【求助各路朋友】430测量频率，100多KHz，精确到Hz

只看该作者 · 2009-3-16 21:50

求助430测量频率100多KHz精确到Hz

现在需要测量频率，要求如下

测量范围100K-135K Hz，因为信号频率很精确的，变化不是很剧烈，一般稳定在一个数据上面，所以要求精确到Hz，测量时间小于100mS。拟采用MSP430F149，主频1.8432M.

求助大家

采用过定时捕捉。
（主频8M的时候）
定时，捕捉脉冲数，分辨率只能到±10Hz
捕捉固定脉冲数，测量时间，分辨率只能到±3Hz

而且不知道是硬件还是软件原因，有个别数据跳跃很大。

还有一个问题就是捕获中断的话，在1.8432M的时候估计会出现漏脉冲。

如果采用分频器的话，即使采用430的8分频，也很难精确的到1Hz吧

故求大家帮忙

只看该作者 · 2009-3-19 19:18

你说，测试时间小于一秒不可能做到1Hz分辨率吗？

那假如说，偶测50Hz市电的频率，精确到0.001Hz,是不是说要半个来小时才能测出来啊？
当然不是，
实际上，只要1/50秒即可测得，至少理论上是可行的。
但是，如果能多测几个波形的话，对于测量的要求就大大降低了。

举例，能不能量一张纸的厚度呢，精确到0.1uM,
当然能了，只要你有那么高精度的尺子。
但是如果有10000张纸摞起来，那只要精度是1mm的普通尺子就能实现了。

所以，理论上讲，测135KHz频率，其实只测一个波形，也能精确到1Hz，
但是对测量设备的要求太高了，计时频率要到18GHz才能达到。
所以偶们可以多测量几个波形，这样难度就下降了，
不管是100mS还是200mS,还是50mS，还是1S，这个都没有关系，无非是给的时间越长，难度就越小。

另外，如果你想说，这个135K的信号频率不是稳定的，有些变化，测量1S的话是真实的频率，测量100mS不是真实的频率，其实这么说也不对。

假如频率是变化的，那么测量1S也只是测到了平均值，而测量100mS也是测量到了平均值，平均值必然介于最大值和最小值之间。1S的平均值与100mS的平均值是等效的。

只看该作者 · 2009-3-17 08:14

135K精确到Hz,测量时间100mS,那对你的参考时钟源有极高的要求，要小于6PPM
另外，相位抖动的要求也相当高，可不是一个简单的晶振就能实现的
如果说分辨率做到Hz还是比较容易的，但是精度就太难了

能实现这个精度的频率计估计价格会很猛。

只看该作者 · 2009-3-17 09:48

我也很头痛，分辨率做到1Hz很容易么

2万 · 2009-3-17 11:44

只看该作者 · 2009-3-17 12:08

在确定捕捉到第一个脉冲之后,
再开启一个timer,测量时间,这个timer精度最好高一点.
100ms可以捕捉10000个100k的脉冲了.(用8192个就好了吧,比较容易计算)
再求平均值.
我觉得这是最好的方法~~~

2万 · 2009-3-17 12:30

如果不是测量脉冲宽度，只是计数，要做到1HZ精度，则计时闸门必须大于1S
才有可能。

要做到0.1Hz，则闸门必须10S以上，这是基本原理呀！

1万 · 2009-3-17 20:45

只看该作者 · 2009-3-18 10:40

6楼的朋友采用的定时计数吧，这样会存在1个计数误差。的确，记时1S才能达到1Hz的

4楼的朋友测量方波的频率

5楼的朋友，这样测量感觉误差有点大的

3万 · 2009-3-18 13:06

1Hz的周期是1s，这是众所周知的，100ms连上升沿、下降沿都摸不到边……怎么测啊

只看该作者 · 2009-3-18 15:01

"1Hz的周期是1s，这是众所周知的，100ms连上升沿、下降沿都摸不到边……怎么测啊"
别人的频率是100多K哟,100ms有N多个上下沿了.有开发费用,我可以用我的多核心来试一下,利用高精准的wait 1, wait0等脉冲捕捉指令,来试试看.
呵呵,计算了一下,楼主在忽悠人呀.
135K的频率周期约7.4074074us
134K的频率周期约7.4636865us
这里的时间只有60ns呢,即使单周期指令也至少要跑16MIPS才可以达到如此精度.还不算其他的处理延时等.
我放弃,哈哈.

