EP0485705A2 - Telemetrie-Periodendauer-Messverfahren - Google Patents

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EP0485705A2
EP0485705A2 EP91115304A EP91115304A EP0485705A2 EP 0485705 A2 EP0485705 A2 EP 0485705A2 EP 91115304 A EP91115304 A EP 91115304A EP 91115304 A EP91115304 A EP 91115304A EP 0485705 A2 EP0485705 A2 EP 0485705A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
counter
period
measuring
reading
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP91115304A
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English (en)
French (fr)
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EP0485705A3 (en
EP0485705B1 (de
Inventor
Ludwig Dipl.-Ing. Wallrapp
Markus Haist
Dieter Seitzer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
Priority claimed from DE19904036107 external-priority patent/DE4036107C1/de
Priority claimed from DE19914119378 external-priority patent/DE4119378C1/de
Priority claimed from DE19914119374 external-priority patent/DE4119374C1/de
Priority claimed from DE19914119377 external-priority patent/DE4119377C1/de
Priority claimed from DE19914119376 external-priority patent/DE4119376C1/de
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP0485705A2 publication Critical patent/EP0485705A2/de
Publication of EP0485705A3 publication Critical patent/EP0485705A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0485705B1 publication Critical patent/EP0485705B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
    • G04F10/04—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means by counting pulses or half-cycles of an ac

