µPIO/Freq Problem mit Frequenzpeaks

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Sensor1
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µPIO/Freq Problem mit Frequenzpeaks

Beitrag von Sensor1 » Donnerstag 16. Februar 2012, 16:06

Hallo abacom und Forumgemeinde,

ich habe hier das µPIO/Freq Modul und bin dabei einen Frequenzähler mit 100ms Torzeit programmieren, dessen Werte ich in einem Y/t Diagramm darstellen lassen möchte.(Y= Frequenz Achse). Die Frequenz wird zwischengespeichert und ich lasse mir nur die Differenz zum gespeicherten Wert anzeigen.

Dabei ist mir aufgefallen dass das µPIO/Freq Modul ungefähr alle 4 s eine kurze Frequenz - Fehlmessung von ca. 2kHz offset macht.
In meinem Y/t Diagramm entstehen einzelne kleine Frequenz Peaks mit genau einer Torzeit Länge die sich vom Rauschhintergrund (ca. 100Hz) abheben. Die Höhe der Peaks ist von der Messfrequenz abhängig welche ich mit einem Funktionsgenerator im Bereich von 10kHz bis 8MHz variieren kann.

Ist das schon mal jemanden aufgefallen? Gibt es eine Lösung dazu? Meine zu messenden Frequenzänderungen sind nahe der Rauschgrenze so dass diese Peaks stören.

Momentan behelfe ich mir mit einer Mittelwertbildung welches aber nicht zufriedenstellend funktioniert da die Abtastrate für die Berechnnung zu gross ist.
@Abacom wäre es auch möglich in der Mittelwert Berechnung beim nächsten Update 1ms, 10ms und 50ms Abtastrate hinzuzufügen? Das würde mir bei anderen Projekten sehr helfen Signale zu "entrauschen".

Vielen Dank und mit freundlichen Grüssen
Sensor1

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Re: µPIO/Freq Problem mit Frequenzpeaks

Beitrag von abacom » Freitag 17. Februar 2012, 21:55

Vorab, damit es nicht falsch verstanden wird: Was SENSOR1 hier als "Peaks" beschreibt und was sich möglicherweise etwas dramatisch anhört, ist ein "periodisches Rauschen" des Messwertes im Promille-Bereich (an der Auflösungsgrenze) und kein Mangel des Moduls. Dass ein solches Rauschen beobachtet werden kann ist aber richtig. Nachstehendes Bild zeigt Messwertschwankungen zwischen ca. 279,32 kHz und 279,39 kHz bei 100ms Torzeit.
(Längere Torzeiten reduzieren das Rauschen noch weiter.)

Anstelle einer Mittelwertbildung/Tiefpassfilterung bei der die Ausreisser mit berücksichtigt werden, würde ich in diesem Fall eher ein "Best of"-Filter vorschlagen,
das die "Peaks" aussiebt. (Den Fachbegriff für ein solches Filter würde ich gerne kennenlernen.) Dabei werden die Extrema aus einer gewissen Anzahl von Messwerten ausgelassen (im voliegenden Fall die Maxima).

Im anliegenden Projekt habe ich das einmal "schnell und schmutzig" eingefügt. Blau ohne Filter - Magenta mit Filter. Man beachte den Zoomfaktor!

Schönes Wochenende!
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Re: µPIO/Freq Problem mit Frequenzpeaks

Beitrag von abacom » Freitag 17. Februar 2012, 21:56

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Re: µPIO/Freq Problem mit Frequenzpeaks

Beitrag von abacom » Freitag 17. Februar 2012, 21:57

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Re: µPIO/Freq Problem mit Frequenzpeaks

Beitrag von Sensor1 » Montag 20. Februar 2012, 15:42

Hallo Abacom,

vielen Dank für die schnelle Antwort!
Habe den Filter 2x in Serie zum Frequenzausgang in das Programm integriert und bekomme jetzt die Peaks herauselektiert.
Wie man so ein Filter bezeichnet weis ich auch nicht. Unter den vielen Filtersorten der Signaltheorie habe ich auf die Schnelle auch keinen passenden Namen zu der Lösung gefunden.

Ich lass mal meine Bitte nach einer höheren Abtastrate der Mittelwerte im Raum stehen..
Auf jeden Fall funktioniert die vorgeschlagene Lösung gut!

Nochmal ein Danke und mit freundlichen Grüssen
Sensor1

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