich. Das Multimeter beobachtet anhand der 
Nulldurchgänge erst mal die Zeit zwischen den Nulldurchgängen und 
errechnet daraus die Frequenz. Oder er zählt innerhalb eines bestimmten 
Zeitraumes z.B. 1 Sekunde die Anzahl der Nulldurchgänge des 
Wechselspannungssignales. Dieses Ergebnis wird dann dem PC übermittelt.

Mit anderen Worten. Der PC bekommt das übermittelt was du auf dem 
Display des Multimeters siehst, nicht die eigentliche Wechselspannung 
selbst.

Dann sieht man wenn der PC die Daten sammelt und über die Zeit darstellt 
natürlich nur eine gerade Linie , es sei denn es ändert sich was an dem
Wechselspannungsignal.

Wenn du mit dem PC eine Wechselspannung sehen willst, brauchst du einen
Oszillografen der mit dem PC kommunizieren kann. Oder im einfachsten 
Falle
eine Soundkarte mit ein entprechendes PC-Oszillografen Programm. Der 
geht dann aber auch nur bis 20KHz.

Ralph Berres

Autor: Ingo (Gast)
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Hallo zusammen,

labview 6.1 gibt es für linux bei der c'T kostenlos runterzuladen, die 
Windowsversion lag mal einer Ausgabe dabei.
Ich habe immernoch die Befürchtung, dass es vielleicht um ein Multimeter 
geht, welches Frequenzen bis 400*k*Hz messen kann; ich kann mir kaum ein 
Multimeter vorstellen, welches nicht, viel, viel Geld kostet, welches 
400*M*Hz misst.

@Anfänger:
Wie ist denn die Typenbezeichnung von Deinem Multimeter?

Gruss, Ingo.

Autor: Anfänger (Gast)
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Ich wollte jetzt nicht das Multimeter hier posten aber es das UT70B von 
Reichelt für 60€. Ich finde das sollte für den Hobbybedarf reichen. Ich 
wollte diesmal etwas ordentliches haben. Die Genauigkeit des Multimeters 
ist auch nicht so schlecht und sollte reichen. Ich wollte eben was 
besseres als ein Baumarkt Multimeter für 10€.

Hier der Link:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=2;GROUP=D141;...

Die schönen Fluke Multimeter oder die von Metrahit oder so wie wir es in 
der Hochschule in den Laboren haben kann ich mir nicht leisten ;-). So 
ein Hameg Oszi. wäre natürlich cool !

Autor: Ingo (Gast)
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Hi!

ah, wieder was gelernt, es gibt tatsächlich Handmultimeter, mit denen 
man mit den beiden Messstrippen 400MHz messen soll; wobei hier aber die 
Frequenz nicht gezählt wird, sondern offensichtlich irgendwie geschätzt. 
Im Handbuch steht, über 400MHz nur für Vergleichsmessungen. Weiß jemand, 
wie das funktioniert? Irgendein Frequenz-nach-Spannungs-Umsetzer? Die 
Verfahren, die mir dazu einfallen, sind für 400MHz, bzw. großen 
Messbereich nicht geeignet (getriggertes Monoflop, Frequenzmischer oder 
PLL).
Oder Monoflop-Variante und einen ordentlichen Vorteiler?

Gruss, Ingo.

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