Частотомер на ATmega8 и EPM3064A

[abdank]

А вот мне интересно принцип какой у этого частотомера? Если можно то на пальцах или блок схемку?

Вот выкопировка из ТО на Ч3-64. Он тоже интерполяционный, там описан принцип действия. От себя поясню:

Это метод измерения временного интервала с уменьшением веса погрешности дискретизации. Эта погрешность возникает в следствии асинхронности опорной частоты и начала\конца измеряемого импульса. На рисунке а ТО показано. Эти «хвостики» в начале и в конце приводят к погрешности тем большей, чем ниже опорная частота.
Понятно, что измеряемый временной интервал может быть получен суммированием некоторого числа периодов входного сигнала.

В ТО не сказано, что в течении интервалов Т1 и Т2 происходит заряд конденсатора интерполятора относительно большим током до некоторого уровня. После окончания импульса заряда происходит разряд током на пару порядков меньше. Таким образом происходит растяжка в К1 и К2 раз. Интервал разряда заполняется импульсами опорной частоты и получаются числа N1, N2. В общем, похоже на АЦП двойного интегрирования. Чем длиннее импульс заряда – тем длиннее разряд. Формулы есть в ТО.

В схеме ЛИ один интерполятор. Он, я так понимаю, работает и в начале измерения и в конце. Просто измерительный интервал всегда заведомо больше, чем время разряда интерполятора. По этой причине интерполятор не работает при измерении длительности импульса – длина его может быть и меньше времени разряда.
Но, все-таки, было бы лучше ввести второй интерполятор, закончить функционал прибора.

[Леонид Иванович]

В схеме ЛИ один интерполятор. Он, я так понимаю, работает и в начале измерения и в конце. Просто измерительный интервал всегда заведомо больше, чем время разряда интерполятора. По этой причине интерполятор не работает при измерении длительности импульса – длина его может быть и меньше времени разряда. Но, все-таки, было бы лучше ввести второй интерполятор, закончить функционал прибора.

Вы всё верно понимаете. Этот частотомер - начального уровня. Максимально простой, но хорошо выполняющий свою основную функцию - измерение частоты. Я уже здесь писал, какой вырисовывается следующая модель частотомера. Но не уверен, что до нее руки дойдут.

[abdank]

Я уже здесь писал, какой вырисовывается следующая модель частотомера. Но не уверен, что до нее руки дойдут.

Будеть жаль, если не дойдут. Я еще позволю себе. Я бы не стал вводить механическую регулировку частоты опорного генератора так как это дополнительный элемент нестабильности. Все регулировочные элементы нестабильны. Генератор я бы затермостатировал, он был бы неподстраиваемым и генерил бы себе как есть. Я бы ввел математическую коррекцию. Т.е. показания, перед выводом на индикацию умножались бы на некоторый корректирующий коэффициент. Коэффицинент получался бы при калибровке способом, описанным у вас. Только при этом кнопками типа "больше"\"меньше " изменялся бы этот коэффициент до совпадения показаний с эталонным.

И еще, если позволите не по теме. В свое время меня весьма заинтересовал ваш DDS генератор НЧ. Но диапазон узок. Да и форма сигнала на верхних частотах на синус не похожа. Вы не думали переделать его ? Сделать накопитель фазы на быстрой ПЛИС, довести частоту дискретизации до нескольких Мгц и иметь выход до нескольких сотен КГц с приличной формой. ЦАП же мог бы быть на R-2R матрице. У меня, например руки чешутся, но я по жизни до ПЛИС не дошел а на россыпи делать не хочется - громоздко и скорость не достигнешь, да и быстрых сумматоров не найти.

[ut1wpr]

To: abdank

Сделать накопитель фазы на быстрой ПЛИС, довести частоту дискретизации до нескольких Мгц и иметь выход до нескольких сотен КГц с приличной формой. ЦАП же мог бы быть на R-2R матрице.

Извините за вмешательство. На мой взгляд быстрые ПЛИСЫ неоправдано дороги, расплата за их универсальность. Сейчас вполне демократические цены на те же DDS от Аналоговых Дивайсов. Особенно младшая линейка. Где-то на здешнем форуме подобный вариант рассматривался.

[Transistor]

И еще, если позволите не по теме. В свое время меня весьма заинтересовал ваш DDS генератор НЧ. Но диапазон узок. Да и форма сигнала на верхних частотах на синус не похожа. Вы не думали переделать его ? Сделать накопитель фазы на быстрой ПЛИС, довести частоту дискретизации до нескольких Мгц и иметь выход до нескольких сотен КГц с приличной формой. ЦАП же мог бы быть на R-2R матрице. У меня, например руки чешутся, но я по жизни до ПЛИС не дошел а на россыпи делать не хочется - громоздко и скорость не достигнешь, да и быстрых сумматоров не найти.

