Messungen mit Hilfe von zwei Zählern

Sie können die digitale Frequenz und die Periodendauer eines TTL-Signals unter Verwendung von zwei Zählern messen. Die beiden Methoden lauten Hochfrequenzmessung und Messung mit einem großen Messbereich.

Hochfrequenzmessung

Mit Hilfe zweier Zählerbausteine lässt sich die Frequenz oder die Periodendauer hochfrequenter TTL-Signale messen. Für Messungen nach dieser Methode wird der zusätzliche Zählerbaustein dazu verwendet, eine Impulsfolge mit der durch Dauer der Messung angegebenen Periodendauer zu erzeugen. Die Dauer der Messung sollte, um den Quantisierungsfehler möglichst gering zu halten, deutlich länger sein als die Periodendauer des Signals. Andererseits muss die Dauer der Messung so kurz gewählt werden, dass der Zähler während der Messung nicht überläuft. Mit dem anderen Zähler wird die Periodenanzahl des Signals während der Dauer der Messung ermittelt und der Durchschnitt davon an das VI bzw. die Funktion zum Auslesen des Zählers übermittelt. Der ausgegebene Wert wird folgendermaßen berechnet:

Periodenlänge (s) = Dauer der Messung/Anzahl der gemessenen Perioden

Frequenz (in Hertz) = Anzahl der gemessenen Perioden/Dauer der Messung

Tipp  Je länger die Messung ist, desto genauer ist das Messergebnis. Wird der Wert für die Zeit allerdings zu groß gewählt, kann der Zähler überlaufen und damit für die Frequenz oder Periodendauer ein falsches Messergebnis liefern.

Messung mit einem großen Messbereich

Mit Hilfe zweier Zähler lässt sich die Frequenz oder Periodendauer von TTL-Signalen bei großen Messbereichen messen. Diese Methode bietet sich an, wenn ein stark variierendes Signal vorliegt, und Sie im gesamten Frequenzbereich mit hoher Genauigkeit ausnutzen möchten. Im Abschnitt Quantisierungsfehler wird beschrieben, wie sich die Messgenauigkeit bei Messungen mit großen Frequenzbereichen erhöhen lässt. Mit dieser Methode können auch Frequenzen gemessen werden, die größer als die Zeitbasis des Zählers sind, solange die Frequenz des Eingangssignals nicht den für den Zähler zulässigen Wert überschreitet.

Für Messungen nach dieser Methode wird der zusätzliche Zähler dazu verwendet, die Frequenz des Eingangsignals durch den unter Teiler angegebenen Wert zu dividieren. Der Teiler muss hier natürlich so klein gewählt werden, dass der Zähler nicht überläuft. Mit Hilfe des Divisors wird somit der messbare Frequenzbereich zu höheren Frequenzen hin verschoben. Wenn Sie zum Beispiel mit einem 24-Bit-Zähler arbeiten und die Taktrate des Zählers 100 kHz beträgt, können Frequenzwerte im Bereich von ungefähr 0,006 Hz bis 50 kHz gemessen werden. Bei einem Teiler von 4 vergrößert sich der messbare Frequenzbereich auf 0,024 Hz bis 200 kHz. Das zu dividierende Eingangssignal wird dann mit einem Zähler gemessen. Die Periodendauer des mit Hilfe des zweiten Zählers heruntergeteilten Eingangssignals wird über den Zähler bestimmt und kann nach folgender Gleichung in die realen Messwerte umgerechnet werden:

Periodendauer = gemessene Periodendauer / Divisor

Frequenz = Divisor / gemessene Periodendauer

Tipp  Je größer der Divisor, desto genauer ist das Messergebnis. Wird der Wert allerdings zu groß gewählt, kann der Zähler überlaufen und damit für die Frequenz oder Periodendauer ein falsches Messergebnis liefern.