カウンタ入力の周波数測定方法を選択する

更新しました Jul 20, 2019

使用製品

Driver

  • NI-DAQmx

問題

カウンタ入力を使用して周波数または周期測定を行う方法がいくつかあることに気付きました。

  • どのような周波数測定方法がありますか?
  • 特定の入力周波数に対してどの方法を使用する必要がありますか?
  • 測定の精度にどのような違いがありますか?

解決策

周波数または周期測定を実行する方法は、5種類あります。
 

1つのカウンタによる低周波数

既知のタイムベースを使用して入力信号の1周期を測定します。信号の周波数はその周期の逆数です。

1カウンタの低周波数は、多くのアプリケーションに適した方法です。 測定時間は最短ですが確度も最も低く、信号周波数が高くなるにつれてさらに低下します。

 

 

2つのカウンタによる高周波数

2つのカウンタによる高周波数測定では、2番目のカウンタが既知の測定時間を提供します。カウンタは、測定時間中に発生した入力信号の周期数をカウントし、結果を平均して、平均値を読み取り関数/VIに返します。

この方法は高周波信号に対しては正確です。ただし、測定する信号の周波数が低くなると精度が低下します。

 

 

2つのカウンタによる広範囲周波数

2つのカウンタによる広範囲周波数測定は、1カウンタの測定と同じですが、ユーザは信号を整数で除算することができます。2番目のカウンタは入力信号を使用して、既知のタイムベースで測定されるパルスを作成します。結果は、VIに設定された除数の平均です。

この方法は、高周波数信号と低周波数信号を正確に測定します。ただし、2つのカウンタが必要で、入力信号に応じて可変サンプル時間と可変誤差%があります。

 

 

サンプルクロック

サンプルクロック周期ごとに、内部カウンタが測定する信号をカウントし、プライマリカウンタが既知の周波数タイムベースをカウントします。結果は、サンプルクロックごとの単一周波数測定またはサンプルクロック間の平均のいずれかになります。この方法は、CompactDAQ、Xシリーズ、USB電源のMシリーズ、NI 6612/6614、およびNI 6738/6739デバイスでのみサポートされています。詳細については、時間ベース測定でのサンプルクロックタイミングのサポートを参照してください。


この方法は1つのカウンタしか使用せず、高周波数と低周波数、および他の測定との同期に適しています。他のすべての方法とは異なり、測定時間と誤差は入力信号周波数によって変わりません。

 

 

ダイナミック平均

この方法では、収集開始前に測定する周波数範囲に基づいてカウンタ設定を自動的に構成します。収集中、カウンタは測定精度と待ち時間のバランスをとるために平均化される周期数を動的に調整します。この方法をサポートしているのはNI 9361 Cシリーズカウンタ入力モジュールのみです。これがモジュールによってサポートされている唯一の方法です。

ダイナミック平均は、素早く変化する信号の正確性と待ち時間に関して、最良のトレードオフを提供します。

追加情報

最善の方法は、測定する信号の予想周波数、希望する精度、使用可能なカウンタ数、測定にかかる時間、およびデバイスが特定の測定方法をサポートしているかどうかなど、いくつかの要因によって異なります。
 

まずハードウェアと互換性のないオプションを除外する必要があります。また、アプリケーションに十分なカウンタがある場合は、測定時間を考慮して、利用可能な各オプションの予想周波数に対する誤差を計算するだけです。最善の方法は、与えられた周波数と測定時間(該当する場合)で最小の誤差を持つ方法です。
 

各方法で誤差の数値を求めたい場合は、NI-DAQmxヘルプの量子化誤差トピックに含まれている式を使用するか、デバイスからユーザマニュアルを参照してください。
 

メモ: サンプルクロック方式は入力周波数に依存しないため、量子化誤差のトピックには含まれていません。サンプルクロック周波数測定を他の方法と比較する必要がある場合は、デバイスのユーザマニュアルを参照してサンプルクロック方法誤差を計算します。

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