Messung der Frequenz digitaler Signale
Mit Hilfe der Zählerbausteine Ihrer Hardware können Frequenzmessungen durchgeführt werden. Der Taktgeberfrequenz des Zählers dient dazu als Bezugsfrequenz. Zur Konfiguration der Messung ist der Frequenzbereich anzugeben, in dem das zu messende Signal erwartet wird, so dass NI-DAQmx die Zeitbasis auswählen kann, mit der sich für die Messung die höchste Auflösung erzielen lässt. Die Frequenz des Signals kann anschließend mit Hilfe der Taktrate des Zählers und des Zählwerts anhand folgender Formel ermittelt werden:
Frequenz (in Hz) = Taktrate des Zählers/Zählwert
Zur Berechnung der Periodendauer ist nur der Reziprokwert der Frequenz zu bilden. Wenn also beispielsweise die Taktrate Ihrer Messkarte 100 MHz beträgt und der Zählwert 500 lautet, hat das Eingangssignal eine Frequenz von 200 kHz.
Die Taktrate des Zählers ist eine bekannte Frequenz (20 MHz oder 100 kHz), die zur Zeit- oder Frequenzmessung verwendbar ist. Bei der Vorbereitung einer Messung sollten Sie den Wertebereich angeben, in dem sich das erwartete Eingangssignal bewegen wird. Danach richtet sich die Taktrate, die NI-DAQmx für die Messung mit dem Zähler auswählt, um die bestmögliche Auflösung zu erzielen.
Je nach der zeitlichen Lage des Eingangssignals bezüglich des Messbeginns ist die erste Abtastung bei fortlaufender Messung oft ungültig. Wenn Sie zum Beispiel eine fortlaufende Messung der Periodendauer durchführen und die Messung beginnen, wenn das Eingangssignal an der Hälfte der aktuellen Periode liegt, ist die gemessene Periodenlänge nur halb so lang wie sie tatsächlich ist. Die darauffolgenden Werte sind alle gültig, da sie auf jeden Fall eine gesamte Periode des Eingangssignals durchlaufen haben. Das erste Sample bei fortlaufenden Perioden-, Impulsbreiten oder Impulsdauer-/Impulspausenmessungen ist daher oft kleiner als der tatsächliche Wert. Dem entsprechend wird bei fortlaufenden Frequenzmessungen mit dem ersten Sample häufig eine höhere Frequenz angezeigt als eigentlich vorliegt.
Frequenzmessungen können mit einem oder zwei Zählern durchgeführt werden. Bei den meisten Anwendungen reicht es jedoch aus, unter Messmethode 1 Zähler (niedrige Frequenz) auszuwählen, da dadurch weniger Ressourcen benötigt werden. Bei hochfrequenten oder stark schwankenden Signalen empfiehlt es sich jedoch unter Umständen, mit zwei Zählern zu arbeiten (2 Zähler (hohe Frequenz) oder 2 Zähler (großer Frequenzbereich)). Je nach Frequenz des Eingangssignals und Messmethode ist der Quantisierungsfehler bei der Messung unterschiedlich. Die Konfiguration gekoppelter Zähler wird von NI-DAQmx automatisch durchgeführt.