Acondicionamiento de señales de pulsos de corriente

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

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

R5 da un poco de histéresis al proporcionar retroalimentación positiva. Eso asegura que incluso si hay un poco de ruido en su señal de entrada, obtendrá flancos ascendentes y descendentes limpios.

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

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

No está directamente relacionado con su pregunta, pero podría ayudar a alguien que termina aquí buscando respuestas similares.

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

A diferencia de los comparadores, la presencia de histéresis lo ayudará a eliminar el ruido de la señal entrante. Aquí hay una comparación entre un comparador y un disparador schmitt ( robado de aquí ):

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

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

Sin embargo, a partir de su imagen, no creo que realmente necesite desinfectar la entrada, de todos modos parece estar bien para calcular períodos ...

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

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

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

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

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

La tasa de muestreo mínima dependerá un poco del filtro anti-aliasing en su sistema DAQ, pero su número de 25kHz suena razonable: la mayor parte de la energía con un ciclo de trabajo de 3kHz al 25% está en los primeros tres armónicos, así que doble 9kHz para Nyquist, y un poco más estaría bien, por lo que 25kHz es razonable.

No estoy seguro de que agudizar los pulsos y luego introducirlos en un ADC haga que los resultados se vean muy diferentes: obtendrá una señal blanda debido al filtro anti-aliasing a menos que su DAQ sea algo así como un sucesivo tipo de aproximación que carece de dicho filtro.

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