Хочу собрать фазовый лазерный дальномер. Дальность около пары метров, а точности в 1 сантиметр. В качестве теоретической основы использую эту статью - http://habrahabr.ru/post/213749/. Такой дальности и точности автор статьи практически достиг, так что требования реальные. Однако в его схеме не нравится долгое время измерения, я бы хотел его значительно уменьшить. Автор оригинальной статьи вместо аналогового гетероодина использует полностью цифровую обработку сигнала и поэтому у него уходит много времени на кучу усреднений и цифровых фильтров. Я же хочу сделать более аналоговую схему и таким образом надеюсь сократить время замеров до миллисекунд (а мне нужно именно такое время - я хочу крутить дальномер шаговым двигателем и составлять 2D карту местности для робота).
Насколько я понимаю, то что мне нужно, очень и очень похоже на гетероодинный радиоприёмник, так что тут должно быть много людей с нужными знаниями (сам я больше занимаюсь всё же цифровой техникой, поэтому имею некоторые пробелы в знаниях, которые нужно заполнять).
Итак, что мне нужно: кварцованный генератор на две частоты - 20 МГц и на чуть большую (допустим, 20,01 МГц, в принципе не особо принципиально, главное, чтобы ПЧ была в районе 10-20 кГц). Первой частотой буду управлять мощным транзистором, который будет управлять лазером (кстати, какой мощности мне хватит? не хочу чтобы дальномер был опасным, поэтому нужна минимальная мощность при которой получится такая дальность и точность). Затем будет фотодиод, предварительный усилитель для него. Два смесителя частот - первый смешивает две частоты с генераторов, второй частоту с генератора 20,01 МГц и частоту с фотодиода. На выходе я получу два канала по 10 кГц (или сколько будет разница частот). Между ними нужно замерить сдвиг фаз. Пока есть идея взять операционный усилитель (на низкую частоту есть много вариантов с очень малыми искажениями) и использовать его для нахождения разности сигналов (благо схемы есть). А затем нужно лишь узнать максимальную амплитуду разности, что даст нам однозначную информацию о сдвиге фаз. Например, с помощью диода и конденсатора на выходе ОУ (в таком случае конденсатор по сути сохранит максимальную амплитуду разности, которую можно совершенно не спеша замерить с помощью АЦП, перед замером МК будет разряжать конденсатор для того, чтобы результат прошлого замера не повлиял).
Некоторые схемы легко гуглятся или придумываются самостоятельно, другие нет. Пока меня больше всего интересует генераторы частот и смесители, остальное вроде проще (хотя бы тем, что там уже не ВЧ). Я нашёл схему генерации с помощью кварца, а также сдвига частоты кварца с помощью конденсатора, однако осталась несколько вопросов:
1) Для генерации частот собираюсь использовать такую схему: http://vvs.kaluga.org/radiopriem/34-kva ... rator.html - она же подойдёт для гетеродина? Можно ли в ней использовать транзистор BC547C? Можно ли ей сразу на выход подключить транзистор и управлять лазерным диодом или нужны дополнительные каскады усиления? 2) Как рассчитать какой конденсатор поставить последовательно с кварцем, чтобы сдвинуть частоту на 10 кГц? 3) Если я сделаю 3 раздельных платы - генератор 20 МГц + усилитель для лазера, фотодиод + входной усилитель, генератор 20,01 МГц + два смесителя + детектор сдвига фаз, и каждую из них помещу в свою экранирующую коробочку (разумеется, схемы будут иметь общее питание и соединены проводами, где надо), то этого будет достаточно для того, чтобы не бояться наводок?
И ещё хотелось бы простой, но надёжной схемы смесителя частот.
Может при частоте 20 МГц напрямую на радичастотных ключе и ОУ 2 сигнала перемножить и получить аналоговый сигнал? Отражённым и усиленным сигналом коммутировать ключ , а через ключ пропустить исходный сигнал - тогда изменение амплитуды отражённого сигнала не будет влиять на результат. При сдвиге 0-180 логика работы простая - 0 сдвиг максимальный уровень, в противофазе минимальный уровень. Отражённый сигнал пустить через логарифмический усилитель и превратить в почти прямоугольные имульсы для управления ключём. Постоянной времени интегрирования ОУ выставить требуемое быстродействие. Останется только с необходимой точностью измерить выходной уровень.
Извините, я не уверен, что вас понял. Я понял так:
Сигнал с фотоприёмника идёт на логарифмический усилитель (предварительно, возможно, пройдя дополнительное усиление), а затем на ключ. Ключ же замыкает выход 20 МГц для лазера и RC-цепочку. А напряжение на конденсаторе мы мерием АЦП уже. Больше ничего в схеме нет. Верно? Или я запутался?
Да, верно. Только интегратор лучше на ОУ сделать, это позволит уменьшить влияние сопротивления ключа за счёт высокого входного сопротивления. Надо не забыть, что такая упрощённая схема позволит измерять сдвиг от 0 до 180 градусов. Но в исходном задании дальность указана небольшая. На 20 МГц такой сдвиг даст порядка 4 метров расстояния, если я в расчётах не напутал.
[quote="KIVi"] кГц). Первой частотой буду управлять мощным транзистором, который будет управлять лазером (кстати, какой мощности мне хватит? не хочу чтобы дальномер был опасным, поэтому нужна минимальная мощность при которой получится такая дальность и точность). Затем будет фотодиод, предварительный усилитель для него.
Раз Вы взялись за оптоэлектронику, могу предложить кое-какие свои наработки и уже известные схемы. В прилагаемых файлах.