Definitions

  • the present invention relates to a telemetry period measurement method according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a telemetry measuring method for a telemetry system, which among other things determines the period of a signal generated by a sensor and transmits it to a telemetry receiver.
  • a period duration measuring method for a telemetry system in which a period duration of a signal to be measured is measured by means of a microprocessor in that a counter is counted up by means of a clock signal between two edges of the same direction of the signal to be measured. The counter reading, which corresponds to the period, is then transferred. It is also known in such a system to count the clocks in the case of relatively high-frequency signals to be measured, which are fed to the counter during a fixed number of periods of the signal to be measured. The number of measured period durations of the signal to be measured is determined in this system in such a way that the maximum counter reading of the counter is just reached during the number of measuring periods at the lowest frequency to be measured. The measuring time decreases with increasing frequency of the signal to be measured, so that the achievable resolution is also necessary decreases with increasing frequency.
  • period duration measuring devices or frequency measuring devices for the laboratory area, it is known to bring about an automatic frequency measuring range setting of the microprocessor-controlled measuring device by first carrying out the period duration measurement on the basis of a number of measuring periods which correspond to the measuring signal with the lowest measurable frequency. If a counter overflow occurs, the number of measuring periods is reduced by a factor of 1000, whereupon the counter is incremented again. Should an overflow occur again, the number of measuring periods is reduced again by a factor of 1000 until a very high-frequency signal can also be measured with regard to its period duration without counter overflow.
  • the present invention has for its object to develop a telemetry period measurement method of the type mentioned so that without increasing the circuitry for the telemetry measuring system with which the measuring method can be carried out, an increased Measurement resolution is reached.
  • the counter is stopped after measuring the duration of the first period that follows the synchronization on the first edge of the measurement signal. This value is used to read out a table to determine the approximate number of periods. Only then will the counter be restarted. Between the stopping and the restarting of the counter, a time period that corresponds to at least one period remains unused for the measurement. Since the total measuring time in the telemetry period measurement method is limited, the interim stopping of the counter leads to a loss of accuracy, particularly when measuring the period at low frequencies.
  • the counter according to the second aspect of the invention as set out in claim 9 is not stopped after the first period, but only the counter value is stored.
  • the counter thus continues to run during the following method steps, which include access to the table, and thus also registers at least a second period.
  • a counter with a word length of 16 bits can be used.
  • a 16-bit "move" command would normally be required.
  • the invention according to the further aspect of the invention also enables the counter reading to be stored by means of processors in which only 8-bit commands are available. This is the case with most processors and applies in particular to the usual processors of the 8051 processor family.
  • the counter status is stored in succession for a higher and a lower bit group of the counter. If this were done with a running counter, an incorrect 16-bit counter reading could be saved, since a transfer from the 8th bit to the 9th bit of the counter can occur between the storage of the higher-order bit group and the storage of the lower-order bit group. For this reason, the counter is stopped briefly and then started again shortly afterwards.
  • the duration of the interruption of the counting process is taken into account in that the current counter reading is increased by a corresponding number of counter readings which correspond to the elapsed time of the interruption.
  • the clock pulses are counted over a period of the measuring signal in order to determine the approximate period of the measuring signal.
  • a table access is carried out with this counter value, whereby the number of measuring periods is determined.
  • the counter with the clock pulses is then counted up using the number of measuring periods read from the table.
  • the initial period measurement for determining the number of measurement periods for the signal to be measured then no longer applies, so that the measurement time could be exceeded.
  • a telemetry period duration measuring method it must be ensured that the determination of the signal frequency, for example of a sensor, is completed with certainty during the measuring time provided for this.
  • the subject of the third aspect of the invention defined in claim 11 not only reads the number of measurement periods from the table, but also an overflow counter status and the current one Meter reading added. If a counter overflow occurs during the counting of the clock pulses over the number of measuring periods read from the table, the measurement is terminated. However, if the counting of the clock pulses can be completed via the number of measuring periods read from the table, the overflow counter reading is subtracted from the counter reading thus determined before the step of transferring the counter reading is carried out.
  • the overflow counter reading is dimensioned such that the counter overflows after the maximum measuring time, and thus the counter overflow can be used to end the measurement. If a measurement signal is now measured with a signal frequency that falls too sharply, the predetermined number of periods would lead to the measurement time being exceeded. However, taking the overflow counter into account results in a counter overflow that ends the measurement in this case. After completion of the measurement, the overflow counter reading is subtracted from the current counter reading before the counter reading is transmitted to the telemetry receiver.
  • an initial counting of the clock pulses over a period takes place for the determination of the number of measuring periods before the table is accessed. If the measurement signal is a high-frequency measurement signal, the counter only reaches a low count during the measurement over a single period, which is therefore only an inaccurate reproduction of the measurement period. If the table for reading out the number of measuring periods is now accessed on the basis of this initially determined counter reading, it may result in reading out a number of measuring periods which is only applicable to measuring signals which are in a different period duration range.
  • the inventive telemetry period measurement method provides that after reading out the first table, a check is made based on the period duration count, for example, for a period duration, to determine whether the measurement period number read from the first table exceeds a limit value. If this is not the case, the method according to the invention continues with the counting of the clock pulses over the number of measuring periods, whereupon the meter reading determined in this way is transmitted to the telemetry receiver.
  • clock pulses are counted over a plurality of period durations of the measurement signal, before counting to a second value determined over a plurality of period durations Table for reading out the exact number of measuring periods is accessed.
  • the counter with the clock pulses is counted up over the number of measuring periods read from this second table before the count value is transmitted to the teleletry receiver.
  • the upper limit frequency for the detectable measurement signals is predetermined by the speed of the processor used, since one interrupt must be processed per edge of the measurement signal.
  • the period of the measurement signal must not be less than this processing time, since otherwise the individual edges of the measurement signal cannot be registered.
  • the invention according to the present additional application is based on the object, the telemetry period measurement method according to the German patent application P4036107.1 to develop so that measurement signals of higher frequency can be detected.
  • This object is achieved by a telemetry period measurement method according to claim 1.
  • a check is carried out to detect measurement signals of higher frequency after reading out the table to determine whether the number of measurement periods exceeds a limit value. If this is not the case, the clock pulses are counted over the number of measuring periods and then the counter reading together with the number of measuring periods are transmitted to the telemetry receiver for evaluation.
  • a comparison frequency pulse counter is first set to a value corresponding to the number of measuring periods, then the counter is reset and started, then the comparison frequency counter is decremented with each edge of the comparison frequency signal and the counter is stopped as soon as the count value of the comparison frequency pulse counter is zero, whereupon the counter reading and the information representing the measurement period are transmitted to the telemetry receiver, which determines the frequency of the measurement signal from the transmitted counter reading, the reciprocal of the number of measurement periods and the reciprocal of the period of the comparison frequency signal.
  • a first method step 1 forms the start of the measuring method according to the invention.
  • a program operating according to the method according to the invention can be a subroutine for controlling a microprocessor of a telemetry measuring system which, in a cyclically repetitive manner, processes the output signals from a plurality of telemetry sensors with a plurality of subroutines in a time-multiplexed manner and sends them to a telemetry -Receiver transmits.
  • the first method step 1 is the program step with the execution of which the microprocessor of the telemetry measuring system begins when the time window for the processing and transmission of a sensor with a frequency output signal has been reached, this output variable being to be detected by means of the period duration measuring method according to the invention .
  • a counter is loaded with a start value.
  • the starting value is 7800H. This start value of the counter is selected such that when the counter is counted up with a clock signal which is derived from a CPU clock, over a period of a measurement signal with the lowest frequency to be recorded, there is just no counter overflow.
  • step 3 the counter is started, whereupon the start value is incremented with each clock pulse.
  • step 4 it is checked whether a counter overflow has occurred. If this is the case, the measurement signal to be checked can already be classified as too low-frequency for evaluation by means of the measurement method according to the invention, so that the measurement is defined as invalid. In this case, the program goes to step 6 to be explained later.
  • step 5 it is checked whether a signal edge indicating the end of a period of the measuring signal has occurred.
  • the microprocessor responds to falling edges of the signal to be measured and generates an interrupt when a falling edge occurs. As long as no signal edge occurs, the microprocessor remains in a waiting loop, in which it returns to program step 4.
  • the counter status is set to zero in a sixth method step, whereupon an error message is transmitted to the receiver of the telemetry system in a method step 7, indicating the invalid nature of the measurement carried out.
  • the measuring cycle is ended with the subsequent method step 8.
  • Steps 4 and 5 serve, on the one hand, to wait for the next falling edge for the purpose of synchronizing the start of the period measurement, and on the other hand, in the case of signals that are too low-frequency, an error message indicating this fact can be transmitted to the receiver of the telemetry system.
  • the starting value of the counter which is selected in method step 3 already explained and method step 9 still to be explained, is dimensioned such that the time until the counter overflow just allows the measurement of the longest possible period of the measurement signal.
  • the start value is 7,800H, so that the time of 8,800H counter readings passes until the overflow, which corresponds to the counter reading FFFFH according to OOOOH. This corresponds to a time period of 40.8 ms or a lowest measuring frequency of 24.5 Hz.
  • the same time limit applies during the measurement of the first period to be explained with reference to the method steps from the ninth method step.
  • the counter must be set to the explained starting value in a ninth method step.
  • Method steps 6 to 8 thus ensure that the next signal edge does not wait in the event of a counter overflow, since otherwise the permissible measurement time could be exceeded.
  • Steps 10 and 11 correspond identically to steps 4 and 5, with the determination of the overflow at Step 10 leads to a jump to method step 6.
  • the counter is stopped in a twelfth method step 12, whereupon in the subsequent method step 13 the current counter status is subtracted by the starting value, since this difference only corresponds to the duration of the measured period.
  • the counter reading determined in this way which in a first approximation represents the period of the signal to be measured, is used to read out a table in which a predetermined number of measuring periods b and a specific coding messper are assigned to each of the predetermined counter reading ranges.
  • the number of measuring periods b is chosen so that the counting of the clock pulses by means of the counter does not lead to a counter overflow even with the longest period of a signal belonging to the period of this value b.
  • the measurement period numbers b are stored in such a staggering with the associated coding messper in the table for the respective counter readings that such a measurement counter number b is assigned to a specific counter reading and thus to a specific, already approximately recorded period of the measurement signal is that this is the next smaller value, which can be represented by a power of two, below the value that results from the counter reading and thus the approximate period already determined divided by the period of the clock pulses and divided by the maximum permissible counter reading.
  • the number of measuring periods is defined as powers of two with the exponent measuring. Possible values for the number of measuring periods b are therefore 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ....
  • a nineteenth method step 19 it is checked whether the coding has a value of zero. If this is the case, this means that a single measurement period is sufficient to measure the input signal, which in this case is very low frequency, with a high resolution.
  • the measuring cycle is ended in this case.
  • the microprocessor checks in the next query step 23 whether the number of measurement periods b is even. If this is not the case, then this indicates a signal to be measured of not high frequency.
  • the counter is started in the twenty-sixth step 26 following the twenty-fifth program step. Then, at the twenty-seventh step 27, it is checked again whether a counter overflow has occurred. In in this case there is a jump to the forty-fifth program step 45. Otherwise, by means of the twenty-eighth program step 28, the program runs through a waiting loop, in which the interrupt is waited for as an indication of the next signal edge. As long as this does not occur, the program returns to the twenty-seventh program step. When the falling signal edge occurs, the signal edge counter is incremented in the twenty-ninth program step, whereupon it is checked in the thirtieth program step whether the measured number of signal edges already corresponds to the number of measuring periods b. If not, the program returns to the twenty-seventh program step. Otherwise, the counter is stopped in the next method step 31.
  • the program then goes to the step 21 already mentioned, in which the meter reading with the associated coding messper is transmitted to the receiver of the telemetry system.
  • step 23 If it turns out when checking step 23 that the number of measuring periods is an even value, this means that the signal to be checked is a high-frequency signal (see steps 16 to 18).
  • Method steps 32, 33 serve, in the manner already explained, to detect a measurement signal with a period that is too long, which leads to the triggering of an interrupt due to a counter overflow.
  • Step 34 the counter is set to zero and started in step 35.
  • Step 36 set a loop counter to zero.
  • This loop counter has a fixed value up to which it can be counted up before it overflows. In the present exemplary embodiment, this value is the number 32.
  • the program continues with the forty-first program step 41 after triggering a corresponding interrupt.
  • the loop counter is increased by one in method step 39. As long as no signal edge occurs, the program remains in a waiting loop at program steps 37 and 38.
  • the program returns to step 37.
  • the counter value which indicates the detected number of signal edges, is increased by one in a forty-first method step 41. It is obvious to a person skilled in the art that in this embodiment the counter value is only increased on every thirty-second signal edge.
  • the counter is stopped in a subsequent step 43. However, as long as this is not the case, the program returns to the thirty-second program step, in which the loop counter for the inner loop is reset.
  • the counter reading is stored in the subsequent step 44 and in the one already explained Step 21, to which the program now proceeds, is transmitted together with the coding messper to the telemetry receiver.
