PRZETWORNIK CZĘSTOTLIWOŚĆ-KOD Z BEZPOŚREDNIĄ TRANSMISJĄ DANYCH
Abstrakt
Częstotliwość sygnału jest w technice pomiarowej jednym z popularniejszych nośników informacji. Do konwersji częstotliwości w wartości liczbowe używa się układu zwanego przetwornikiem częstotliwość-kod. Przetworniki częstotliwość-kod zwykle pracują w trybie rejestratora określonej liczby okresów badanego sygnału. Często jest to układ oparty o mikrokontroler wykorzystujący wbudowaną pamięć do gromadzenia danych pomiarowych. Rozmiar pamięci ogranicza możliwości pomiarowe przetwornika. W artykule zaprezentowano opracowanie przetwornika częstotliwość-kod przesyłającego bezpośrednio dane pomiarowe do komputera nadrzędnego bez gromadzenia wyników w pamięci RAM przetwornika. Zaprezentowano algorytm pracy przetwornika. Przedstawiono wyniki przeprowadzonych eksperymentów pomiarowych dla przykładowych przebiegów o stałej i zmiennej częstotliwości. Przedstawiono analizę metrologiczną wyników.
Słowa kluczowe:
częstotliwość, cyfrowy pomiar okresu, przetwornik częstotliwości na kod, mikrokontrolerBibliografia
Barrett S. F., Pack D. J: Atmel avr microcontroller primer: Programming and interfacing. In Synthesis Lectures on Digital Circuits and Systems. Morgan & Claypool Publishers, Williston 2012.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-79849-8
Google Scholar
Francuz T.: Język C dla mikrokontrolerów AVR. Helion, 2011.
Google Scholar
Goswami J. C., Hoefel A. E.: Algorithms for estimating instantaneous frequency. Signal Process. 84, 2004, 1423–1427.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2004.05.016
Google Scholar
Kirianaki N. V., Yurish S. Y., Shpak N. O., Deynega V. P.: Data Acquisition and Signal Processing for Smart Sensors. John Wiley & Sons, Chichester 2001.
DOI: https://doi.org/10.1002/0470846100
Google Scholar
Murillo C. A., López B. C., Celma S.: Voltage-to-Frequency Converters: CMOS Design and Implementation. Springer, New York 2013.
Google Scholar
Pawłowski E., Świsulski D.: Problems with microprocessor voltage-to-frequency and frequency-to-voltage converters implementation. Przegląd Elektrotechniczny 91, 2015, 46–49.
Google Scholar
Pereira J. M., Postolache O. A., Girao P. S.: Analog to Digital Conversion Methods for Smart Sensing Systems. In: Sharma M. K. (Ed.): Advances in Measurement Systems. InTech Open, Rijeka 2010.
Google Scholar
Singh H. K., Bezboruah T.: Micro controller-based frequency to digital converter for interfacing frequency output sensors. International Conference on Electronic Design, Computer Networks & Automated Verification, 2015, 34–37.
DOI: https://doi.org/10.1109/EDCAV.2015.7060534
Google Scholar
Swisulski D., Pawlowski E., Dorozhovets M.: Digital Processing of Frequency–Pulse Signal in Measurement System. Analysis and Simulation of Electrical and Computer Systems. Springer, Cham 2018.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-63949-9_20
Google Scholar
Warda P.: Adaptive correction of the quantization error in the frequency-to-code converter. 22nd International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2017, 226–231.
DOI: https://doi.org/10.1109/MMAR.2017.8046829
Google Scholar
Warda P.: Measurement Data Transmission in the Presence of Electromagnetic Field. Proceedings of the International Conference on Electromagnetic Devices and Processes in Environment Protection with Seminar Applications of Superconductors (ELMECO &AoS), 2017.
DOI: https://doi.org/10.1109/ELMECO.2017.8267733
Google Scholar
Warda P.: Simulation of an Adaptive Method of Improving the Accuracy and Extending the Range of Frequency Signal Processing in a Frequency-to-Code Converter. Applied Sciences 11(21), 2021, 1–19 [http://doi.org/10.3390/app112110341].
DOI: https://doi.org/10.3390/app112110341
Google Scholar
Yurish S. Y.: Sensors and transducers: Frequency output versus voltage output. Sens. Transducers 49, 2004, 302–305.
Google Scholar
Yurish S. Y., Reverter F., Pallàs-Areny R.: Measurement error analysis and uncertainty reduction for period-and time-interval-to-digital converters based on microcontrollers. Meas. Sci. Technol. 16, 2005, 1660.
DOI: https://doi.org/10.1088/0957-0233/16/8/018
Google Scholar
Agilent 33220A20 MHz Function /Arbitrary Waveform Generator, User's Guide, 2007 Agilent Technologies, Inc.
Google Scholar
FT232R USB UART IC Datasheet,Version 2.16
Google Scholar
SN54132, SN54LS132, SN54S132, SN74132, SN74LS132, SN74S132 Quadruple 2-input positive-nand Schmitt triggers, 2022, Texas Instruments Incorporated
Google Scholar
Autorzy
Piotr Wardap.warda@pollub.pl
Politechnika Lubelska Polska
http://orcid.org/0000-0002-7525-4668
Statystyki
Abstract views: 139PDF downloads: 161
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.