При таких аппаратных затратах... а чем не нравятся готовые решения ad9837 или ad9913 ?
Какой диапазон выходных частот интересует ? Нужна ли модуляция, если да, то какая?
Не корректно сравнивать законченное решение с полуфабрикатами, хоть и неплохими

[Леонид Иванович]

Будеть жаль, если не дойдут.

В принципе, если бы где-то подвернулся индикатор TIC-151, то я бы такой частотомер сделал. Хотя в моей работе частотомер нужен очень и очень редко. Частотомер, описываемый в этой теме, был сделан 5 лет назад, но валялся с недописанной прошивкой из-за ненужности. Доделал я его только по случаю, просто один коллега очень мечтал о частотомере и я ему сделал экземплярчик на ДР. Вот и получилось, что частотмер выбивается по стилю из ряда остальных приборов.

Я бы не стал вводить механическую регулировку частоты опорного генератора

Механическая не нужна, лучше электронная. Это стало стандартым способом, когда термостатированный генератор подстраивается напряжением. В автономном режиме используем сохраненное в EEPROM значение напряжения, полученное при калибровке. А когда переходим на внешний эталон частоты, этот генератор начинает подстраиваться с помощью PLL по внешнему эталону. А можно сразу сделать подстройку по импульсам PPS от GPS приемника. Я планирую сделать такой источник образцовой частоты, но опять же, всё упирается в то, что он не очень нужен. Есть более востребованные проекты, на которые буду тратить время в первую очередь.

В свое время меня весьма заинтересовал ваш DDS генератор НЧ. Но диапазон узок. Да и форма сигнала на верхних частотах на синус не похожа.

Почему не похожа? На верхней границе диапазона (50 кГц) формируется красивый синус.

Сделать накопитель фазы на быстрой ПЛИС, довести частоту дискретизации до нескольких Мгц и иметь выход до нескольких сотен КГц с приличной формой. ЦАП же мог бы быть на R-2R матрице. У меня, например руки чешутся, но я по жизни до ПЛИС не дошел а на россыпи делать не хочется - громоздко и скорость не достигнешь, да и быстрых сумматоров не найти.

То, о чем Вы говорите, это классический генератор сигналов произвольной формы (AWG). На FPGA реализуется DDS, форма сигнала хранится в RAM. ЦАП на R-2R матрице - это несерьезно, лучший вариант для AWG - это ЦАП семейства TxDAC от ADI. Частотный диапазон формируемых сигналов будет примерно до 20 МГц. Но опять та же проблема. Затраты денег и времени на такой прибор большие, а сам прибор в радиолюбительской практике не сильно нужный. Произвольная форма сигнала не нужна. На Казусе есть тема про такой генератор, так она успешно заглохла. Для радиолюбителя нужен НЧ генератор (который у меня есть), генератор прямоугольных импульсов для работы с цифрой (тоже есть) и ВЧ-генератор (сейчас проектирую, обсуждается в соседней ветке http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=20953).

ut1wpr, выложил фотографии и видео по частотомеру: http://www.youtube.com/watch?v=VNKCnef-ynU

[ut1wpr]

Большое спасибо, ЛИ!
Ради моей просьбы "разбомбили" весь прибор. Лишний раз нам урок, как надо механику проектировать. Аппарат на 100% ремонтопригоден! Подобные фото заменяют долгие разговоры, пальцы веером и кучу бумаги.
Вот только есть одна хитрость, которую пока не пойму. Как и чем вы паяли штырьки разъемов к подходящим к ним дорожкам? Снимали пластик, паяли, надевали пластик?
Ведь металлизации нет, с обратной стороны не запаяешь... Ничего пока другого не могу придумать.

[Леонид Иванович]

Как и чем вы паяли штырьки разъемов к подходящим к ним дорожкам? Снимали пластик, паяли, надевали пластик?

Пользуюсь двумя способами. Первый - это как Вы описали, сдвигаю пластик, паяю, надвигаю пластик обратно. Второй - продеваю в отверстия тонкий залуженный проводок (одна жила от многожильного провода) и припаиваю его сбоку к верхней контактной площадке. Но так, чтобы отверстие оставалось открытым. Затем вставляю разъем и паяю снизу его выводы вместе с проводочками.