2万 · 2009-3-18 15:11

只看该作者 · 2009-3-18 17:11

其实算法不用那么极端，
偶们大可不必测一个周期，而是可以测多个周期
这样对测量的要求就大大降低了，
比如说，在100mS之内，有多少周期算多少周期，
测出这个时间长度后，除以所记的周期数即可。
135K的频率周期约7.4074074us
比如，135K频率，计时分辨率是1uS,那么100mS内就可以测到13500个周期，时间是100.000mS,或100000uS.
假如，同样测到了13500个周期，但是测到所用时间为99.999mS,
因为差1uS,比一个周期7.4uS短，所以不会差一个周期。
那么再算回到频率就是13500/99.999e-3=135001.35Hz,分辨率，1.35Hz.
假如计时频率能到135KHz的10倍，也就是1.35MHz,是完全能在100mS的时间内用测周期的办法实现1Hz的分辨率的。
注意，偶这里说的是分辨率，而不是说精度。
就像偶在二楼说的，分辨率很简单，但是精度就很难了。
版主加裤子吧。

只看该作者 · 2009-3-18 19:38

呵呵,楼上的理论看起来是可以的.
可能我习惯用软件模拟多路PWM了,所以算法没有选择好,其实就是累计和求平均的关系.这样看来,我是可以完成分辨率为1hz的测试哟，呵呵.
刚好原来有人想用我的来产生100多K的可变频率,也想分辨率达到1Hz,我就是按刚才说的方式算的,那次是对的,这次是错误的,哈哈，谢谢.

只看该作者 · 2009-3-18 19:44

   昨天看了你的2楼帖子，我特意去查了哈精度和分辨率，虽然我是学仪器的，但是头还是有点晕。

   因为频率变化1Hz，对我最后的结果是0.06%的影响，所以我需要测量准确到1Hz，这个应该是叫精度吧。
   在这个我的这个实例中，我还是分不清精度和分辨率。O(∩_∩)O~

只看该作者 · 2009-3-18 20:03

不知道你说的采用什么方法

只看该作者 · 2009-3-18 20:06

3万 · 2009-3-18 20:19

因为习惯了只给上限的任务……呵呵

如2楼所说，分辨率做到1Hz不难（是其它方案，对于MSP430不熟，不发表意见），精度就很难达到了。

3万 · 2009-3-18 20:39

举个例子：
1把塑料尺，量程10cm，每个cm有10个刻度——你可以认为它的分辨率是1/100，也可以说分辨率是1mm（反正现在的专业名词是挺乱的）。
好，现在把尺子放到火上烤一烤，拉一拉，凭直觉，你就知道这个东西“不准”了，但是它上面的刻度线还是在的，所以分辨率不变……但是精度可就天差地别了。

所以我看到很多分辨率号称0.01度的温度、湿度传感器我就觉得好笑，要知道普通湿度传感器5％精度都不容易做到……

只看该作者 · 2009-3-18 20:51

  那在我这个例子中，可不可以这样理解分辨率和精度呢

  假设我的晶振是2M，最后得到的频率准确为100.000K
  现在由于晶振的误差（也许是2.00001M），我根据公式算出来是100.001K

  这个就说明我的分辨率是1Hz，而精度其实不是1Hz吧

3万 · 2009-3-18 21:26

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精确到Hz可不是那么简单的事

终于有朋友说话了

楼主测得什么波形啊？滤波、整形了吗？

捕捉固定脉冲数，测量时间

原理性错误

关键是测量时间太短

6楼的朋友采用的定时计数吧

“精确到Hz，测量时间小于100mS”这点任何MCU都达不到

理解错误

呵呵，LS正解

回10楼和11楼

理论高手

回12楼

回15楼

编译器计算13500/99.999e-3也会有误差的

没看到100k－135k频率范围的约束……

关于精度和分辨率的关系，记得我以前发过一篇帖子

19楼的朋友

是的，只能说是分辨率；精度不是可以随便标的……

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