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计数器典型应用之脉宽测量

   日期:2012-05-04    

脉宽测量是计数器典型应用之一,何谓脉冲宽度,脉冲宽度指的是稳定电平持续的时间。脉冲宽度分为高脉冲宽度和低脉冲宽度两种。

1、高脉冲宽度----测量电平从低到高开始计时(上升沿),一直到由高到低结束(下降沿),中间持续的时间。

2、低脉冲宽度----测量电平由高到低开始计时(下降沿),一直到由低到高结束(上升沿),中间持续的时间。

脉宽测量基本原理:

脉宽测量实际上是计数器的定时应用,从一个沿变化开始计时,到另外一个沿变化结束计时,中间经历的时间由标准的脉冲计数实现。通过两个沿之间经历过的标准脉冲数,我们可以精确地计算出其经历的时间。这要求标准脉冲的频率必须远高于需要测量的脉宽,标准脉冲频率越高,则测量越精确。

上述的标准脉冲可以来自于板卡内部时钟或者板卡外部时钟,最后均路由到计数器的Source端。待测脉冲连接到计数器的GATE端。

与边沿计数类似,脉宽测量可以分为单脉宽测量和缓冲方式脉宽测量。

一、单脉宽测量

上图为高脉冲单脉宽测量的原理图,从图中可以看到,在GATE由低到高处于活动状态时,计数器在内部标准脉冲的每个上升沿进行边沿计数。当GATE由高低处于非活动状态时,硬件存储寄存器保存计数器值,供外部读取,在GATE处于非活动状态时,尽管SOURCE端的标准脉冲依然工作,但不对其计数。

脉冲宽度最后要通过计数和标准脉冲宽度计算得到,不过这都是驱动程序所作的工作,看一下单脉宽测量的LV例程。

 

程序框图非常简单,流程为:配置虚拟通道、读取计数器值和清除任务。

在配置虚拟通道VI中,需要选择CI脉冲宽度。因为一个计数器就可以完成单脉宽测量,因此可以选择不同的计数器,这也可以通过选择不同的物理通道配置。

测量高脉宽或者低脉宽可以通过启动沿设置,选择上升沿则测量的是高脉宽,选择下降沿则测量的低脉宽。

特别要注意的是最大最小值的设置,从原理上可以看出,我们需要一个标准时钟,并连接到SOURCE端。因为板卡有多种可配置的时钟,通过输入的脉宽最大和最小值,板卡会自动连接合适的内部时钟,所以事先需要估计可能的脉冲宽度。

二、缓冲方式脉宽测量

缓冲型脉宽测量与单脉宽测量类似,区别在于缓冲脉宽测量可以连续测量多个脉冲的脉宽,并维护一个缓冲区,缓冲里记录的是每个脉宽的标准脉冲计数。板卡自动通过DMA把脉冲计数传入到计算机内存缓冲区中。

缓冲型脉宽测量同缓冲型边沿测量一样,需要一个采样时钟,通过采样时钟控制DMA传送,这需要配置定时VI。配置过程类似于缓冲型边沿计数,就不过多描述了,LV例程程序框图如下图所示:

 
  
  
  
  
 
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