Frequenzen messen

Servus,

zwei digitalen Verfahren werden eingesetzt, um Frequenzen zu bestimmen.

1. DFT bzw. FFT
2. Zeitabstände der Impulse mit einen Zähler messen.

Welches ist geeignet, wenn Frequenzen nach dem A/D-Umsetzer zu bestimmen sind?

Gruss
Owen

Wie sieht das Signal aus (Signalform, Frequenz(en))?
Wie hoch ist die Abtastrate?
Was für eine Auswertelogik verwendest du oder willst du verwenden?
Danach musst du gucken wie hoch die Auflösung deiner FT ist und ob das reicht. Das hängt von der Zahl der Sample ab und das kostet Rechenzeit.
Evtl. ist da eine einfache Flankenerkennung und -zählung schneller und einfacher zu implementieren.

Die DFT bzw, FFT sind auch geeignet wenn mehr als eine Frequenz gleichzeitig vorliegt. Dafür ist die Auflösung bei der Frequenz beschränkt durch die Länge des Zeitintervalls.

Die Messung der Zeitabstände geht nur bei einer Frequenz, mit einer relativ festen Kurvenform (d.h. Oberwellen sind erlaubt). Wirklich gut geht die Zeitmessung wenn das Signal per Komparator oder mit hoher Samplingrate vorliegt. Hinter dem AD Wandler kommt hier noch als Abwandlung in Frage, eine Kurve an das gemessene Signal anzupassen - vor allem wenn die Kurvenform bekannt ist. Mit beiden Varianten ist eine höhere Frequenzauflösung möglich als 1/Messzeit wie bei der FFT.

Vielen Dank.

Eines verstehe ich nicht. Warum kann nur eine Frequenz beim Verfahren mit dem Zähler bestimmt werden?

Owen

Beim Messen mit dem Zähler wird die Zeit zwischen markanten Punkten (z.B. Nulldurchgängen) bestimmt. Da kommt halt nur ein Wert bei raus, und der kann auch noch falsch sein wenn mehr als eine Frequenz gleichzeitig vorliegt . Man hat einfach nicht genügend Daten um daraus mehr als eine Frequenz vernünftig zu bestimmen, wenn eine Überlagerung vorliegt. Lediglich mit Oberwellen bei einer anderen Wellenform stören in der Regel nicht.

Vielleicht ist es nicht möglich, das Verfahren mit dem Zähler nach dem A/D Umsetzer einzusetzen, denn Impulse nicht vorhanden sind. Habe ich Recht?

Gruss
Owen

Im Prinzip kann man auch nach dem AD-Wandler noch so etwas wie Nulldurchgänge erkennen. Dabei ist sogar die Auflösung in der Zeit nicht unbedingt so schlecht, wenn die Durchgänge einigermaßen steil sind. Aus den Werten vor und nach dem Vorzeichenwechsel bekommt man so schon eine brauchbare Schätzung für die Zeit für den Nulldurchgang. Die Auflösung kann durchaus bei besser als 1/10 der Zeit zwischen den Abtastwerten liegen. Das Problem ist aber das die Überlagerung verschiedener Frequenzen (außer für Oberwellen) kein einfaches Periodisches Signal geben - die Lage der Nulldurchgänge reicht damit im allgemeinen nicht aus um die Frequenzen zu bestimmen.