Hay varias fuentes posibles de incertidumbre y ruido en cualquier tipo de conversión. Para este caso, habrá un error al convertir la frecuencia a un valor digital y un error adicional al convertir el valor digital a un voltaje.
Frecuencia a digital
No estoy exactamente seguro de cómo funciona el dispositivo que está utilizando, pero hay algunas formas diferentes de realizar una medición de frecuencia. Cuál se usa depende de la aplicación:
-
Cuente el número de bordes de la señal de entrada que ocurren durante una determinada ventana de medición (tiempo de puerta).
-
Usando un reloj de mayor velocidad, cuente el número de ciclos entre los bordes de la señal de entrada. La resolución de esta medición se basa en el tamaño de bit / paso menos significativo, que es el período de reloj rápido. Esto podría combinarse con mediciones de retardo analógico más especializadas para lograr una mejor resolución. Otra forma es calcular el promedio de múltiples mediciones de este tipo.
-
Registre el voltaje en función del tiempo con un ADC de velocidad relativamente alta, luego tome una FFT de estos datos e informe el intervalo de frecuencia con la mayor potencia. Esto es útil si la entrada tiene varias frecuencias combinadas, o si la entrada es tan ruidosa que dificulta que el circuito de entrada determine el número de bordes.
Una fuente de error común a los 3 tipos es el reloj interno (por ejemplo, un cristal). Este tipo de error probablemente aparecerá como un desplazamiento dependiente de la temperatura por debajo de 50 ppm (0.005%). Probablemente no sea la fuente de error dominante en tu situación.
La resolución de medición para los 3 tipos es generalmente mejor (más pequeña) para tiempos de medición más largos. Los contadores de frecuencia a veces le permiten especificar directamente el tiempo de medición, pero a veces calculan el tiempo de medición automáticamente si especifica el rango de medición y / o la resolución esperada.
Digital a analógico
La medición digital debe convertirse a una tensión analógica. Primero se transformará digitalmente en función de los rangos de entrada / salida, luego se enviará a un DAC (convertidor de digital a analógico).
La transformación digital es a menudo una escala lineal simple, pero para mediciones que abarcan un amplio rango como este, se debe usar la escala logarítmica. Por ejemplo, al utilizar una escala lineal simple de [1 Hz, 1 kHz] a [0 V, 10 V], 10 Hz solo aparecería como una salida de 0.009 V, que es demasiado pequeña para generarla o medirla fácilmente. En su lugar, una escala logarítmica espaciaría igualmente los valores de 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz dentro del rango de 10 V, por lo que 10 Hz serían 2.5 V.
La resolución cuando se usa una escala logarítmica no será una constante. La ganancia para convertir de frecuencia a voltaje variará con la frecuencia. Utilizando el ejemplo de 1 a 1000 Hz a 0-10 V, la ganancia en diferentes frecuencias es:
- Cerca de 1 Hz: 1.4 V / Hz
- Cerca de 10 Hz: 0.14 V / Hz
- Cerca de 100 Hz: 0.014 V / Hz
- Cerca de 1 kHz: 0.0014 V / Hz
El propio DAC agregará cierta inexactitud de voltaje / ruido a la salida. Además, si lo está convirtiendo de nuevo a un valor digital (utilizando un DMM u otro microcontrolador), también tendrá algún error.
Conclusión
No sé exactamente cómo funciona el dispositivo que está utilizando (no leí el documento), pero es posible que si simplemente tiene un conjunto de rangos de frecuencia de entrada para elegir, esto afectará automáticamente a tanto el tiempo de medición de frecuencia como los puntos finales de la función de escala digital-analógica.