Măsurarea frecvenţei

by donpedro

Aceasta este o metodă simplă de măsurare a frecvenţelor într-un domeniu suficient de mare şi cu o precizie acceptabilă folosind un calculator. Aceasta urmăreşte principiile de măsurare al frecvenţelor joase, respectiv prin măsurarea perioadei pentru o formă de undă completă şi calculul frec-venţei în funcţie de perioada măsurată. Numărătoarele binare în cascadă sunt folosite pentru conversia semnalelor de înaltă frecvenţă în semnale de joasă frec-venţă. Portul paralel al unui calculator este folosit pentru a citi conţinutul numărătoa-relor binare.

Aceaste date sunt folosite pentru determinarea perioadei şi calcularea frecvenţei semnalului. Schema bloc prezintă conexiunile principale dintre numărătoare şi pinii portului paralel ai conectorului D de 25 pini ai unui calculator (pentru intrare se foloseşte registrul de control 379H). Echipamentul hardware extern este folosit numai pentru conversia semnalelor de înaltă frecvenţă în semnale de joasă frecvenţă. Astfel, rolul major în măsurarea frecvenţei este jucat de program. Calcula-torul generează o întrerupere la frecvenţa de 18,21Hz adică după 54,92ms. Progra-mul foloseşte această întrerupere ca referinţă de timp. Registrul de control al portului paralel din calculator este citit şi informaţia este stocată continuu într-o matrice pentru aproximativ 54,9ms. Aceste date sunt apoi analizate bit cu bit. Iniţial bitul cel mai semnificativ (MSB) al fiecărui element din matrice este verificat dacă conţine o perioadă completă din semnalul de intrare. Dacă este găsită, se măsoară perioada, altfel se verifică următorul bit (bitul 6). Această operaţie este realizată până la bitul al treilea iar dacă nu se găseşte nici o perioadă completă a semnalului de intrare este generat un mesaj de eroare prin care se spune că fie citirea este greşită fie frecvenţa este mai mică de 19Hz. Ultimii trei biţi ai registrului de control nu sunt utilizaţi. Dacă se găseşte o perioadă completă din semnalul de intrare se determină perioada şi frecvenţa acesteia, de asemenea este calculată şi afişată precizia de măsurare în procente. Numărul de date obţinute în 54,9ms sunt de asemenea afişate. Aşa cum s-a menţionat anterior limita inferioară a domeniului de măsură este de 19Hz. Datele sunt citite pentru aproximativ 54,9 ms. Astfel, frecvenţa minimă ce poate fi măsurată prin această metodă este 1/0,549Hz. Domeniul minim depinde numai de timpul de eşantionare şi este practic fixat la 19Hz (18.2 Hz mai precis). Limita superioară depinde de diferiţi factori cum ar fi: numărătoarele folosite şi de frecvenţa de operarea a integratului IC. Dacă este folosit numărătorul MOD-N (N=un număr întreg), limita superioară (UL) a frecvenţei este dată de relaţia UL=19xN5Hz. Deci pentru 16 numărătoare MOD UL= 20MHz, şi pentru 10 numărătoare UL=1.9MHz. Măsuri de precauţie trebuie luate pentru a fi siguri că în această limită superioară se află domeniul frecvenţei de funcţionare a IC folosit. Precizia de măsurare depinde de parametrii calculatorlului folosit. Cu un calculator rapid se va obţine o precizie de măsurare mai mare în comparaţie cu altele. Precizia depinde direct de numărul de date citite într-o perioadă de timp standard şi variază invers cu numărul de numărătoare utilizate. Precizia mare se obţine pentru 10 numărătoare, dar aceasta va afecta limita superioară a frecvenţei de măsurare.