[abdank]

И все таки, Леонид Иванович, включите интерполятор при измерении длительности временного интервала. Просто надо обьявить минимальную длительность не 100 нс, а, скажем, 2000 нс. Все равно, что толку мерять импульс 100 нс, если опорная частота F=12,8 МГц => T=78,125 нс ?
Интуитивно мне кажется, что это не сложно. Дойдут у Вас руки до следующей версии или нет, а так маленькая доработка и полный функционал.
Я согласен, что частотомер не самый ходовой прибор. Но ! У Вас получился очень компактный и функциональный прибор, заиметь такое за небольшие средства весьма заманчиво, хотя бы просто чтоб был. Уровня этой разработки вполне достаточно на много лет вперед, для большинства навсегда, осталось только чуть-чуть добить. Кстати, девиация Аллана вещь полезная, но это ведь чистая математика, аппарат то уже есть, это ведь можно и в этом проекте, разве что контроллер взять с большей памятью. Это можно и потом, по настроению, как новую версию ПО.

Еще я хотел сказать насчет индикатора. Это дело как вкуса, так и денег. Может, наряду со штатным индикатором, ввести бы некий интерфейс, например, использовать штатный SPI, через который выводить индицируемую информацию, просто в никуда ? Тогда каждый желающий (и могущий) смог бы сделать свой контроллер индикации на желаемом типе индикатора.
Синхронизация опорника по GPS - а сколько это стоит ? Если дорого, то надо ли ? Часто надо не абсолютные величины знать, тем более в филосовском смысле это невозможно, а динамику их изменения. Может лучше термостат ?
Я просто боюсь, что если Вы пойдете по пути глубокой модернизации то потратите время, силы и средства, а получите вещь дорогую, для большинства избыточную и поэтому, с учетом не самой большой востребованности, непривлекательную. А данный проект надо немного добить и...все !Специфические функции частотмера нужны профессионалам, они купят готовый, метрологически аттестованный.

[ut1wpr]

И все таки, Леонид Иванович, включите интерполятор при измерении длительности временного интервала. Просто надо обьявить минимальную длительность не 100 нс, а, скажем, 2000 нс. Все равно, что толку мерять импульс 100 нс, если опорная частота F=12,8 МГц => T=78,125 нс ?
Интуитивно мне кажется, что это не сложно. Дойдут у Вас руки до следующей версии или нет, а так маленькая доработка и полный функционал.
Я согласен, что частотомер не самый ходовой прибор. Но ! У Вас получился очень компактный и функциональный прибор, заиметь такое за небольшие средства весьма заманчиво, хотя бы просто чтоб был. Уровня этой разработки вполне достаточно на много лет вперед, для большинства навсегда, осталось только чуть-чуть добить. Кстати, девиация Аллана вещь полезная, но это ведь чистая математика, аппарат то уже есть, это ведь можно и в этом проекте, разве что контроллер взять с большей памятью. Это можно и потом, по настроению, как новую версию ПО.

Еще я хотел сказать насчет индикатора. Это дело как вкуса, так и денег. Может, наряду со штатным индикатором, ввести бы некий интерфейс, например, использовать штатный SPI, через который выводить индицируемую информацию, просто в никуда ? Тогда каждый желающий (и могущий) смог бы сделать свой контроллер индикации на желаемом типе индикатора.
Синхронизация опорника по GPS - а сколько это стоит ? Если дорого, то надо ли ? Часто надо не абсолютные величины знать, тем более в филосовском смысле это невозможно, а динамику их изменения. Может лучше термостат ?
Я просто боюсь, что если Вы пойдете по пути глубокой модернизации то потратите время, силы и средства, а получите вещь дорогую, для большинства избыточную и поэтому, с учетом не самой большой востребованности, непривлекательную. А данный проект надо немного добить и...все !Специфические функции частотмера нужны профессионалам, они купят готовый, метрологически аттестованный.

Трудно возразить и добавить нечего.
Я все-таки решил собрать (пусть неважный для начала) эталон с синхро по GPS. Время от времени калибровать осциллограф, частотомер. Одним словом, какая-то минимальная домашняя метрология.
Насчет интерполятора по периоду. На коротких периодах Бог с ним, а вот с 2 мксек - слгдасен. Будет хорошо, если увеличится точность и стабильность показаний по периоду. Вопрос скорее к ЛИ, как сложно ввести интерполяцию? Сразу извинения, я до внимательного чтения исходников еще не дошел. Если надо, готов попробовать перетянуть на другой камушек. Но это в том случае, если разберусь с базовым текстом.