  • a signal edge is detected by triggering an interrupt. It is obvious to the person skilled in the art that the detection of a signal edge by querying or polling can also be considered.
  • a processor's response to an interrupt takes longer than waiting for an edge through polling, but better resolution is possible by using an interrupt.
  • a conditional jump in the event of a bit being queried takes so long that two counter readings of the counter are run through during this time, while the waiting state for an interrupt signal occurs in one of the described idle loops (idle mode), so that every counter reading reacts can be.
  • the use of interrupts to detect the edges thus enables a resolution of a counter reading of the counter.
  • the program described puts the processor in the so-called "idle mode" while waiting for a falling edge, in which it does not execute any commands, but only waits for the next interrupt signal.
  • the current consumption of the microprocessor is reduced considerably. In a practically implemented embodiment, the current consumption drops from 17 mA to 5 mA.
  • the program according to the preferred embodiment uses a loop counter, the final value of which is 32 in this embodiment. It is obvious to the person skilled in the art that loop counters with other values can also be considered. In this case, the quotient must be adjusted accordingly in step 17.
  • two complete periods of the signal to be measured are measured for the initial, approximate determination of the period by means of method steps 1 to 14. It is obvious to the person skilled in the art that the measurement of two half-periods as well as a multiple of this value is also conceivable, even if the measurement of two whole periods is preferred for the reason of the interrupt signals that can then be used to indicate falling signal edges.
  • a first method step 1 forms the start of the second embodiment of the measuring method according to the invention.
  • a counter is loaded with a start value.
  • the starting value is 7800 H. This starting value of the counter is selected such that when the counter is incremented with a clock signal which is derived from a CPU clock over a period of a measuring signal with the lowest frequency to be detected no counter overflow takes place.
  • step 3 the counter is started, whereupon the start value is incremented with each clock pulse.
  • step 4 it is checked whether a counter overflow has occurred. If this is the case, the measurement signal to be tested can already be classified as too low-frequency for evaluation by means of the measurement method according to the invention, so that the measurement is to be defined as invalid. In this case, the program goes to step 6 to be explained later.
  • step 5 it is checked whether a signal edge indicating the end of a period of the measurement signal has occurred.
  • the counter status is set to zero in a 6th method step 6, whereupon the program jumps to method step 19 to be explained later, which transfers the counter status and the coded number of periods ldn serves. In this case, the measuring cycle ends with the subsequent method step 20.
  • the starting value of the counter which is selected in method step 3 already explained and method step 9 still to be explained, is dimensioned such that the time until the counter overflow just allows the measurement of the longest possible period of the measurement signal.
  • the start value is 7800 H, so that the time of 8800 H counter values passes until the counter overflows, which corresponds to the counter reading FFFFH after 0000 H. This corresponds to a time period of 40.8 ms and thus a lowest measuring frequency of 24.5 Hz.
  • the same time limit applies during the measurement of the first period to be explained with reference to the method steps from the 9th method step.
  • the counter must be set to the explained start value in a 9th method step 9.
  • the counter is pre-assigned with a start value, which in the preferred exemplary embodiment has the value 7800 H.
  • Method steps 10 and 11 correspond identically to method steps 4 and 5, with the detection of the overflow in method 10 leading to a jump to method 6.
  • the counter After detecting the signal edge in 11th step 11 due to the interrupt event occurring here, the counter is stopped in a 12th step 12. Stopping the counter in this method step enables the manipulation of a 16-bit counter with 8-bit instructions, as explained below, to be carried out with processors from the 8051 family. If one were to carry out manipulations with 8-bit commands while a 16-bit counter was running, a carry could take place between the manipulation of a low-order bit group of the counter and the manipulation of a high-value bit group of the counter, which would lead to an error. This problem is eliminated in the method according to the invention in that the manipulation of the 16-bit counter is stopped before each of the manipulations explained below, as is also the case with the 12th method step 12.
  • the counter reading is reduced by the starting value and stored as input counter reading cnt1.
  • this storage takes place in that, when the counter is stopped, the low-order byte and then the high-order byte are stored in succession under the address cnt1.
  • the counter is set to a further start value (start value *), which has the value 15 here.
  • start value * This default setting of the counter with a starting value of 15 counter values instead of resetting the counter to the value zero has the following background.
  • the time that has elapsed during the interruption of the counter must be taken into account. In the exemplary embodiment shown, this takes place in that the start value *, which is stored in the 14th method step 14, the interruption during the 12th and 13th method step with 9 counter readings and an interruption to be explained later in a 22nd and 23rd method step with 6 counter readings.
  • step 15 the counter is started again starting from the start value mentioned.
  • the counter reading cnt1 stored in the 13th method step 13 is used to access a first table during a 16th method step 16.
  • the determined counter reading cnt1 represents in a first approximation the period of the signal to be measured and is used as an input variable for reading out the first table, in which a predetermined number of measuring periods n and a specific coding ldn are assigned to the predetermined counter reading ranges.
  • the number of measuring periods n is chosen so that the counting of the clock pulses by means of the counter does not lead to a counter overflow even with the longest period of a signal belonging to the period of this value n.
  • the measurement period numbers are n in such a gradation with the associated coding ldn stored in the first table for the respective counter readings cnt1, which is associated with a specific counter reading cnt1 and thus with a certain, approximately already recorded period of the measuring signal such a number of measuring periods n that this is the next is a smaller value, which can be represented by a power of two, below the value which results from the counter reading and thus the approximate period duration already determined divided by the period duration of the clock pulses and divided by the maximum permissible counter reading.
  • the number of measuring periods n is assigned the coding as a logarithm of dual ldn.
  • the measurement period numbers n are defined as powers of two with the exponent ldn. Possible values of the number of measuring periods n are therefore 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ....
  • the number of measuring periods n is checked in the 17th step to determine whether it is equal to 1. If this is the case, the input counter status cnt1 stored in the 13th method step is adopted as counter status cnt, whereupon the method ends the measuring cycle with the method steps 19 and 20 already explained.
  • the test in the 17th method step is negative, it is checked in a 21st method step 21 whether the number of measuring periods n is less than or equal to 32. If this is not the case, the counter is stopped at a 22nd method step 22 and then the counter reading is increased by an overflow counter reading cntov read from the first table during the 16th step. As explained above, this addition also takes place with two successive 8-bit additions of a higher-order bit group of the overflow counter reading and a lower-order bit group of the overflow reading cntov to the current counter reading cnt, whereupon the counter is started again in the 24th method step 24.
  • This overflow counter reading cntov is dimensioned in such a way that the counter overflows shortly before the maximum permissible measurement time is reached and the measurement is ended at the latest. This measure is necessary in the case of rapidly falling measurement signal frequencies. If one were not to add up the overflow counter cntov, the value of which depends on the period, to the current value of the counter, the measurement over the number of measuring periods n, which is obtained by reading the first table in the 16th step 16, could lead to an overshoot of the measuring time because the current period of the measuring signal has increased during the measuring period after reading the table in the 16th method step 16 and no longer corresponds to the preliminary estimate.
  • a loop counter b is pre-assigned with the number of periods n reduced by 1. In the subsequent method step 26, the counter overflow is checked. If this occurs, the program jumps to 19th step 19.
  • the occurrence of a signal edge of the measurement signal is checked in the subsequent method step 27. If no signal edge occurs, the program returns to 26th step 26. If this is the case, however, the loop counter is decremented in method step 28. In the subsequent method step 29, it is checked whether the loop counter b has reached the value zero. If this is not the case, the program returns to the 26th method step 26. Otherwise, in the subsequent method step 30, the counter is finally stopped, whereupon in the 31st method step 31, the counter reading cnt is again reduced by the overflow counter reading cntov by means of two 8-bit subtractions in order to obtain the true measured value. In this case, the measuring cycle is completed with a jump to the 19th method step.
  • the program continues with a further test step 33, in which it is checked whether the measurement period number n is greater than or equal to 512. If this is not the case, the measurement signal is classified as a signal of a medium frequency range. In this case, in a 34th method step 34, the number of measuring periods n is divided by a loop counter value of an inner loop counter to be explained, which is 32 in the example case. In the subsequent method step 35, the counter is checked for overflow. If an overflow occurs, go the program for the 19th method step 19. Otherwise, the following method step 36 checks whether a signal edge occurs. If this is not the case, the program returns to step 35. If a signal edge occurs, the counter status is set to zero in the next method step 37. The method steps 38 to 44 explained below form an inner loop counter.
  • the loop counter status is set to zero, whereupon in the subsequent method step 39 it is checked whether a counter overflow takes place. If this is the case, the program goes to method step 19. Otherwise, it is checked whether a measurement signal edge has occurred. After this check in method step 40, the program returns to method step 39 if no signal edge has occurred. If a measuring signal edge occurs, the loop counter status is incremented in the subsequent method step 41.
  • the subsequent step 42 it is checked whether the current loop counter reading has reached the end value 32. If this is not the case, the program returns to the 39th step. Otherwise, the measuring period counter is decremented in a 43rd method step. In the subsequent method step it is checked whether the number of measuring periods n has reached the value zero. If this is not the case, the program returns to the 38th method step 38. Otherwise, the counter is stopped in the subsequent method step 45 and the counter content is stored as counter reading cnt, whereupon the program continues with the 19th method step 19.
  • step 33 it is checked in the 33rd method step 33 whether the number of measurement periods n is greater than or equal to 512. If this check leads to a positive result, the program continues with the 47th method step 47 continues, where the counter is checked for overflow. If an overflow occurs, the program jumps to step 19.
  • the program routine explained below with the method steps 49 to 57 serves to achieve a higher accuracy in determining the number of measuring periods for high frequencies of the measuring signal.
  • the initial measurement of a single period to determine the number of measuring periods is fraught with uncertainties due to the low meter readings at high frequencies, which can only be countered in an initial measurement over a single period by taking the table values for the number of measuring periods into account of the measurement inaccuracy.
  • the loop counter reading is set to zero in the 50th method step 50, whereupon the counter is checked for overflow in the 51st method step 51. If an overflow occurs, the program jumps to method step 19. Otherwise, it is checked whether a signal edge of the measurement signal has occurred. If this check at step 52 is negative, the program returns to step 51. Otherwise, a loop counter reading is incremented in the subsequent method step 53. In the subsequent method step 54, it is checked whether the loop counter reading is a number of periods for the initial check of 20 periods. If this is not the case, the program routine returns to the 51st step. Otherwise, the counter is stopped in the subsequent 55th method step 55 and its value is stored in the following method step 56 as counter reading cnt1. In a 57th method step 57, this is used to access a second table from which the number of measurement periods, their coding ldn and the overflow counter reading cntov are read out for the high frequency range present here.
  • step 58 it is checked whether the coding ldn is greater than or equal to 14. If this is not the case, the measured signal is assigned to the upper range of medium frequencies, so that the program carries out the period duration measurement by jumping to the 34th program step 34.
  • test at step 58 is positive, this means that the measurement signal is classified as the highest-frequency measurement signal.
  • the method according to the invention does not carry out a period measurement, but rather a frequency measurement in the subsequent method steps 59 to 67 to be explained.
  • the upper limit frequency of the period measurement is determined by the speed of the processor used. Interrupt must be processed for each edge of the measurement signal. The period must not be less than the processing time required to process an interrupt, as otherwise individual edges cannot be registered. This would severely limit the upper limit frequency, so that not all frequencies occurring in a telemetry measurement method could be covered.
  • the cut-off frequency is a 24th of the processor clock frequency, because the measurement signal is sampled at a 12th of the processor clock frequency.
  • the cut-off frequency of the period measurement is 106 kHz, while that of the frequency measurement is 426 kHz.
  • the combination of the two methods provided according to the invention enables the measurement of frequencies between 25 Hz and 426 kHz, the maximum permissible measurement time of 80 ms being never exceeded.
  • the resolution of the frequency measurement is 13 bits at frequencies around 100 kHz and rises to 15 bits at the upper limit frequency.
  • a period measurement between 13 Hz and 106 kHz with a resolution between 15 and 16 bit is possible.
  • the frequency measurement achieves a resolution of 14 to 16 bits at signal frequencies between 106 kHz and 418 kHz.
  • the measurement signal must be present at input T0 (timer 0) of the processor (not shown). Each falling edge then increases the count of timer 0.
  • a signal with a fixed frequency must be present at input INT1 (interrupt 1) as the time base for frequency measurement.
  • the counting of the timer 0 can be controlled by the bit TRO (timer run 0). For frequency measurement, counting with this bit is made possible for a certain predetermined time. This time is counted as a corresponding number of edges at input INT1.
  • the comparison frequency at input INT1 has a frequency of 1.25 kHz, which corresponds to the period of 800 ⁇ s.
  • the measurement is carried out over 98 periods of this type, so that a measurement time of 78.4 ms results. Together with the pre-dimensioning already explained, the maximum measuring time of 80 ms observed.
  • a comparison frequency pulse counter with the number of measurement periods n is loaded in the subsequent method step 59.
  • a check is then carried out in step 60 to determine whether there is an edge of the comparison frequency at input INT1. If so, the program goes back to step 60. Otherwise, the counter, which now serves as a signal edge counter, is set to zero in the subsequent step 61. If the occurrence of a signal edge is detected in the subsequent method step 62, the counter is incremented in the 63rd method step 63. Otherwise, the program goes directly to the subsequent method step 64, in which it is checked whether there is an edge of the comparison frequency.
  • the comparison frequency pulse counter b is decremented in the 65th method step 65. Otherwise this program step is skipped, whereupon the program checks at the 66th program step 66 whether the comparison frequency pulse counter b has meanwhile reached the count value zero. If not, the process goes back to the 62nd step. Otherwise, the current counter reading is stored as counter reading "cnt" in the subsequent program step 67, whereupon the transmission of the counter reading "cnt” and the coded number of periods "ldn" takes place in the 19th process step before the process is ended in the 20th process step.
  • the following data is transmitted between the telemetry transmitter and the telemetry receiver:
  • the processor clock frequency fcpu of 10.24 MHz is known.
  • the frequency f is calculated as follows:

