Frequenzzähler mit Binärteiler und AVR - Genauigkeit

Hi, Harry,

> Wenn man einen Frequenzzähler mit einem Binärteiler und einem AVR
> aufbaut, wie erhält man die höchste Frequenzgenauigkeit in Bezug auf das
> Teilungsverhältnis?

Wenn Du den AVR mit einem 10 MHz-Quarz ausstattest, kannst Du vielleicht 
4 MHz zählen lassen vom TCNT1.
Wenn Du dann genau 1s lang zählen lässt, ist Deine Auflösung 1 Hz mit 
einer Unsicherheit in der letzten Stelle.

Wenn Du nun einen 4Bit-Binär Vorteiler vor den TCNT1 schaltest, 
vervielfacht sich die Ungenauigkeit auf 16 Hz.

Abhilfe: Nimm statt eines einfachen Vorteilers einen, den Du in die 
Messung mit einbeziehst. Der also zu Anfang der Messperiode auf Null 
gesetzt wird, hochzählt, mit Ende der Messperiode wieder steht und 
ausgelesen wird.

Einen halben Port hast Du am AVR bestimmt noch frei. Für die Torzeit 
eignet sich der TCNT2.

Ciao
Wolfgang Horn

Harry schrieb:
> Wenn man einen Frequenzzähler mit einem Binärteiler und einem AVR
> aufbaut, wie erhält man die höchste Frequenzgenauigkeit in Bezug auf das
> Teilungsverhältnis?

Die Genauigkeit ist unabhängig vom Vorteiler. Einzig die Messzeit kann 
variieren, was aber bei reziproker Messung kein Problem ist.
Suche nach "reziproker Frequenzzähler" und sieh Dir an, wie es gemacht 
wird.

Danke für die Antworten!

Wolfgang Horn schrieb:
> Abhilfe: Nimm statt eines einfachen Vorteilers einen, den Du in die
> Messung mit einbeziehst. Der also zu Anfang der Messperiode auf Null
> gesetzt wird, hochzählt, mit Ende der Messperiode wieder steht und
> ausgelesen wird.

Interessanter Ansatz.
Man könnte es ja eigentlich auch so machen: immer dann mit der Messung 
beginnen, wenn am Ausgang des Binärteilers ein Wechsel von H nach L 
(oder umgekehrt) stattfindet.


Grünkohl schrieb:
> Suche nach "reziproker Frequenzzähler" und sieh Dir an, wie es gemacht
> wird.

Ja, so werde ich es machen. Man kann ja sogar den Vorteiler mit dem µC 
automatisch auf einen günstigeren Wert für niedrige Frequenzen 
einstellen.

Axel Schwenke schrieb:
> Zur Anregung kannst du dir ja mal Frequenzzählermodul ansehen.

Unter 'Meßverfahren' findet man leider nichts.
Wie es funktioniert, ist zum Beispiel hier beschrieben: 
http://www.mino-elektronik.de/fmeter/fmeter.htm

Grünkohl schrieb:
> Die Genauigkeit ist unabhängig vom Vorteiler.

Der (unbeannte) Stand der Vorteilers geht beim Frequenzzähler aber bei 
der Auflösung verloren. Bei gegebener Torzeit liefert ein direkt 
"gefütterter" Zähler, sofern die Genauigkeit durch die Auflösung der 
Anzeige und nicht durch die Zeitbasis bestimmt ist, ein um den 
Teilerfaktor genaueres Ergebnis als einer mit Vorteiler.

Axel Schwenke schrieb:
> Das ist vollkommen Wumpe. Die Genauigkeit eines Frequenzzählers wird vom
> Frequenznormal bestimmt.
Das möchte ich sehen. Wie willst du beispielsweise mit einem 6-stelligen 
Frequenzzähler die Genauigkeit eines Rubidiumnormals ausnutzen? Was 
nützt die Genauigkeit, wenn du nicht (mindestens) die entsprechende 
Auflösung hast.

Wolfgang schrieb:
> Grünkohl schrieb:
>> Die Genauigkeit ist unabhängig vom Vorteiler.

Wenn schon, dann solltest Du auch alles zitieren:
"Die Genauigkeit ist unabhängig vom Vorteiler. Einzig die Messzeit kann
variieren, was aber bei reziproker Messung kein Problem ist."

Wolfgang schrieb:
> Der (unbeannte) Stand der Vorteilers geht beim Frequenzzähler aber bei
> der Auflösung verloren.

Der Stand des Vorteilers ist immer bekannt und konstant. Entweder '0' 
oder 0,5*Teilungsfaktor. Im ersten Fall wird die negative Flanke des 
Vorteilers ausgewertet, dann ist er gerade übergelaufen, oder im zweiten 
Fall die positive Flanke, wenn das MSB des Teilers gesetzt wurde.

Wolfgang schrieb:
> Bei gegebener Torzeit ...

Ein reziproker Frequenzzähler hat keine konstante 'gegebene Torzeit'! 
Bitte informier Dich genauer über das Meßverfahren.

Wolfgang schrieb:
> Was
> nützt die Genauigkeit, wenn du nicht (mindestens) die entsprechende
> Auflösung hast.

Auflösung und Genauigkeit sind keine Hexerei, aber die Referenzfrequenz 
muß/sollte immer genauer sein, als die Anzeige es anzeigen kann. Besser 
6-stellige Messungen mit Atomnormal als Referenz als mit einem 
keramischen Schwinger.
Ein Beispiel aus der Codesammlung: 
Beitrag "reziproker Frequenzzähler, GPS-stabilisiert, ATmega162"

Zwei von Drei schrieb:
> Die Genauigkeit haengt nicht am Teilerverhaeltnis. Was verstehtst du
> denn unter Genauigkeit ?

Ist das so schwer zu verstehen? Wenn man Die Frequenz einer 
Wechselspannung messen will, dann mündet es in die Frage: Wie genau kann 
ich es messen? Also wieviele gültige Stellen kann das Gerät - bei 
akzeptabler Meßdauer - erzeugen? Natürlich könnte man auch Axel 
Schwenkes Zähler dazu benutzen, ein Ergebnis mit 12 gültigen Stellen zu 
erzeugen - vorausgesetzt, man hat eine entsprechend genaue Referenz und 
die nötige Zeit von (geschätzt) 10000 Sekunden.

Und die Aussage, daß die Genauigkeit nicht von der Frequenz abhängt, 
ist schlichtweg falsch. Sie hängt von der Anzahl der gezählten 
Ereignisse ab, die nicht synchron zur Torzeit sind und deshalb von dem 
Takt, der die Basis der Torzeit bildet gequantelt werden.

Selbstverständlich hängt sie davon ab, genauso, wie sie von der Torzeit 
(oder für alle, die sich an diesem Wort stoßen von dem 
"Bewertungsintervall") abhängt, denn letztendlich läuft alles auf eine 
Division Ergebnis:= N/R; ab, wobei N und R Integerwerte sind.

Man kann es auch anders formulieren:

Ist die erwartete Eingangsfrequenz kleiner als die Referenzfrequenz, 
dann nimmt man besser das Reziprokverfahren und die Auflösung wird 
bestimmt durch das Verhältnis von Torzeit zur Referenzfrequenz.

ist die erwartete Frequenz jedoch größer als die Referenzfrequenz, dann 
nimmt man besser das gewöhnliche Nicht-Reziprok-Verfahren und die 
Auflösung ist bestimmt durch das Verhältnis der Eingangsfrequenz zur 
Torzeit.

Ach, was hab ich bei diesem Thema schon für unsachverständigen Unsinn 
in diesem Forum lesen müssen..

W.S.