Acondicionamiento de las señales de pulso actuales

Para agregar a la respuesta de Rodions, aquí hay un circuito que usa un comparador en lugar de un opamp. Está construido alrededor del muy barato y popular LM311:

R1 y R2 forman un divisor de voltaje que establece el voltaje de umbral.

R5 da un poco de histéresis al proporcionar retroalimentación positiva. Eso garantiza que, incluso si hay un poco de ruido en su señal de entrada, obtendrá bordes de subida y bajada limpios.

V + es su tensión de alimentación. Puede ser cualquier cosa entre 5V y 15V. Vio es el voltaje esperado en su hardware DAQ o microcontrolador. Puede por cualquier cosa entre 3V y Vio.

Este circuito es lo suficientemente bueno para frecuencias de hasta 500 MHz o menos.

No está directamente relacionado con tu pregunta, pero podría ayudar a alguien que termine aquí en busca de respuestas similares.

Para el acondicionamiento de la señal, se pueden usar disparadores Schmitt (74C14 es uno común). Además de hacer más agudo el cambio, también eliminan el ruido de la señal. Aquí hay un extracto de la nota de la aplicación de TI (scea046.pdf):

Adiferenciadeloscomparadores,lapresenciadehistéresisloayudaráaeliminarelruidodelaseñalentrante.Aquíhayunacomparaciónentreundisparadordecomparadoryschmitt( robado desde aquí ):

  

¿Qué tipo de configuración de amplificador operacional sugerirías para esta aplicación?

Op-amp es una buena idea, pero es posible que desee algo más dedicado: el comparador, por ejemplo. LM393. También tiene dos entradas y alterna la salida cuando una de las entradas está por encima de la otra. Así que direccionará su línea a una entrada y, por ejemplo, divisor de dos resistencias a otra (para que pueda elegir a qué voltaje cambiar la salida). Si usa el comparador con el colector abierto, también querrá una resistencia pull-up en la salida.

Sin embargo, desde su imagen, no creo que realmente necesite desinfectar las entradas, de todos modos se ve bien para calcular los períodos ...

  

Dado que la frecuencia se cuenta entre los flancos ascendentes, ¿cuál debería ser la frecuencia de muestreo?

Eso es correcto. Sin embargo, no estoy seguro de por qué habla de frecuencia de muestreo aquí: ¿está leyendo pulsos con ADC?

  

Si no puedo alcanzar esa tasa de muestreo, ¿hay alguna solución para obtener tasas de muestreo más bajas?

Puede, por ejemplo, extender la duración de los pulsos (¡sin cambiar el período!). Use algo así como un disparo basado en el temporizador 555 después del comparador, por ejemplo.

Otra idea, quizás más simple, es poner el flip-flop que se alterna por los bordes ascendentes. Obtendrá salida con nivel alto durante un período y con nivel bajo para otro. Es decir. La frecuencia se reduce dos veces (lo que puede volver a calcular en el lado del software) pero los pulsos se convierten en el 50% del período.

La frecuencia de muestreo mínima dependerá en cierta medida del filtro anti-aliasing en su sistema DAQ, pero su número de 25 kHz suena razonable: la mayor parte de la energía con un ciclo de trabajo del 25% de 3 kHz se encuentra en los primeros tres armónicos, por lo tanto, doble 9kHz para Nyquist, y un poco más sería bueno, por lo que 25kHz es razonable.

No estoy seguro de que agudizar los pulsos y luego introducirlos en un ADC hará que los resultados se vean muy diferentes. Obtendrás una señal suave debido al filtro anti-aliasing a menos que tu DAQ sea algo como un tipo de aproximación sucesiva que carece de dicho filtro.

A menudo, este tipo de cosas se realiza digitalmente con un temporizador, agudiza los pulsos y cuenta los períodos en un tiempo determinado, o cuenta el tiempo durante uno o más períodos, según la velocidad de actualización que necesite. Un método le da un número que es proporcional a la frecuencia, el otro al recíproco de la frecuencia.