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Abstract

Bei einem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren wird eine erhöhte Meßauflösung dadurch erreicht, daß zunächst Taktpulse über eine Periodendauer des zu messenden Signales zur Ermittlung einer ungefähren Periodendauer gezählt werden, daß anschließend eine Tabelle mit diesem Periodendauer-Zählerstand ausgelesen wird, um eine Meßperiodenanzahl zu erhalten, die einen Periodendauerbereich zugeordnet ist, wobei die Meßperiodenanzahl so gewählt ist, daß die Zählung der Taktpulse mittels des Zählers auch bei der längsten Periodendauer dieses Periodendauerbereiches gerade noch nicht zu einem Zählerüberlauf führt, und daß anschließend die Taktpulse über die Periodendaueranzahl von Perioden des Meßsignales gezählt werden, so daß abschließend der so gewonnene Zählerstand zusammen mit einer Codierung der Meßperiodenanzahl zu einem Telemetrie-Empfänger übertragen werden kann. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Allgemein befaßt sich die Erfindung mit einem Telemetrie-Meßverfahren für ein Telemetrie-System, das unter anderem die Periodendauer eines von einem Sensor erzeugten Signales ermittelt und an einen Telemetrie-Empfänger überträgt.
  • Es ist bereits ein Periodendauer-Meßverfahren für ein Telemetrie-System bekannt, bei dem mittels eines Mikroprozessors eine Periodendauer eines zu messenden Signales dadurch gemessen wird, daß zwischen zwei Flanken gleicher Richtung des zu messenden Signales ein Zähler mittels eines Taktsignales hochgezählt wird. Der Zählerstand, der der Periodendauer entspricht, wird anschließend übertragen. Gleichfalls ist es bekannt, bei einem derartigen System im Falle von relativ hochfrequenten, zu messenden Signalen die Takte zu zählen, die während einer festen Anzahl von Perioden des zu messenden Signales dem Zähler zugeführt werden. Die Anzahl der gemessenen Periodendauern des zu messenden Signales wird bei diesem System derart festgelegt, daß während der Anzahl der Meßperioden bei der untersten zu messenden Frequenz der maximale Zählerstand des Zählers gerade erreicht wird. Mit steigender Frequenz des zu messenden Signales nimmt die Meßzeit ab, so daß nötigerweise auch die erzielbare Auflösung mit ansteigender Frequenz abnimmt.
  • Bei Periodendauer-Meßgeräten oder Frequenz-Meßgeräten für den Laborbereich ist es bekannt, eine automatische Frequenzmeßbereicheinstellung des mikroprozeßorgesteuerten Meßgerätes dadurch herbeizuführen, daß dieses die Periodendauermessung zunächst ausgehend von einer Anzahl von Meßperioden, die dem Meßsignal mit der niedrigsten meßbaren Frequenz entsprechen, durchführt. Wenn hierbei ein Zählerüberlauf stattfindet, wird die Anzahl der Meßperioden um den Faktor 1000 verringert, woraufhin ein erneutes Hochzählen des Zählers stattfindet. Sollte wiederum ein Überlauf stattfinden, wird erneut eine Verringerung der Anzahl der Meßperioden um den Faktor 1000 vorgenommen, bis schließlich auch ein sehr hochfrequentes Signal ohne Zählerüberlauf bezüglich seiner Periodendauer gemessen werden kann.
  • Ebenfalls ist es bei derartigen Vielfach-Meßgeräten bekannt, im Falle eines Zählerüberlaufs von einer Periodendauermessung auf eine Frequenzmessung des zu messenden Signales umzuschalten. Ein derartiges Meßverfahren erfordert jedoch eine Grundeinstellzeit für das Meßgerät, die davon abhängt, welche Frequenz das zu messende Signal hat. Da innerhalb eines Telemetrie-Meßverfahrens nur ein bestimmtes, unveränderliches zeitliches Fenster für das Messen und Übertragen von Meßdaten für jeweils einen Sensor zur Verfügung steht, kommt das soeben geschilderte, bei Vielfach-Meßgeräten im Labor eingesetzte Meßverfahren für den Bereich der Telemetrie-Meßtechnik nicht in Betracht.
  • Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ohne Erhöhung des schaltungstechnischen Aufwandes für das Telemetrie-Meßsystem, mit dem das Meßverfahren ausführbar ist, eine erhöhte Meßauflösung erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Bei dem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird der Zähler nach der Messung der Dauer der ersten Periode, die auf die Synchronisation auf die erste Flanke des Meßsignales folgt, angehalten. Mit diesem Wert wird ein Tabellenauslesen zum Ermitteln der ungefähren Periodenzahl durchgeführt. Erst dann wird der Zähler erneut gestartet. Zwischen dem Anhalten und dem erneuten Starten des Zählers bleibt eine Zeitdauer für die Messung ungenutzt, die zumindest einer Periode entspricht. Da die Gesamtmeßzeit bei dem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren begrenzt ist, führt das zwischenzeitliche Anhalten des Zählers insbesondere bei der Periodendauermessung bei niedrigen Frequenzen zu einem Genauigkeitsverlust.
  • Im Gegensatz zu dem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird der Zähler gemäß dem in Anspruch 9 niedergelegten zweiten Aspekt der Erfindung nach der ersten Periodendauer nicht angehalten, sondern es wird nur der Zählerwert gespeichert. Der Zähler läuft damit während der folgenden Verfahrensschritte, die den Zugriff auf die Tabelle umfassen, weiter und registriert somit zumindest auch eine zweite Periode.
  • Gemäß einem weiterführenden Aspekt der Erfindung kann ein Zähler mit einer Wortlänge von 16 Bit eingesetzt werden. Um den Zählerstand eines derartigen 16-Bit-Zählers bei einem laufenden Zähler zu speichern, würde man üblicherweise einen 16-Bit-"Move"-Befehl benötigen. Die Erfindung gemäß dem weiterführenden Erfindungsaspekt ermöglicht jedoch auch eine Abspeicherung des Zählerstandes mittels solcher Prozessoren, bei denen nur 8-Bit-Befehle zur Verfügung stehen. Dies ist bei den meisten Prozessoren der Fall und trifft insbesondere auf die üblichen Prozessoren der 8051-Prozessorfamilie zu.
  • Gemäß der Erfindung wird der Zählerstand nacheinander für eine höherwertige und eine niedrigerwertige Bitgruppe des Zählers gespeichert. Würde dies bei einem laufendem Zähler erfolgen, könnte es zur Abspeicherung eines falschen 16-Bit-Zählerstandes kommen, da zwischen der Abspeicherung der höherwertigen Bitgruppe und der Abspeicherung der niedrigerwertigen Bitgruppe ein Übertrag vom 8. Bit zum 9. Bit des Zählers auftreten kann. Daher wird für die Zählerstandsabfrage der Zähler kurz angehalten und kurz darauf wieder gestartet.
  • Gemäß einem erganzenden Erfindungsaspekt wird die Dauer der Unterbrechung des Zählverlaufs dadurch berücksichtigt, daß der aktuelle Zählerstand um eine entsprechende Anzahl von Zählerständen erhöht wird, welche der verstrichenen Zeit der Unterbrechung entsprechen.
  • Bei dem Gegenstand dem ersten Aspekt der Erfindung werden die Taktpulse über eine Periodendauer des Meßsignales gezählt, um die ungefähre Periodendauer des Meßsignales zu ermitteln. Mit diesem Zählwert wird ein Tabellenzugriff durchgeführt, wodurch die Meßperiodenanzahl ermittelt wird. Über die aus der Tabelle ausgelesene Meßperiodenanzahl wird dann der Zähler mit den Taktpulsen hochgezählt. Falls das Meßsignal jedoch eine schnellfallende Signalfrequenz hat, trifft die anfängliche Periodendauermessung zur Ermittlung der Meßperiodenanzahl für das dann zu messende Signal nicht mehr zu, so daß es zu einer Überschreitung der Meßzeit kommen könnte. Bei einem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren muß jedoch sichergestellt werden, daß die Bestimmung der Signalfrequenz beispielsweise eines Sensors während der dafür vorgesehenen Meßzeit mit Sicherheit abgeschlossen ist.
  • In Abweichung zu dem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung wird beim Gegenstand des in Anspruch 11 festgelegten dritten Erfindungsaspektes aus der Tabelle nicht nur die Meßperiodenanzahl, sondern auch ein Überlaufzählerstand ausgelesen und zu dem momentanen Zählerstand addiert. Sollte während des Zählens der Taktpulse über die aus der Tabelle ausgelesene Meßperiodenanzahl ein Zählerüberlauf stattfinden, wird die Messung beendigt. Falls jedoch das Zählen der Taktpulse über die aus der Tabelle ausgelesene Meßperiodenanzahl abgeschlossen werden können, wird von dem so ermittelten Zählerstand der Überlaufzählerstand subtrahiert, bevor der Verfahrensschritt des Übertragens des Zählerstandes durchgeführt wird.
  • Der Überlaufzählerstand ist derart bemessen, daß der Zähler nach der firmgebenden Maximalmeßzeit überläuft und somit der Zählerüberlauf für die Beendigung der Messung herangezogen werden kann. Falls nun ein Meßsignal mit einer zu stark fallenden Signalfrequenz gemessen wird, würde die vorab bestimmte Anzahl der Perioden zur Überschreitung der Meßzeit führen. Durch die Berücksichtigung des Überlaufzählerstandes kommt es jedoch in diesem Fall zu einem die Messung beendigenden Zählerüberlauf. Nach Beendigung der Messung wird der Überlaufzählerstand von dem aktuellen Zählerstand subtrahiert, bevor die Übertragung des Zählerstandes an den Telemetrieempfänger erfolgt.
  • Bei dem Gegenstand dem ersten Aspekt der Erfindung findet für die Ermittlung der Meßperiodenanzahl vor dem Tabellenzugriff ein anfängliches Zählen der Taktpulse über eine Periodendauer statt. Falls es sich bei dem Meßsignal um ein hochfrequentes Meßsignal handelt, erreicht der Zähler bei der Messung über eine einzige Periodendauer nur einen geringen Zählerstand, der somit auch nur eine ungenaue Wiedergabe der Meßperiodendauer ist. Wird aufgrund dieses anfänglich ermittelten Zählerstandes nun auf die Tabelle zum Auslesen der Meßperiodenanzahl zugegriffen, so kann es zu einem Auslesen einer Meßperiodenanzahl kommen, die nur für Meßsignale zutreffend ist, welche in einem anderen Periodendauerbereich liegen. Um hierdurch bedingte ungültige Messungen zu verhindern, muß die Zuordnung anfänglicher Periodendauerzählerstände zu den verschiedenen Meßperiodenanzahlen in der Tabelle einen ausreichenden Spielraum zur Verhinderung ungültiger Messungen berücksichtigen, wodurch jedoch auf die bestmögliche Ausschöpfung der Zählerkapazität und somit auf die maximal mögliche Meßgenauigkeit verzichtet wird.
  • Das erfindungsgemäße Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren gemäß dem in Anspruch 16 festgelegten dritten Erfindungsaspekt sieht vor, daß nach dem Auslesen der ersten Tabelle aufgrund des beispielsweise für eine Periodendauer ermittelten Periodendauerzählerstandes überprüft wird, ob die aus der ersten Tabelle ausgelesene Meßperiodenzahl einen Grenzwert überschreitet. Falls dies nicht der Fall ist, fährt das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Zählen der Taktpulse über die Meßperiodenanzahl fort, woraufhin der so ermittelte Zählerstand zu dem Telemetrie-Empfänger übertragen wird. Falls jedoch das Ergebnis der Prüfung positiv ist und somit das Meßsignal als hochfrequent eingestuft wird, wird nach dem Auslesen der ersten Tabelle ein Zählen von Taktpulsen über eine Mehrzahl von Periodendauern des Meßsignales durchgeführt, bevor mit diesem über eine Mehrzahl von Periodendauern ermittelten Zählwert auf eine zweite Tabelle zur Auslesung der nun genauen Meßperiodenanzahl zugegriffen wird. Nach dem Auslesen der zweiten Tabelle wird der Zähler mit den Taktpulsen über die aus dieser zweiten Tabelle ausgelesene Meßperiodenanzahl hochgezählt, bevor der Zählwert zu dem Teleletrie-Empfänger übertragen wird.
  • Bei dem Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung ist die obere Grenzfrequenz für die erfaßbaren Meßsignale durch die Geschwindigkeit des verwendeten Prozessors vorgegeben, da pro Flanke des Meßsignales ein Interrupt abgearbeitet werden muß. Die Periodendauer des Meßsignales darf diese Bearbeitungszeit nicht unterschreiten, da sonst die einzelnen Flanken des Meßsignales nicht registriert werden können.
  • Daher liegt der Erfindung gemäß der vorliegenden Zusatzanmeldung die Aufgabe zugrunde, das Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren gemäß der Deutschen Patentanmeldung P4036107.1 so weiterzubilden, daß Meßsignale von höherer Frequenz erfaßt werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Bei dem Verfahren nach dem in Anspruch 18 niedergelegten vierten Erfindungsaspekt wird zur Erfassung von Meßsignale von höherer Frequenz nach dem Auslesen der Tabelle überprüft, ob die Meßperiodenanzahl einen Grenzwert überschreitet. Falls dies nicht der Fall ist, werden die Taktpulse über die Meßperiodenanzahl gezählt und daraufhin der Zählerstand zusammen mit der Meßperiodenanzahl zur Auswertung zu dem Telemetrieempfänger übertragen.
  • Falls die Meßperiodenanzahl jedoch den Grenzwert überschreitet und somit das Meßsignal als hochfrequent eingestuft wird, wird zunächst ein Vergleichsfrequenzpulszähler auf einen der Meßperiodenzahl entsprechenden Wert gesetzt, sodann der Zähler rückgesetzt und gestartet, anschließend der Vergleichsfrequenzzähler mit jeder Flanke des Vergleichsfrequenzsignales dekrementiert und der Zähler angehalten, sobald der Zählwert des Vergleichsfrequenzpulszählers Null ist, woraufhin der Zählerstand und die die Meßperiodendauer darstellende Information zu dem Telemetrieempfänger übertragen werden, der die Frequenz des Meßsignales aus dem übertragenen Zählerstand, dem Kehrwert der Meßperiodenanzahl und dem Kehrwert der Periodendauer des Vergleichsfrequenzsignales ermittelt.
  • Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahrens sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahrens näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Flußdiagramm einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Telemetrie- Periodendauer-Meßverfahrens; und
    Fig. 2
    ein Flußdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Telemetrie- Periodendauer-Meßverfahrens.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt ist, bildet ein erster Verfahrensschritt 1 bildet den Start des erfindungsgemäßen Meßverfahrens. Bei einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Programm kann es sich um ein Unterprogramm zur Steuerung eines Mikroprozessors eines Telemetrie-Meßsystemes handeln, das in sich zyklisch wiederholender Weise mit einer Mehrzahl von Unterprogrammen in zeitmultiplexer Art die Ausgangssignale von mehreren Telemetrie-Sensoren verarbeitet und an einen Telemetrie-Empfänger überträgt.
  • In diesem Fall ist der erste Verfahrensschritt 1 derjenige Programmschritt, mit dessen Ausführung der Mikroprozessor des Telemetrie-Meßsystemes beginnt, wenn das Zeitfenster für die Verarbeitung und Übertragung eines Sensors mit einem Frequenzausgangssignal erreicht ist, wobei diese Ausgangsgröße mittels des erfindungsgemäßen Periodendauer-Meßverfahrens erfaßt werden soll.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt 2 wird ein Zähler mit einem Startwert geladen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Startwert 7800H. Dieser Startwert des Zählers ist derart gewählt, daß bei Heraufzählen des Zählers mit einem Taktsignal, welches von einem CPU-Takt abgeleitet ist, über eine Periode eines Meßsignales mit der niedrigsten, zu erfassenden Frequenz gerade noch kein Zählerüberlauf auftritt.
  • Im Verfahrensschritt 3 wird der Zähler gestartet, woraufhin der Startwert mit jedem Taktpuls inkrementiert wird.
  • Im Verfahrensschritt 4 wird überprüft, ob ein Zählerüberlauf stattgefunden hat. Falls dies der Fall ist, kann bereits jetzt das zu überprüfende Meßsignal als zu niederfrequent für eine Auswertung mittels des erfindungsgemäßen Meßverfahrens eingestuft werden, so daß die Messung als ungültig definiert wird. In diesem Fall geht das Programm zu dem später zu erläuternden Verfahrensschritt 6.
  • In dem anschließenden Verfahrensschritt 5 wird überprüft, ob eine das Ende einer Periode des Meßsignales anzeigende Signalflanke aufgetreten ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel spricht der Mikroprozessor auf fallende Flanken des zu messenden Signales an und erzeugt bei Auftreten einer fallenden Flanke einen Interrupt. Solange keine Signalflanke auftritt, bleibt der Mikroprozessor in einer Warteschleife, bei der er zu dem Programmschritt 4 zurückkehrt.
  • Im Falle des Zählerüberlaufs wird der Zählerstand bei einem sechsten Verfahrensschritt auf Null gesetzt, woraufhin eine Fehlermeldung in einem Verfahrensschritt 7 zu dem Empfänger des Telemetrie-Systemes übertragen wird, die den ungültigen Charakter der durchgeführten Messung anzeigt. Mit dem darauffolgenden Verfahrensschritt 8 wird in diesem Fall der Meßzyklus beendet.
  • Die Verfahrensschritte 4 und 5 dienen einerseits dazu, daß zum Zwecke der Synchronisation des Startes der Periodendauermessung auf die jeweils nächste fallende Flanke gewartet wird, und daß andererseits bei zu niederfrequenten Signalen eine diesen Umstand anzeigende Fehlermeldung zum Empfänger des Telemetrie-Systemes übertragen werden kann.
  • Bei zu niedriger Signalfrequenz kann schon bei der Synchronisation auf den Meßbeginn bei den Schritten 4 und 5 die zur Verfügung stehende Zeit überschritten werden. Der Startwert des Zählers, der bei dem bereits erläuterten Verfahrensschritt 3 und dem noch zu erläuternden Verfahrensschritt 9 gewählt wird, ist so bemessen, daß die Zeit bis zu dem Zählerüberlauf gerade die Messung der längstmöglichen Periodendauer des Meßsignales erlaubt. Bei der Konfiguration nach dem Ausführungsbeispiel beträgt der Startwert 7.800H, so daß bis zum Überlauf, der dem Zählerstand FFFFH nach OOOOH entspricht, die Zeit von 8.800H-Zählerständen vergeht. Dies entspricht einer Zeitdauer von 40,8 ms bzw. einer niedrigsten Meßfrequenz von 24,5 Hz.
  • Während der noch unter Bezugnahme auf die Verfahrensschritte ab dem neunten Verfahrensschritt zu erläuternden Messung der ersten Periodendauer gilt dasselbe Zeitlimit. Auch in diesem Fall muß der Zähler in einem neunten Verfahrensschritt auf den erläuterten Startwert gesetzt werden.
  • Im ungünstigsten Fall, der dem Meßbeginn unmittelbar nach Auftreten einer fallenden Flanke entspricht, muß also 40,8 ms auf die erste fallende Flanke gewartet werden. Die darauffolgende Messung einer Periodendauer erfordert dieselbe Zeit. Die sich daraus ergebende maximale Zeit für die Periodendauermessung beträgt 81,6 ms. Wenn ein Signal mit längerer Periodendauer anliegt, führt das entweder bei dem bereits unter Bezugnahme auf die Schritte 4 und 5 erläuterten Warten auf die erste Flanke oder bei dem nun zu erläuternden Warten auf die zweite Flanke mittels der Verfahrensschritte 10 und 11 zu einem Zählerüberlauf, der zu einer Beendigung des Meßprogrammes aufgrund der Verfahrensschritte 6 bis 8 führt.
  • Die Verfahrensschritte 6 bis 8 bewirken also, daß im Falle eines Zählerüberlaufs nicht das Auftreten der nächstfolgenden Signalflanke abgewartet wird, da ansonsten die zulässige Meßzeit überschritten werden könnte.
  • Die Schritte 10 und 11 entsprechen identisch den Schritten 4 und 5, wobei auch hier die Feststellung des Überlaufs beim Schritt 10 zu einem Sprung zu dem Verfahrensschritt 6 führt.
  • Nach Erfassung der Signalflanke im elften Verfahrensschritt aufgrund des hierbei auftretenden Interrupt-Ereignisses wird in einem zwölften Verfahrensschritt 12 der Zähler gestoppt, woraufhin bei dem nachfolgenden Verfahrensschritt 13 der aktuelle Zählerstand um den Startwert subtrahiert wird, da erst diese Differenz der Dauer der gemessenen Periode entspricht.
  • Der so ermittelte Zählerstand, der in erster Näherung die Periodendauer des zu messenden Signales darstellt, wird zum Auslesen einer Tabelle verwendet, in der jeweils vorbestimmten Zählerstandbereichen jeweils eine bestimmte Anzahl von Meßperioden b und eine bestimmte Codierung messper zugeordnet ist. Die Meßperiodenanzahl b ist hierbei so gewählt, daß die Zählung der Taktpulse mittels des Zählers auch bei der längsten Periodendauer eines zu dem Periodendauerbereich dieses Wertes b gehörigen Signales gerade noch nicht zu einem Zählerüberlauf führt. Nach einem besonders bevorzugten Gedanken der Erfindung sind die Meßperiodenanzahlen b in einer solchen Staffelung mit der zugehörigen Codierung messper in der Tabelle für die jeweiligen Zählerstände abgelegt, daß einem bestimmten Zählerstand und somit einer bestimmten, bereits ungefähr erfaßten Periodendauer des Meßsignales jeweils eine solche Meßperiodenanzahl b zugeordnet ist, daß diese der jeweils nächstkleinere, durch eine Zweierpotenz darstellbare Wert unterhalb desjenigen Wertes ist, der sich aus dem Zählerstand und somit der bereits ermittelten ungefähren Periodendauer geteilt durch die Periodendauer der Taktpulse sowie geteilt durch den maximal zulässigen Zählerstand ergibt. Bei einer bevorzugten, praktisch ausgeführten Ausgestaltung der Erfindung ist der Meßperiodenanzahl b die Codierung messper folgendermaßen zugeordnet:

