Реклама:

Цифровое измерение частоты обычно сводится к подсчету количества импульсов входного сигнала в течение заданного интервала времени (временного окна). Этот метод иллюстрируется рис. 2.49. Однако он имеет существенные недостатки. Если длительность временного окна выбрана постоянной, то диапазон измеряемых частот будет невелик, и, что еще более важно, точность измерения частоты будет существенно зависеть от самой частоты. Очевидно, что при низкой входной частоте эта погрешность будет очень большой, так как количество сосчитанных импульсов будет мало.

Другой метод измерения частоты — косвенный: измеряется период входного сигнала, для чего подсчитывается количество импульсов образцовой частоты в течение периода (рис. 2.50), и затем вычисляется обратная ему величина. И этот

Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю. В. Новикова

Рис. 2.49. Измерение частоты входного сигнала.

метод имеет свои недостатки.Здесь противоположная ситуация: если частота входного сигнала велика, то точность измерения периода, а значит, и частоты, будет низкой, так как количество сосчитанных импульсов будет мало.

Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю. В. Новикова

Рис. 2.50. Измерение периода входного сигнала.

Чтобы обеспечить требуемую точность измерения частоты (периода) входного сигнала во всем частотном диапазоне, предлагается измерять длительность заданного количества периодов входного сигнала, а затем вычислять частоту по формуле: р = тМ/>}, где f — частота опорного тактового генератора, М — количество периодов входного сигнала, N — количество периодов тактового генератора (рис. 2.51). Задавая величину М и получая величину N. мы вычисляем ¥. При этом так как относительная погрешность измерения обратно пропорциональна К, то, выбирая М и, следовательно, N. мы можем обеспечить заданную точность измерения. Алгоритм выбора

Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Под общей редакцией Ю. В. Новикова

2.51. Измерение М периодов входного сигнала.

здесь не очень сложен, и за несколько циклов измерения можно определить частоту с нужной погрешностью. Для этого мы вполне можем ипользовать интеллект нашего компьютера, оставив на долю аппаратуры УС только подсчет импульсов тактового генератора в течение времени поступления заданного количества импульсов входного сигнала.

Один из вариантов алгоритма сводится к тому, что сначала производится измерение длительности одного периода входного сигнала, а затем (если необходимо) количество измеряемых периодов входного сигнала увеличивается во столько раз, чтобы погрешность подсчета импульсов тактовой частоты была ниже заданной. При этом потребуется 1, 2 или максимум 3 цикла измерения. Другой вариант алгоритма (адаптивный) состоит в том, что в первом цикле данного измерения берется то число периодов входного сигнала, которое было получено в предыдущем измерении (то есть здесь мы считаем, что частота входного сигнала не изменяется очень быстро, что справедливо в большинстве случаев). При этом довольно часто бывает достаточно только одного цикла измерения.

Переходим к проектированию схемы УС. Зададим количество разрядов нашего измерителя равным 16. Нам потребуется один адрес УС, доступный по записи и чтению (для записи М и чтения ТЧ). Можно использовать и 8-разрядный обмен, но тогда надо будет выделить нашему УС два адреса. Еще один адрес нужен для чтения флага готовности по окончании одного цикла измерения. Прямой доступ здесь, естественно, не нужен. Прерывание может быть удобно, особенно если на компьютер будут возложены и другие задачи. Таким образом, к интерфейсной части УС особых требований не предъявляется, и мы ее подробно рассматривать не будем.


⇐ Предыдущая страница| |Следующая страница ⇒