Lo que estás tratando de hacer es muy desafiante. La medición de frecuencia se reduce a medir el tiempo T entre los puntos correspondientes en la forma de onda de la señal (por ejemplo, cruces de cero ascendentes) en un cierto número de períodos N. El período de la forma de onda es T / N y, de manera equivalente, la frecuencia es N / T.
Los contadores de frecuencia simples solo cuentan el número de veces que la señal cruza un umbral de voltaje fijo durante un período de tiempo fijo, y la medición resultante es relativamente bruta, con un error potencial en N de ± 1 ciclo completo. Esto, combinado con la precisión de la base de tiempo interna del contador, determina la precisión de cualquier medida en particular.
Lo que está proponiendo al usar un ADC es mucho más sofisticado, pero todavía hay muchos problemas que superar antes de llegar al nivel de precisión que está proponiendo. Sabrá N exactamente, por lo que la precisión depende completamente de su capacidad para medir T. Vea el siguiente diagrama.
Paraempezar,lasmuestrasquetomenosesincronizaránconlaformadeondadelaseñal,porloqueseránecesariointerpolarlaposicióndelcruceporcerorealdelasmuestrasacadalado.Elproblemaesquecadamuestra,representadaporunaelipse"difusa" arriba, tiene una cantidad significativa de incertidumbre asociada.
Hay errores de voltaje, causados por:
- la resolución básica del ADC
- no linealidades
- ruido
- calibración (escala y desplazamiento)
También hay errores de tiempo, causados por:
- error de frecuencia de muestreo
- jitter
- error de apertura de ADC
Esto significa que su estimación de la forma de onda real (mostrada como líneas negras gruesas) podría estar en cualquier lugar de la "banda de error" representada por las líneas discontinuas. En otras palabras, la posición interpolada de cada cruce por cero tendrá una incertidumbre de tiempo asociada, mostrada como ΔT. Tenga en cuenta que los errores de voltaje contribuyen a ΔT debido a la pendiente finita de la señal en cada cruce por cero.
¿El período general que estás midiendo podría ser tan pequeño como T? ΔT o tan grande como T + ΔT, para un error total de 2ΔT. Esto significa que si quiere 12 dígitos de precisión, 2ΔT debe ser menor que T × 10 -12 . Suponiendo que está tomando medidas "rápidamente" (es decir, T es del orden de 1 segundo), esto significa que ΔT debe ser inferior a 0.5 ps. La precisión de 15 dígitos requeriría ΔT menos de 0.5 fs. Estos no son números fáciles de lograr.