    b = 2 messper .
    Figure imgb0001

  • Mit anderen Worten sind die Meßperiodenanzahlen als Zweierpotenzen mit dem Exponenten messper festgelegt. Mögliche Werte der Meßperiodenanzahl b sind daher 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ....
  • Durch diese gestaffelte Zuordnung der Meßperiodenanzahlen zu der durch die Schritte 1 bis 15 vorab eingestuften ungefähren Periodendauer ist es möglich, mittels des Taktsignales den Zähler unabhängig von der Periodendauer des zu messenden Signales immer bis zu einem relativ hohen Wert hochzuzählen, bevor das nächste auftretende Interrupt-Signal nach der letzten Periodendauer den Zähler stoppt. Der hohe Zählerstand ermöglicht, wie später noch weiter verdeutlicht wird, eine Periodendauermessung für jedes Signal unabhängig von seiner Periodendauer mit einer hohen Auflösung.
  • Aufgrund hardware-mäßiger Beschränkungen des verwendbaren Systemes ist es nicht möglich, mittels eines einzigen Zählers mehr als 256 fallende Signalflanken und somit 256 Meßperioden des Signales zu erfassen.
  • Um auch derart hochfrequente Signale bezüglich ihrer Periodendauer vermessen zu können, zu deren Periodendauermessung mit hoher Auflösung mehr als 256 Meßperioden erforderlich sind, wird zunächst beim sechzehnten Verfahrensschritt 16 überprüft, ob die Meßperiodenanzahl größer als 256 ist. Falls dies der Fall ist, wird sie in einem siebzehnten Verfahrensschritt 17 durch einen Wert ersetzt, der der Meßperiodenanzahl geteilt durch einen Schleifenzählerwert von 32 entspricht. Wie später verdeutlicht wird, kann anstelle des Wertes von 32 auch ein anderer Quotient verwendet werden, falls der später erläuterte Schleifenzähler einen anderen Endwert hat.
  • Falls die Unterscheidung im sechzehnten Verfahrensschritt 16 dazu führt, daß die Meßperiodenanzahl den Wert 256 nicht übersteigt, wird dieser Wert in einem achtzehnten Verfahrensschritt 18 um eins vermindert.
  • In einem neunzehnten Verfahrensschritt 19 wird überprüft, ob die Codierung messper den Wert Null hat. Falls dies der Fall ist, bedeutet dies, daß eine einzige Meßperiode genügt, um das in diesem Fall sehr niederfrequente Eingangssignal mit einer hohen Auflösung zu messen. In diesem Fall geht das Programm zum zwanzigsten Verfahrensschritt 20, bei dem der Zählerstand aus dem vierzehnten Verfahrensschritt 14 übernommen wird und in einem darauffolgenden einundzwanzigsten Verfahrensschritt 21 zusammen mit der zugehörigen Codierung messper = 0 an den Empfänger des Telemetrie-Meßsystemes übertragen wird. In einem zweiundzwanzigsten Verfahrensschritt 22 ist in diesem Fall der Meßzyklus beendet.
  • Falls die Überprüfung bei der zuletzt genannten Abfrage 19 negativ ist, überprüft der Mikroprozessor im nächsten Abfrageschritt 23 ob die Anzahl der Meßperioden b gerade ist. Falls dies nicht der Fall ist, so zeigt dies ein zu messendes Signal von nicht hoher Frequenz an.
  • Sollte im Verlauf der nachfolgenden Messungen von mehreren Periodendauern die Signalfrequenz stark absinken oder ausfallen, wird auch bei den dem dreiundzwanzigsten Verfahrensschritt nachfolgenden Verfahrensschritten 24, 25 bzw. 32, 33 durch Überprüfung des Zählerüberlaufs ein Interrupt ausgelöst und die Messung als ungültig beendet. In diesem Fall springt das Programm bei der Feststellung des Zählerüberlaufs im vierundzwanzigsten bzw. zweiunddreißigsten Programmschritt 24, 32 zum fünfundvierzigsten Programmschritt, bei dem der Zählerstand auf Null gesetzt wird, woraufhin bei dem sechsundvierzigsten Programmschritt die Fehlermeldung zu dem Empfänger des Telemetrie-Systemes übertragen wird, um bei dem siebenundvierzigsten Programmschritt den Meßzyklus zu beenden.
  • In dem auf den fünfundzwanzigsten Programmschritt folgenden sechsundzwanzigsten Schritt 26 wird der Zähler gestartet. Anschließend wird beim siebenundzwanzigsten Schritt 27 erneut überprüft, ob ein Zählerüberlauf aufgetreten ist. In diesem Fall findet ein Sprung zum fünfundvierzigsten Programmschritt 45 statt. Anderenfalls durchläuft das Programm mittels des achtundzwanzigsten Programmschrittes 28 eine Warteschleife, bei der auf das Auftreten des Interrupt als Anzeichen der nächsten Signalflanke gewartet wird. Solange diese nicht auftritt, kehrt das Programm zum siebenundzwanzigsten Programmschritt zurück. Bei Auftreten der fallenden Signalflanke wird im neunundzwanzigsten Programmschritt der Signalflankenzähler inkrementiert, woraufhin in dem dreißigsten Programmschritt überprüft wird, ob die gemessene Anzahl der Signalflanken bereits der Anzahl der Meßperioden b gleicht. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt das Programm zu dem siebenundzwanzigsten Programmschritt zurück. Anderenfalls wird in dem nächsten Verfahrensschritt 31 der Zähler gestoppt.
  • Anschließend geht das Programm zu dem bereits erwähnten Schritt 21, bei dem der Zählerstand mit der zugeordneten Codierung messper zu dem Empfänger des Telemetrie-Systemes übertragen wird.
  • Falls sich bei der Überprüfung des Schrittes 23 herausstellt, daß die Anzahl der Meßperioden ein gerader Wert ist, so bedeutet dies, daß es sich bei dem zu überprüfenden Signal um ein hochfrequentes Signal handelt (vgl. Schritte 16 bis 18).
  • Die Verfahrensschritte 32, 33 dienen in der bereits erläuterten Weise zu der Erfassung eines Meßsignales mit zu langer Periodendauer, die zu einem Auslösen eines Interrupt wegen eines Zählerüberlaufs führt.
  • Wird das Signal als in dem zulässigen Frequenzbereich liegend beurteilt, geht das Programm zum nachfolgenden Programmschritt 34.
  • Bei diesem Schritt 34 wird der Zähler auf Null gesetzt und bei dem Schritt 35 gestartet. Anschließend wird bei dem Schritt 36 ein Schleifenzähler auf Null gesetzt. Dieser Schleifenzähler hat einen festen Wert, bis zu dem er hochgezählt werden kann, bevor dessen Überlauf auftritt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieser Wert die Zahl 32.
  • Falls bei dem siebenunddreißigsten Schritt ein Zählerüberlauf festgestellt wird, fährt das Programm nach Auslösung eines entsprechenden Interrupt mit dem einundvierzigsten Programmschritt 41 fort.
  • Bei dem nächsten Interrupt, der eine fallende Signalflanke anzeigt, die von einem Abfrageschritt 38 erfaßt wird, wird der Schleifenzähler bei dem Verfahrensschritt 39 um eins erhöht. Solange keine Signalflanke auftritt, verbleibt das Programm in einer Warteschleife bei den Programmschritten 37 und 38.
  • Solange der Schleifenzähler noch nicht seinen Endwert erreicht hat, was bei dem anschließenden Abfrageschritt 40 überprüft wird, kehrt das Programm zum Schritt 37 zurück. Sobald der Schleifenzähler seinen Endwert erreicht hat, wird bei einem einundvierzigsten Verfahrensschritt 41 der Zählerwert, der die erfaßte Anzahl der Signalflanken angibt, um eins erhöht. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß bei dieser Ausführungsform der Zählerwert nur bei jeder zweiunddreißigsten Signalflanke erhöht wird.
  • Sobald die Anzahl der Signalflanken der Meßperiodenanzahl b gleicht, wird in einem darauffolgenden Schritt 43 der Zähler gestoppt. Solange dies jedoch nicht der Fall ist, kehrt das Programm zu dem zweiunddreißigsten Programmschritt zurück, bei dem der Schleifenzähler für die innere Schleife rückgesetzt wird.
  • Nach Stoppen des Zählers bei dem dreiundvierzigsten Verfahrensschritt 43 wird der Zählerstand bei dem darauffolgenden Schritt 44 gespeichert und in dem bereits erläuterten Schritt 21, zu dem das Programm nunmehr fortschreitet, zusammen mit der Codierung messper an den Telemetrie-Empfänger übertragen.
  • Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfolgt das Erfassen einer Signalflanke durch Auslösen eines Interrupts. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß gleichfalls das Erfassen einer Signalflanke durch ein Abfragen bzw. ein Polling in Betracht kommt. Die Reaktion eines Prozessors auf ein Interrupt dauert zwar länger als das Warten auf eine Flanke durch Abfragen, jedoch ist durch Verwenden eines Interrupt eine bessere Auflösung möglich. Ein bedingter Sprung im Falle des Abfragens eines Bits dauert so lange, daß während dieser Zeit zwei Zählerstände des Zählers durchlaufen werden, während der Wartezustand auf ein Interrupt-Signal in einer der beschriebenen Leerlaufschleifen (Idle-Modus) erfolgt, so daß bei jedem Zählerstand reagiert werden kann. Somit ermöglicht die Verwendung von Interrupts zum Erfassen der Flanken eine Auflösung von einem Zählerstand des Zählers.
  • Ferner wird durch das beschriebene Programm der Prozessor bei dem Warten auf eine fallende Flanke in den sogenannten "Idle-Modus" versetzt, bei dem er keine Befehle ausführt, sondern nur auf das nächste Interrupt-Signal wartet. In diesem Zustand verringert sich die Stromaufnahme des Mikroprozessors erheblich. Bei einer praktisch realisierten Ausführungsform geht die Stromaufnahme von 17 mA auf 5 mA zurück.
  • Zur Erfassung hochfrequenter Signale bedient sich das Programm nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Schleifenzählers, dessen Endwert bei diesem Ausführungsbeispiel 32 beträgt. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß auch Schleifenzähler mit anderen Werten in Betracht kommen. In diesem Fall muß der Quotient im Schritt 17 entsprechend angepaßt werden.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden für die anfängliche, ungefähre Bestimmung der Periodendauer mittels der Verfahrensschritte 1 bis 14 zwei vollständige Perioden des zu messenden Signales gemessen. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß auch die Messung zweier Halbperioden ebenso wie ein Vielfaches dieses Wertes denkbar ist, auch wenn die Messung von zwei ganzen Perioden aus Gründen der dann verwendbaren Interrupt-Signale zum Anzeigen fallender Signalflanken bevorzugt ist.
  • Wie in Fig. 2 gezeigt ist, bildet ein 1. Verfahrensschritt 1 bildet den Start der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens.
  • In einem 2. Verfahrensschritt 2 wird ein Zähler mit einem Startwert geladen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Startwert 7800 H. Dieser Startwert des Zählers ist derart gewählt, daß bei Heraufzählen des Zählers mit einem Taktsignal, welches von einem CPU-Takt abgeleitet ist, über eine Periode eines Meßsignales mit der niedigsten, zu erfassenden Frequenz gerade noch kein Zählerüberlauf stattfindet.
  • Im Verfahrensschritt 3 wird der Zähler gestartet, woraufhin der Startwert mit jedem Taktpuls inkrementiert wird.
  • Im Verfahrensschritt 4 wird überprüft, ob ein Zählerüberlauf stattgefunden hat. Falls dies der Fall ist, kann bereits jetzt das zu prüfende Meßsignal als zu niederfrequent für eine Auswertung mittels des erfindungsgemäßen Meßverfahrens eingestuft werden, so daß die Messung als ungültig zu definieren ist. In diesem Fall geht das Programm zu dem später zu erläuternden Verfahrensschritt 6.
  • In dem anschließenden Verfahrensschritt 5 wird überprüft, ob eine das Ende einer Periode des Meßsignals anzeigende Signalflanke aufgetreten ist.
  • Im Falle des Zählerüberlaufs, der bei der Prüfung gemäß Verfahrensschritt 4 erfaßt wird, wird der Zählerstand bei einem 6. Verfahrensschritt 6 auf Null gesetzt, woraufhin das Programm zu dem später zu erläuternden Verfahrensschritt 19 springt, der die Übertragung des Zählerstandes cnt und der codierten Periodenzahl ldn dient. Mit dem nachfolgenden Verfahrensschritt 20 ist in diesem Fall der Meßzyklus beendet.
