Радиодальномер на МК

[Planer]

какие параметры у автора - не знаю, у меня же требуемая дальность 0.5 - 20м, точность +\-10см

[tom1101]

Фазовый метод хорош на дистанциях до одного периода

Это верно. Плюс погрешности от задержки в ретрансляторе. Плюс ацп, для 8-ми бит всего 256 градаций.

Попробовал разобраться, как работает фазовый метод.

Т.к. период сигнала - это двойное предельное расстояние между передатчиком и ретранслятором, то реальное предельное расстояние составит всего половину периода.
При сложении оригинального и отраженного сигнала, амплитуда выходного сигнала будет уменьшаться от суммы амплитуд сигналов до их разности при разности фаз 0..180, а потом наоборот - от разности до суммы на промежутке 180..360.

summ.gif

Зависимость амплитуды от разности фаз

(126.24 КБ) 614 скачиваний

Удобнее всего не вычислять разность фаз, а замерять амплитуду разностного сигнала.
Таким способом легко измерять разность фаз от 0 до 180, т.е. двойное предельное расстояние будет половина периода, а реальное, всего четверть периода. Точность при 256 градациях равна 180/256=0,7 градуса

В идеале при разности фаз 0, разность амплитуд равна нулю, а сумма - двойной амплитуде генератора.
В реальности тут будут погрешности. Их можно скомпенсировать подбором типа модуляции, точной настройкой, или же программно - за ноль взять разность амплитуд, за 100% взять сумму амплитуд, но тогда количество используемых градаций ацп уменьшится, и точность измерения упадет, хотя это можно исправить, изменив частоту сигнала, но тогда упадет радиус действия дальномера. Т.е. либо теряем точность, либо радиус действия.

Автор что-то там про машины думал - т.е. расстояние может быть от километра и выше.
Допустим, 10км, тогда нужен сигнал 7,5кгц, несущая от 75кгц и выше, точность в идеале 10000*0,7/90=78м.
Т.е. фазовый метод с измерением половины периода и ацп 8-бит до желаемых 10см сильно не дотягивает.
Либо урезать хотелки, либо забить, т.к. вариант со счетчиками, по моему, гораздо сложнее.

Есть одна идея, как совместить простоту (отсутствие высокоскоростных счетчиков), точность и большое расстояние, но есть некоторые ограничения, и возможна потеря точности при определенных обстоятельствах.

idea.txt

Идея

(3.65 КБ) 183 скачивания

По сути это и есть тот самый счетчик целых полупериодов, что упомянут в одной из разновидностей фазового метода. Только здесь его эмуляция - нет необходимости считать целые полупериоды аппаратно, но есть ненулевая вероятность значительной потери точности.

какие параметры у автора - не знаю, у меня же требуемая дальность 0.5 - 20м, точность +\-10см

Точность 10см, разрешение 8 бит, фазовый метод, измеряем полупериод. Радиус действия 0,1*256/2=13м
Точность 10см, разрешение 9 бит, фазовый метод, измеряем полупериод. Радиус действия 0,1*512/2=26м
Т.е. тебе фазовый метод подойдет. Необходимая точность=180/512=0,35 градуса (9 бит). Частота сигнала с/(26*4)=2,9МГц.
Реально, лучше взять ацп больше, чем 9 бит, т.к. часть разрядов может уйти на компенсацию разности сигналов.
На таком близком расстоянии лучше применить не радио, а лазер или УЗ.
К тому же лазерные дальномеры имеют цепь самонастройки - внутренний канал, заранее известной длины, по которому калибруется дальномер. Точно не знаю, что это - вероятно моток стекловолокна, или бесконечные зеркала. Но такое самому можно собрать.

[Planer]

СПАСИБО ЗА ПОМОЩЬ!

[bagira]

Здрасте Всем!
Чтото сложновато господа Коты!
Можно проще и МК практически не требуется (ну разве для понтов).
Первый:- послал короткий импульс несущей (можно немодулированой).
Второй:- принял этот импульс, опознал, и отправил такой-же импульс на частоте+1.
Первый:- принял этот импульс, опознал, и отправил такой-же импульс на частоте+0.
И.Т.Д.
Возникает некая автогенерация, включающая в себя как расстояние, так и время отклика аппаратуры. Далее каждый считает период своих посылок. Калибруем на неподвижных объектах, и собственно пользуемся...

[Meteor]

Первый:- послал короткий импульс несущей (можно немодулированой).
Второй:- принял этот импульс, опознал, и отправил такой-же импульс на частоте+1.
Первый:- принял этот импульс, опознал, и отправил такой-же импульс на частоте+0.
И.Т.Д...

С формирователем понятно, а что есть "короткий импульс"? О каких колебаниях речь?
Любой импульс будет нести в себе неопределенность ввиде произедения длительности на скорость распространения.
Из требований следует что эта неопределенность должна быть меньше 0,1 м.
Ну и там понеслось - поехало

[tom1101]

Чтото сложновато господа Коты!

Как раз ничего сложного - генератор, передатчик, приемник, усилитель и сумматор.
На выходе аналоговый сигнал. Чем замерить его амплитуду - разницы нет. Можно стрелочным вольтметром, можно АЦП.
Сигнал генерируется непрерывно, никакой электроники, сложнее транзисторов, не требует.

[bagira]

Снова здрасте.
Скажем иначе. Берём ждущий генератор с гребенчатым фильтром в цепи обратной связи. Если эта схема загенерит то на выходе будет сигнал сложной формы с линейчато/гребенчатым спектром. Но схема загенерит только если получит импульс с приёмника. Этот импульс есть результат приёма аналогичного сигнала и усиления его усилителем с аналогичным гребенчатым фильтром в цепях ОС. Тоесть при прослушивании будет похоже на серию щелчков, частота повторения которых содержит информацию о дистанции, плюс аппаратная задержка (одинаковая для двух аппаратов). Калибровка.