  • Die Verfahrensschritte 4 und 5 dienen einerseits dazu, daß zum Zwecke der Synchronisation des Startes der Periodendauermessung auf die jeweils nächste fallende Flanke gewartet wird, und daß andererseits bei zu niederfrequenten Signalen eine diesen Umstand anzeigende Fehlermeldung, die beispielsweise in der Information cnt = 0 bestehen kann, zu dem Empfänger des Telemetrie-Systemes übertragen werden kann.
  • Bei zu niedriger Signalfrequenz kann schon bei der Synchronisation auf den Meßbeginn bei den Verfahrensschritten 4 und 5 die zu Verfügung stehende Zeit für einen Meßzyklus überschritten werden. Der Startwert des Zählers, der bei dem bereits erläuterten Verfahrensschritt 3 und dem noch zu erläuternden Verfahrensschritt 9 gewählt wird, ist derart bemessen, daß die Zeit bis zu dem Zählerüberlauf gerade die Messung der längst möglichen Periodendauer des Meßsignales erlaubt.
  • Bei der Konfiguration nach dem Ausführungsbeispiel beträgt der Startwert 7800 H, so daß bis zu dem Überlauf des Zählers, der dem Zählerstand FFFFH nach 0000 H entspricht, die Zeit von 8800 H - Zählerständen vergeht. Dies entspricht einer Zeitdauer von 40,8 ms und somit einer niedrigsten Meßfrequenz von 24,5 Hz.
  • Während der noch unter Bezugnahme auf die Verfahrensschritte ab dem 9. Verfahrensschritt zu erläuternden Messung der ersten Periodendauer gilt dasselbe Zeitlimit. Auch in diesem Fall muß der Zähler in einem 9. Verfahrensschritt 9 auf den erläuterten Startwert gesetzt werden.
  • Im ungünstigsten Fall, der dem Meßbeginn unmittelbar nach Auftreten einer fallenden Flanke entspricht, muß also 40,8 ms auf die erste fallende Flanke gewartet werden. Die darauffolgende Messung einer Periodendauer erfordert dieselbe Zeit. Die sich daraus ergebende maximale Zeit für die Periodendauermessung beträgt 81,6 ms. Wenn ein Signal mit längerer Periodendauer anliegt, führt das entweder bei dem bereits unter Bezugnahme auf die Schritte 4 und 5 erläuterten Warten auf die erste Flanke oder bei dem nun zu erläuternden Warten auf die zweite Flanke zu einem Zählerüberlauf, der zu einer Beendigung des Meßprogrammes durch einen Sprung zu dem Verfahrensschritt 19 führt.
  • Wie erwähnt, wird im 9. Schritt 9 der Zähler mit einem Startwert vorbelegt, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel den Wert 7800 H hat.
  • Die Verfahrensschritte 10 und 11 entsprechen identisch den Verfahrensschritten 4 und 5, wobei auch hier die Feststellung des Überlaufes bei dem 10. Verfahrensschritt 10 zu einem Sprung zu dem 6. Verfahrensschritt 6 führt.
  • Nach Erfassen der Signalflanke im 11. Verfahrensschritt 11 aufgrund des hierbei auftretenden Interrupt-Ereignisses wird in einem 12. Verfahrensschritt 12 der Zähler angehalten. Das Anhalten des Zählers bei diesem Verfahrensschritt ermöglicht es, die nachfolgend erläuterte Manipulation eines 16-Bit-Zählers mit 8-Bit-Befehlen durchzuführen, wie sie bei Prozessoren aus der 8051-Familie zur Verfügung stehen. Würde man nämlich bei einem laufenden 16-Bit-Zähler Manipulationen mit 8-Bit-Befehlen durchführen, so könnte zwischen der Manipulation einer niederwertigen Bitgruppe des Zählers und der Manipulation einer höherwertigen Bitgruppe des Zählers ein Übertrag stattfinden, der zu einem Fehler führen würde. Diese Problematik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch ausgeräumt, daß vor jeder der nachfolgend erläuterten Manipulationen des 16-Bit-Zählers selbiger angehalten wird, wie dies auch bei dem 12. Verfahrensschritt 12 der Fall ist.
  • Bei dem darauffolgenden 13. Verfahrensschritt wird der Zählerstand um den Startwert vermindert und als Eingangszählerstand cnt1 abgespeichert. Wie erwähnt, erfolgt diese Abspeicherung dadurch, daß bei angehaltenem Zähler nacheinander das niederwertige Byte und sodann das höherwertige Byte unter der Adresse cnt1 abgespeichert werden.
  • Bei dem 14. Verfahrensschritt 14 wird der Zähler auf einen weiteren Startwert (Startwert *) gesetzt, der hier den Wert 15 hat. Diese Vorbesetzung des Zählers mit einem Startwert von 15 Zählerständen anstelle des Rücksetzens des Zählers auf den Wert Null hat folgenden Hintergrund. Die während der Dauer der Unterbrechung des Zählers verstrichene Zeit muß berücksichtigt werden. Dies erfolgt bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Startwert *, der bei dem 14. Verfahrensschritt 14 abgespeichert wird, die Unterbrechung während des 12. und 13. Verfahrensschrittes mit 9 Zählerständen und eine später zu erläuternde Unterbrechung bei einem 22. und 23. Verfahrensschritt mit 6 Zählerständen berücksichtigt wird.
  • Bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 15 wird der Zähler beginnend ab dem genannten Startwert erneut gestartet.
  • Der bei dem 13. Verfahrensschritt 13 gespeichert Zählerstand cnt1 wird für den Zugriff auf eine erste Tabelle während eines 16. Verfahrensschrittes 16 verwendet. Der ermittelte Zählerstand cnt1 stellt in erster Näherung die Periodendauer des zu messenden Signales dar und wird als Eingangsgröße für das Auslesen der ersten Tabelle verwendet, in der jeweils vorbestimmten Zählerstandsbereichen jeweils eine bestimmte Anzahl von Meßperioden n und eine bestimme Codierung ldn zugeordnet sind. Die Meßperiodenanzahl n ist hierbei so gewählt, daß die Zählung der Taktpulse mittels des Zählers auch bei der längsten Periodendauer eines zu dem Periodendauerbereich dieses Wertes n gehörigen Signales gerade noch nicht zu einem Zählerüberlauf führt. Nach einem besonders bevorzugten Gedanken der Erfindung sind die Meßperiodenanzahlen n in einer solchen Staffelung mit der Zugehörigen Codierung ldn in der ersten Tabelle für die jeweiligen Zählerstände cnt1 abgelegt, das einem bestimmten Zählerstand cnt1 und somit einer bestimmten, bereits ungefähr erfaßten Periodendauer des Meßsignals jeweils eine solch Meßperiodenanzahl n zugeordnet ist, daß diese der jeweils nächst kleinere, durch eine Zweierpotenz darstellbare Wert unterhalb desjenigen Wertes ist, der sich aus dem Zählerstand und somit der bereits ermittelten ungefähren Periodendauer geteilt durch die Periodendauer der Taktpulse sowie geteilt durch den maximal Zulässigen Zählerstand ergibt. Bei bevorzugten, praktisch ausgeführten Ausgestaltung der Erfindung ist der Meßperiodenanzahl n die Codierung als Logarithmus Duales ldn zugeordnet.
  • Mit anderen Worten sind die Meßperiodenanzahlen n als Zweierpotenzen mit dem exponenten ldn festgelegt. Mögliche Werte der Meßperiodenanzahl n sind daher 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ....
  • Durch diese gestaffelte Zuordnung der Meßperiodenanzahlen Zu der durch die Schritte 1 bis 15 vorab eingestuften ungefähren Periodendauer ist es möglich, mittels des Taktsignales den Zähler unabhängig von der Periodendauer des zu messenden Signales immer bis zu einem relativ hohen Wert hochzuzählen, bevor das nächste auftretende Interrupt-Signal nach der letzten Periodendauer den Zähler stoppt. Der hohe Zählerstand ermöglicht, wie nachfolgend noch verdeutlicht werden wird, eine Periodendauermessung für jedes Signal unabhängig von seiner Periodendauer mit einer hohen Auflösung.
  • Ein besonders wichtiger Aspekt des erfindungsgemäßen Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahrens ist nun darin zu sehen, daß der Zähler in dem 15. Verfahrenschritt 15 bereits vor dem Verfahrensschritt 16 des Auslesens der ersten Tabelle gestartet wird uns somit während der Zeitdauer des Tabellenauslesens läuft. Mit anderen Worten wird bei diesem Erfindungsaspekt im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach der Hauptpatentanmeldung der Zähler nicht für den Tabellenzugriff angehalten, sondern läuft während der Zeitdauer der Tabellenzugriffs, wodurch wenigstens die Zeit für die Messung einer Periodendauer des Meßsignales gewonnen wird. Da die Meßzeit begrenzt ist, führt dies besonders bei der Messung im Bereich niedriger Frequenzen zu einer Erhöhung der Meßgenauigkeit.
  • Nach Durchführung des Tabellenzugriffs im 16. Verfahrensschritt wird die Meßperiodenanzahl n im 17. Verfahrensschritt daraufhin überprüft, ob diese gleich 1 ist. Falls dies der Fall ist, wird der beim 13. Verfahrensschritt abgespeicherte Eingangszählerstand cnt1 als Zählerstand cnt übernommen, woraufhin das Verfahren mit den bereits erläuterten Verfahrensschritten 19 und 20 den Meßzyklus beendet.
  • Falls die Prüfung beim 17. Verfahrensschritt negativ ist, wird bei einem 21. Verfahrensschritt 21 überprüft, ob die Meßperiodenanzahl n kleiner oder gleich 32 ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird bei einem 22. Verfahrensschritt 22 der Zähler angehalten und daraufhin der Zählerstand um einen während des 16. Verfahrensschrittes aus der ersten Tabelle ausgelesenen Überlaufzählerstand cntov erhöht. Auch diese Addition erfolgt, wie oben erläutert, mit zwei aufeinanderfolgenden 8-Bit-Additionen einer höherwertigen Bitgruppe des Überlaufzählerstandes und einer niederwertigen Bitgruppe des Überlaufzählerstandes cntov zu dem aktuellen Zählerstand cnt, woraufhin der Zähler bei dem 24. Verfahrensschritt 24 erneut gestartet wird. Dieser Überlaufzählerstand cntov ist derart bemessen, daß der Zähler kurz vor Erreichen der maximal zulässigen Meßzeit überläuft und spätestens dann die Messung beendet. Diese Maßnahme ist für den Fall von schnell fallenden Meßsignalfrequenzen erforderlich. Würde man nämlich nicht den Überlaufzählerstand cntov, dessen Wert von dem Periodendauerbereich abhängt, zu dem momentanen Wert des Zählerstandes aufaddieren, könnte die Messung über die Meßperiodenanzahl n, die durch Auslesen der ersten Tabelle beim 16. Verfahrensschritt 16 erhalten wird, zu einer Überschreitung der Meßzeit führen, weil sich während der Meßdauer nach Auslesen der Tabelle beim 16. Verfahrensschritt 16 die aktuelle Periodendauer des Meßsignales erhöht hat und nicht mehr der Vorabschätzung entspricht. In einem 25. Verfahrensschritt 25 wird ein Schleifenzähler b mit der um 1 verminderten Periodendauerzahl n vorbelegt. Bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 26 wird der Zählerüberlauf geprüft. Falls dies auftritt, springt das Programm zum 19. Verfahrensschritt 19.
  • Anderenfalls wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 27 das Auftreten einer Signalflanke des Meßsignals überprüft. Falls keine Signalflanke auftritt, kehrt das Programm zum 26. Verfahrensschritt 26 zurück. Falls dies jedoch der Fall ist, wird der Schleifenzähler beim 28. Verfahrensschritt 28 dekrementiert. Bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 29 wird überprüft, ob der Schleifenzähler b den Wert Null erreicht hat. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Programm zum 26. Verfahrensschritt 26 zurück. Anderenfalls wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 30 der Zähler endgültig gestoppt, woraufhin bei dem 31. Verfahrensschritt 31 der Zählerstand cnt wiederum mittels zweier 8-Bit-Subtraktionen um den Überlaufzählerstand cntov vermindert wird, um den wahren Meßwert zu erhalten. Mit einem Sprung zum 19. Verfahrensschritt ist in diesem Fall der Meßzyklus abgeschlossen.
  • Wenn die Prüfung bei dem 21. Verfahrensschritt 21 positiv ausgefallen ist, fährt das Programm mit einem weiteren Prüfungsschritt 33 fort, bei dem überprüft wird, ob die Meßperiodenzahl n größer oder gleich 512 ist. Falls dies nicht der Fall ist, ist das Meßsignal als ein Signal eines mittleren Frequenzbereiches eingestuft. In diesem Fall wird bei einem 34. Verfahrensschritt 34 die Meßperiodenanzahl n durch einen Schleifenzählerwert eines noch zu erläuternden inneren Schleifenzählers geteilt, der im Beispielsfall 32 ist. Bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 35 wird der Zähler auf Überlauf hin überprüft. Falls ein Überlauf stattfindet, geht das Programm zum 19. Verfahrensschritt 19. Anderenfalls wird beim folgenden Verfahrensschritt 36 überprüft, ob eine Signalflanke auftritt. Soweit dies nicht der Fall ist, geht das Programm zum 35. Verfahrensschritt 35 zurück. Bei Auftreten einer Signalflanke wird der Zählerstand beim nächsten Verfahrensschritt 37 auf Null gesetzt. Die nachfolgend erläuterten Verfahrensschritte 38 bis 44 bilden einen inneren Schleifenzähler.
  • Zunächst wird bei einem 38. Verfahrensschritt 38 der Schleifenzählerstand auf Null gesetzt, woraufhin bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 39 überprüft wird, ob ein Zählerüberlauf stattfindet. Falls dies der Fall ist, geht das Programm zum 19. Verfahrensschritt 19. Anderenfalls wird überprüft, ob eine Meßsignalflanke aufgetreten ist. Nach dieser Überprüfung im Verfahrensschritt 40 kehrt das Programm zum Verfahrensschritt 39 zurück, falls keine Signalflanke aufgetreten ist. Bei Auftreten einer Meßsignalflanke wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 41 der Schleifenzählerstand inkrementiert.
  • Bei dem darauffolgenden Schritt 42 wird überprüft, ob der momentane Schleifenzählerstand den Endwert 32 erreicht hat. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Programm zum 39. Verfahrensschritt zurück. Anderenfalls wird bei einem 43. Verfahrensschritt der Meßperiodenzähler dekrementiert. Bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt wird überprüft, ob die Meßperiodenanzahl n den Wert Null erreicht hat. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Programm zum 38. Verfahrensschritt 38 zurück. Anderenfalls wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 45 der Zähler angehalten und der Zählerinhalt als Zählerstand cnt abgespeichert, woraufhin das Programm mit dem 19. Verfahrensschritt 19 weiterarbeitet.
  • Wie bereits erwähnt, wird bei dem 33. Verfahrensschritt 33 überprüft, ob die Meßperiodenanzahl n größer oder gleich 512 ist. Falls diese Überprüfung zu einem positiven Ergebnis führt, fährt das Programm mit dem 47. Verfahrensschritt 47 fort, bei dem Zähler auf Überlauf überprüft wird. Falls ein Überlauf auftritt, springt das Programm zum Verfahrensschritt 19.
  • Anderenfalls wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 48 überprüft, ob eine Signalflanke des Meßsignales auftritt. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt das Programm zum 47. Verfahrensschritt 47 zurück. Anderenfalls wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 49 der Zählerstand auf Null gesetzt, woraufhin bei dem Verfahrensschritt 50 ein Schleifenzählerstand auf Null gesetzt wird. Die nachfolgend erläuterte Programmroutine mit den Verfahrensschritten 49 bis 57 dient dazu, für hohe Frequenzen des Meßsignales eine höhere Genauigkeit bei der Ermittlung der Meßperiodenanzahl zu erzielen. Mit anderen Worten ist die anfängliche Messung einer einzigen Periodendauer zur Ermittlung der Meßperiodenanzahl wegen der bei hohen Frequenzen geringen Zählerstände mit Unsicherheiten behaftet, denen bei einer anfänglichen Messung über eine einzige Periodendauer nur dadurch begegnet werden kann, daß die Tabellenwerte für die Meßperiodenanzahl die Meßungenauigkeit berücksichtigen. Dies würde jedoch zu einem Verlust bezüglich der erzielbaren Genauigkeit führen. Daher wird bei der nachfolgend erläuterten Programmroutine eine Abschätzung der Periodendauer des Meßsignales über mehrere Perioden durchgeführt.
  • Zu diesem Zwecke wird bei dem 50. Verfahrensschritt 50 der Schleifenzählerstand auf Null gesetzt, woraufhin bei dem 51. Verfahrensschritt 51 der Zähler auf Überlauf überprüft wird. Falls ein Überlauf auftritt, springt das Programm zum Verfahrensschritt 19. Anderenfalls wird überprüft, ob eine Signalflanke des Meßsignals aufgetreten ist. Falls diese Überprüfung bei dem 52. Verfahrensschritt 52 negativ ist, kehrt das Programm zum 51. Verfahrensschritt zurück. Anderenfalls wird ein Schleifenzählerstand bei dem nachfolgenden Verfahrensschritt 53 inkrementiert. Bei dem sich anschließenden Verfahrensschritt 54 wird überprüft, ob der Schleifenzählerstand eine Periodenanzahl für die anfängliche Überprüfung von 20 Perioden erreicht hat. Falls dies nicht der Fall ist, kehrt die Programmroutine zum 51. Verfahrensschritt zurück. Anderenfalls wird bei dem darauffolgenden 55. Verfahrensschritt 55 der Zähler angehalten und dessen Wert bei dem folgenden Verfahrensschritt 56 als Zählerstand cnt1 gespeichert. Mit diesem wird bei einem 57. Verfahrensschritt 57 auf eine zweite Tabelle zugegriffen, aus der für den hier vorliegenden Bereich hoher Frequenzen die Anzahl der Meßperioden, deren Codierung ldn und der Überlaufzählerstand cntov ausgelesen wird.
  • Bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 58 wird überprüft, ob die Codierung ldn größer oder gleich 14 ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird das gemessene Signal dem oberen Bereich mittlerer Frequenzen zugerechnet, so daß das Programm die Periodendauermessung durch Sprung zu dem 34. Programmschritt 34 durchführt.
  • Ist die Prüfung bei dem 58. Verfahrensschritt 58 positiv, bedeutet dies, daß das Meßsignal als höchstfrequentes Meßsignal eingestuft wird. Für diesen Fall führt das erfindungsgemäße Verfahren bei den nachfolgenden zu erläuternden Verfahrensschritten 59 bis 67 keine Periodendauermessung, sondern eine Frequenzmessung durch.
  • Die obere Grenzfrequenz der Periodendauermessung ist durch die Geschwindigkeit des verwendeten Prozessors vorgegeben. Pro Flanke des Meßsignals muß nämlich Interrupt abgearbeitet werden. Die Periodendauer darf die für die Abarbeitung eines Interrupts erforderliche Bearbeitungszeit nicht unterschreiten, da sonst einzelne Flanken nicht registriert werden können. Hierdurch wäre die obere Grenzfrequenz stark eingeschränkt, so daß nicht alle bei einem Telemtrie-Meßverfahren auftretenden Frequenzen abgedeckt werden könnten.
  • Bei Einsatz des 8051-Mikrocontrollers besteht jedoch die Möglichkeit, hardwaremäßig Impulse zu zählen. Dabei liegt die Grenzfrequenz bei einem 24tel der Prozessortaktfrequenz, weil das Meßsignal mit einem 12tel der Prozessortaktfrequenz abgetastet wird.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das realisiert worden ist, beträgt die Grenzfrequenz der Periodendauermessung 106 kHz, während diejenige der Frequenzmessung bei 426 kHz liegt.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehene Kombination beider Verfahren ermöglicht die Messung von Frequenzen zwischen 25 Hz und 426 kHz, wobei in keinem Fall die maximal zulässige Meßzeit von 80 ms überschritten wird. Die Auflösung der Frequenzmessung beträgt 13 bit bei Frequenzen um 100 kHz uns steigt bis 15 bit bei der oberen Grenzfrequenz.
  • Bei einem auf die Maximalmeßzeit von 160 ms angepassten Verfahren ist eine Periodendauermessung zwischen 13 Hz und 106 kHz mit einer Auflösung zwischen 15 und 16 bit möglich. Die Frequenzmessung erzielt dabei eine Auflösung von 14 bis 16 bit bei Signalfrequenzen zwischen 106 kHz und 418 kHz.
  • Zur Durchführung der Frequenzmessung muß das Meßsignal am Eingang T0 (Timer 0) des Prozessors (nicht dargestellt) anliegen. Jede fallende Flanke erhöht dann den Zählerstand des Timers 0. Als Zeitbasis für die Frequenzmessung muß ein Signal mit fester Frequenz am Eingang INT1 (Interrupt 1) anliegen. Das Zählen des Zeitgebers Timer 0 kann durch das Bit TRO (Timer-Run 0) gesteuert werden. Zur Frequenzmessung wird das Zählen mit diesem bit für eine bestimmte vorgegebene Zeit ermöglicht. Diese Zeit wird als entsprechende Anzahl von Flanken am Eingang INT1 abgezählt.
  • Bei dem realisierten Ausführungsbeispiel hat die Vergleichsfrequenz am Eingang INT1 eine Frequenz von 1,25 kHz, welche der Periodendauer von 800 µs entspricht. Die Messung wird über 98 derartiger Periodendauern durchgeführt, so daß sich eine Meßzeit von 78,4 ms ergibt. Damit wird zusammen mit der bereits erläuterten Vorabmessung die maximale Meßzeit von 80 ms eingehalten.
  • Wenn, wie erläutert, bei dem 58. Programmschritt das Vorliegen höchstfrequenter Meßsignale festgestellt wird, wird bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 59 ein Vergleichsfrequenzpulszähler mit der Meßperiodenanzahl n geladen. Daraufhin wird bei dem Verfahrensschritt 60 überprüft, ob eine Flanke der Vergleichsfrequenz am Eingang INT1 vorliegt. Falls dies der Fall ist, geht das Programm zum 60. Verfahrensschritt zurück. Anderenfalls wird der Zähler, der nun als Signalflankenzähler dient, bei dem darauffolgenden Schritt 61 auf Null gesetzt. Falls bei dem darauffolgenden Verfahrensschritt 62 das Auftreten einer Signalflanke erfaßt wird, wird bei dem 63. Verfahrensschritt 63 der Zähler inkrementiert. Anderenfalls geht das Programm direkt zu dem darauffolgenden Verfahrensschritt 64, bei dem überprüft wird, ob eine Flanke der Vergleichsfrequenz vorliegt.
  • Falls dies der Fall ist, wird bei dem 65. Verfahrensschritt 65 der Vergleichsfrequenzpulszähler b dekrementiert. Anderenfalls wird dieser Programmschritt übersprungen, woraufhin das Programm bei dem 66. Programmschritt 66 überprüft, ob der Vergleichsfrequenzpulszähler b mittlerweile den Zählwert Null erreicht hat. Falls dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zu dem 62. Schritt zurück. Anderenfalls wird der momentane Zählerstand bei dem darauffolgenden Programmschritt 67 als Zählerstand "cnt" abgespeichert, woraufhin die Übertragung des Zählerstandes "cnt" sowie der codierten Periodenanzahl "ldn" bei dem 19. Verfahrensschritt erfolgt, bevor das Verfahren bei dem 20. Verfahrensschritt beendet wird.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden folgende Daten zwischen dem Telemetriesender und dem Telemetrieempfänger übertragen:
  • Einerseits der Zählerstand cnt als 16-Bit-Wort und andererseits die Codierung der Peridenzahl ldn als 4-Bit-Wort.
  • Bekannt ist die Prozessortaktfrequenz fcpu von 10,24 MHz.
  • Auf Seiten des Telemetrieempfängers müssen für die Berechnung der Signalfrequenz zwei Fälle unterschieden werden:
    Einerseits der Fall der Periodendauermessung, der bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegt, wenn die Codierung ldn im Wertebereich zwischen 0 und 13 liegt. Da mit ldn der Zweierlogarithmus der Periodenzahl übertragen wird, wird die Periodenzahl folgendermaßen ermittelt: n = 2ldn.
  • In diesem Fall berechnet sich die Frequenz f folgendermaßen:
    Figure imgb0002
  • Falls die Codierung ldn den Wert 14 oder 15 hat, sagt dies aus, daß eine Frequenzmessung durchgeführt worden ist. Die Periodenzahl n beträgt in diesem Fall 98 bei einem Wert von ldn = 14 bzw. 196 bei einem Wert von ldn = 15. Die Frequenz berechnet sich sodann folgendermaßen:
    Figure imgb0003
  • Eine ungültige Messung wird als cnt = 0 codiert. Das Unterschreiten der unteren Grenzfrequenz wird als ldn = 0 codiert.
  • Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß die angegebenen Zahlenwerte lediglich der Erläuterung einer Fallunterscheidung dienen und somit vom Anwendungsfall abhängen.

Claims (18)

  1. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren

    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Zählen von Taktpulsen über wenigstens eine halbe Periodendauer eines zu messenden Signales mittels eines Zählers zur Ermittlung eines die ungefähre Periodendauer des zu messenden Signales anzeigenden Periodendauer-Zählerstandes,
    - Auslesen einer einem Periodendauerbereich, in den der Periodendauer-Zählerstand fällt, zugeordneten Meßperiodenanzahl (b) aus einer Tabelle mittels des Periodendauer-Zählerstandes, wobei die Meßperiodenanzahl so gewählt ist, daß die Zählung der Taktpulse mittels des Zählers auch bei der längsten Periodendauer dieses Periodendauerbereiches gerade noch nicht zu einem Zählerüberlauf führt,
    - Zählen der Taktpulse über die Meßperiodenanzahl (b) von Perioden des Meßsignales, und
    - Übertragen des Zählerstandes und einer die Meßperiodenanzahl (b) darstellenden Information (messper) zu einem Telemetrie-Empfänger.
  2. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

    daß die aus der Tabelle ausgelesene Meßperiodenanzahl (b) der nächstkleinere, durch eine Zweierpotenz darstellbare Wert unterhalb desjenigen Wertes ist, der sich aus der ungefähren Periodendauer, die durch den Periodendauer-Zählerstand dargestellt wird, geteilt durch die Periodendauer der Taktpulse sowie geteilt durch den maximalen Zählerstand ergibt.
  3. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

    daß aus der Tabelle mittels des Periodendauer-Zählerstandes ferner die die Meßperiodenanzahl (b) darstellende Information in Form einer Codierung (messper) ausgelesen wird, und

    daß die die Meßperiodenanzahl darstellende Codierung (messper) folgende Beziehung zu der Meßperiodenanzahl (b) hat:

    b = 2 messper .
    Figure imgb0004
  4. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

    daß zu Beginn eines jeden Meßzyklus der Zähler mit den Taktpulsen beginnend ab einen Startwert hochgezählt wird, wobei ein Zählerüberlauf vor Auftreten der nächsten Signalflanke des zu messenden Signales den Meßzyklus beendet, und

    daß bei Nicht-überlaufen des Zählers dieser mit Auftreten der Signalflanke erneut beginnend ab dem Startwert hochgezählt wird, wobei ein Zählerüberlauf vor Auftreten der darauffolgenden Signalflanke den Meßzyklus beendet.
  5. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

    daß in dem Fall einer Codierung (messper), die eine einzige Meßperiode (messper = 0) entspricht, der anfänglich ermittelte Periodendauer-Zählerstand zusammen mit der Codierung (messper) übertragen wird.
  6. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Meßperiodenanzahl (b) mit einem maximalen Zählwert (256) eines Meßperiodenzählers verglichen wird und bei Überschreiten desselben durch einen Schleifenzählwert (32) dividiert wird oder anderenfalls um eins vermindert wird.
  7. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

    daß im Falle einer ungeraden Meßperiodenanzahl (b) der Zähler mit den Taktpulsen über die Meßperiodenanzahl (b) hochgezählt wird, woraufhin der so ermittelte Zählwert um den anfänglich ermittelten Periodendauer-Zählerstand erhöht wird, bevor der so erhaltene Zählerstand zusammen mit der Codierung (messper) übertragen wird.
  8. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

    daß im Falle einer geraden Meßperiodenanzahl (b) ein Meßperiodenzähler nur jeweils dann, wenn ein innerer Schleifenzähler durch Hochzählen mittels der Signalflanken seinen Schleifenzählerendwert erreicht hat, inkrementiert wird, und daß der Zähler gestoppt wird, sobald der Meßperiodenzähler einen Wert erreicht hat, der der Meßperiodenanzahl (b) gleicht, woraufhin der so ermittelte Zählerstand zusammen mit der Codierung (messper) übertragen wird.
  9. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Speichern (13, cnt1) des Zählerstandes nach dem Zählen von Taktpulsen über die wenigstens eine halbe Periodendauer bei Auftreten (11) einer Signalflanke des Meßsignales; und
    - Rücksetzen (14) und erneutes Starten (15) des Zählers vor dem Verfahrensschritt des Tabellenauslesens (16), wobei der Zähler während des Tabellenauslesens weiterläuft.
  10. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Verfahrensschritt des Speicherns folgende Verfahrensschritte umfaßt:
    - Anhalten (12) des Zählers bei Auftreten (11) der Signalflanke des Meßsignales;
    - Speichern (13, cnt1) einer höherwertigen Bitgruppe des Zählerstandes;
    - Speichern (13, cnt1) einer niedrigerwertigen Bitgruppe des Zählerstandes;
    - Setzen (14) des Zählers auf einen Startwert, der der Dauer des Anhaltens des Zählers entspricht; und
    - Starten (15) des Zählers.
  11. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
    - Auslesen eines Überlaufzählerstandes (cntov) aus der Tabelle;
    - Addieren (23) des Überlaufzählerstandes (cntov) zu dem momentanen Zählerstand (cnt);
    - Beendigen (22, ja) der Messung bei Auftreten (26, ja) eines Zählerüberlaufes; und
    - bei Nicht-Auftreten des Zählerüberlaufes Subtrahieren (31) des Überlaufzählerstandes (cntov) von dem Zählerstand (cnt) nach dem Zählen der Taktpulse über die Meßperiodenanzahl (n) vor dem Verfahrensschritt des Übertragens des Zählerstandes und der die Meßperiodenanzahl (n) darstellenden Information (ldn) zu dem Telemetrie-Empfänger.
  12. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Verfahrensschritt des Addierens des Überlaufzählerstandes (cntov) folgende Verfahrensschritte umfaßt:
    - Anhalten (22) des Zählers nach dem Auslesen (16) der Tabelle;
    - Addieren (23) einer höherwertigen Bitgruppe des Überlaufzählerstandes (cntov) zu dem Zählerstand (cnt);
    - Addieren (23) einer niederwertigen Bitgruppe des Überlaufzählerstandes (cntov) zu dem Zählerstand (cnt); und
    - Starten (24) des Zählers.
  13. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Verfahrensschritt des Subtrahierens (31) des Überlaufzählerstandes (cntov) folgende Verfahrensschritte umfaßt:
    - Anhalten (30) des Zählers nach dem Zählen der Taktpulse über die Meßperiodenanzahl (n);
    - Subtrahieren (31) einer höherwertigen Bitgruppe des Überlaufzählerstandes (cntov) von dem Zählerstand (cnt); und
    - Subtrahieren (31) einer niederwertigen Bitgruppe des Überlaufzählerstandes (cntov) von dem Zählerstand (cnt).
  14. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

    daß jedem Periodendauerbereich ein Wert des Überlaufzählerstandes (cntov) zugeordnet ist.
  15. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Wert des Überlaufzählerstandes (cntov) für solche Periodendauerbereiche Null ist, die den Signalfrequenzen oberhalb eines Grenzwertes (1 kHz) zugeordnet sind.
  16. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15,

    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte zwischen dem Verfahrensschritt des Auslesens (16) der ersten Tabelle und dem Verfahrensschritt des Zählens der Taktpulse sowie des Übertragens (19) des Zählerstandes (cnt) und der die Meßperiodenanzahl (n) darstellenden Information zu dem Telemetrie-Empfänger:
    - Prüfen (33), ob die bei dem Auslesen (16) der ersten Tabelle erhaltene Meßperiodenanzahl (n) einen Grenzwert (512) überschreitet;
    - falls das Ergebnis des Prüfens (33) negativ ist, Fortfahren mit dem Verfahrensschritt des Zählens der Taktpulse sowie des Übertragens (19);
    - falls das Ergebnis des Prüfens (33) positiv ist,
    - erneutes Zählen (47 bis 54) von Taktpulsen über eine Mehrzahl (20) von Periodendauern des Meßsignales mittels eines Zählers zur erneuten Ermittlung eines die ungefähre Periodendauer des Meßsignales anzeigenden Periodendauer-Zählerstandes (cnt1);
    - erneutes Auslesen einer einem Periodendauerbereich, in den der Periodendauer-Zählerstand fällt, zugeordneten Meßperiodenanzahl (n) aus einer zweiten Tabelle mittels des Periodendauer-Zählerstandes, wobei die Meßperiodenanzahl so gewählt ist, daß die Zählung der Taktpulse mittels des Zählers auch bei der längsten Periodendauer dieses Periodendauerbereiches gerade noch nicht zu einem Zählerüberlauf führt; und
    - Fortfahren mit den Verfahrensschritten des Zählens der Taktpulse über die so ermittelte Meßperiodenanzahl und des Übertragens (19) des Zählerstandes (cnt) und der die Meßperiodenanzahl (n) darstellenden Information (ldn) zu dem Telmetrie-Empfänger.
  17. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

    daß der Verfahrensschritt des erneuten Zählens (47) der Taktpulse über die Mehrzahl von Periodendauern folgende Verfahrensschritte umfaßt:
    - Rücksetzen und erneutes Starten (49) des Zählers (cnt: = 0);
    - Rücksetzen (50) eines Schleifenzählers;
    - Inkrementieren (53) des Schleifenzählers bei jeder Flanke des Meßsignales; und
    - Anhalten (55) des Zählers, sobald der Zählerstand des Schleifenzählers der Mehrzahl (20) von Periodendauern entspricht.
  18. Telemetrie-Periodendauer-Meßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

    gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte nach dem Verfahrensschritt (57) des Tabellenauslesens:
    - Prüfen (58), ob die bei dem Auslesen der Tabelle erhaltene Meßperiodenanzahl (n) einen Grenzwert (ldn = 14) überschreitet;
    - falls das Ergebnis des Prüfens (58) negativ ist,
    -- Fortfahren mit den Verfahrensschritten des Zählens der Taktpulse und des Übertragens (19);
    - falls das Ergebnis des Prüfens (58) positiv ist,
    -- Setzen (59) eines Vergleichsfrequenzpulszählers auf einen der Meßperiodenanzahl (n) entsprechenden Wert (b: = n);
    -- Rücksetzen und Starten (61) des Zählers zum Zählen der Taktpulse des Meßsignales;
    -- Dekrementieren (65) des Vergleichsfrequenzpulszählers mit jeder Flanke eines Vergleichsfrequenzsignales;
    -- Anhalten (67) des Zählers, sobald der Zählwert (b) des Vergleichsfrequenzpulszählers Null ist;
    -- Übertragen (19) des Zählerstandes (cnt) und der die Meßperiodendauer (n) darstellenden Information (ldn) zu dem Telemetrie-Empfänger; und
    -- Ermitteln der Frequenz des Meßsignales gemäß folgender Gleichung:
    Figure imgb0005
     wobei (cnt) der übertragene Zählerstand, (n) die Meßperiodenanzahl und (TREF) die Periodendauer des Vergleichsfrequenzsignales sind.
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