Думаю, что вопрос излучаемой мощности сильно завязан на чувствительность фотодиода и используемую оптику для него. Фотодиод также можно попробовать использовать из оптического приёмника цифрового аудио, они в последнее время достаточно распространены в бытовой технике. Гарантированно высокое быстродействие будет у фотодиода из SFP модуля передачи данных по мультимодовому волокну. Там и лазерный диод c хорошим быстродействием. И стоит модуль $10-15 . Правда не думаю, что чувствительность фотодиода там большая - в оптических сетях мощность на приёмной части обычно не менее -20 dBm
Как сделать фазовый детектор я теперь себе примерно представляю, однако мне не понятно как лучше сделать входной усилитель. Схема автора статьи на хабре обладала недостатком - часть, отвечающая за регулирование степени усиления, не заработала так как нужно. Поэтому он регулировал усиление заслонкой перед фотодиодом, что для меня неприемлимо (слишком большие габариты, низкое быстродействие и вообще такой конструкции вряд ли будет хорошо вращаться с большой скоростью). Какие есть ещё варианты?
Регулировать усиление в первом же усилительном каскаде - не всегда хорошая затея. И на всякий случай фильтрацию питания для каждого каскада отдельно сделать а не последовательно. Для достижения хороших результатов всё равно прийдётся макетировать. Мне не понравился использованный усилитель - достаточно нелинейная фаза на рабочей частоте. Можно пробовать выставить коеффициент усиления такой, чтобы при максамальном сигнале только-только насыщение бы начиналось, и потом поставить 3-й каскад усиления с диодами в обратной связи, чтобы получить логарифмическую характеристику. Можно конечно и поэкспериментировать - если сильное насыщение не приведёт к нежелательным последствиям, то и без логарифма можно обойтись. Можно ещё видоизменить каскад на BF998 - последовательно с резистором до стока поставить ВЧ индуктивность (начать с 470 нГн мотанная на керамике), верхний вывод индуктивности зашунтировать конденсатором - т.е. резистор будет задавать режим по постоянному току, а сигнал будет со стока сниматься. Но в любом случае регулировать усиление наверное затвором не стоит, т.к. это будет влиять на фазу. Разве что попробовать запитать от источника тока, чтобы при изменении напряжения на затворе не менялся ток транзистора. Можно попробовать сделать усилитель на opa846 - в родной документации и схема с фотодиодом имеется. Но он не дешёвый.
Дальность около пары метров, а точности в 1 сантиметр
Кажется эту задачу решит триангуляционный принцип, а применять фазовый на таких скоростях замера и дальности как гранатометом по воробьям. Суть работы. http://cxem.net/comp/comp127.php В журнале есть схема на больше 5000 замеров \сек. Журнал "Схемотехника" номер 11 за 2003 год стр. 10 "Высокоскоростной лазерный дальномер" Денис Селиванов. http://robocraft.ru/blog/projects/665.html
Также была повторена на робофоруме с линейкой фотодиодов 256 пикселов, и наверно 1024. Также мной обсуждались пути ускорения замеров и повышения точности (в теории) обсуждались на киберфоруме, предложены варианты еще большего ускорения, но там автор ТС хотел делать точками 3д карту для навигации робота. Также есть несколько идей по улучшению и другим принципам замеров, но это голые идеи и будут ли они работать. Сообщения Excalibur921. http://www.cyberforum.ru/geolocation/thread1246826.html
KIVi писал(а):
его схеме не нравится долгое время измерения
“использует простой аналоговый фазовый дискриминатор непрерывного действия” Гляньте пост viewtopic.php?f=3&t=107460
KIVi писал(а):
время замеров до миллисекунд
У меня вообще безумная идея 5 млн замеров \ сек
KIVi писал(а):
какой мощности мне хватит? не хочу чтобы дальномер был опасным
Читал много про лазеры, честно тоже боюсь их и это верно. Мощность зависит от оптики приема, ее диаметра, принципа наведения, способа оптич. фильтрации( интерференционный фильтр).Для себя я думаю мощность на практике должна быть визуально практически не видимой, хотя есть классы опасности лазеров, но все это условно, гуглите.А может вообще без лазера? Сколиммировать светодиод длиннофокусной линзой?
KIVi писал(а):
я хочу крутить дальномер шаговым двигателем и составлять 2D карту местности для робота
буду управлять мощным транзистором, который будет управлять лазером
Я так понял им нужен вообще драйвер схема, гуглите форум по лазерам в картинках. И по идее лучше взять не синусоиду для модуляции лазера, а пилу, так наверно точней для АЦП.
KIVi писал(а):
Какие есть ещё варианты?
Усилитель с АРУ и учетом искажений фазы на разных усилениях? Тоже думал над этим, но как…
Также по фазовым дальномером мной найдены 3 самых адекватных книг по ним: 1)Маркшейдерско-геодезические приборы и инструментоведение Гусев 1958
2)Елисеев С.В. - Геодезические инструменты и приборы. Основы расчета, конструкции и особенности изготовления - М., Недра - 1973.pdf
3) Михеечев В.С. - Геодезические светодальномеры - 1979.pdf Ссылки не сохранил. Насколько я понял, главная фишка фазовых дальномеров определяющая их точность это частота модуляции света. Например до 10 метров нужно две частоты: 20 Мгц, и порядка 2 ГГц. Первая замеряет грубо, вторая уточняет. Но как убирать дальность строго дальше 10 метров? Думал взять подобие подзорной трубы которая настроена на положение луча лазера когда он попадает в стену на 10 метрах и далее до предела чуйки оптики, т.е когда попадание на этот участок то отсыл сигнала длинна больше 10м.Либо ввести третью частоту длинной 200 метров, но усиление на такой дальности диффузно рассеянного света…Хотя проф дальномеры вроде пашут до 100 метров, но возможно они фазоимпульсные. На киберфоруме где то я давал ссылку на реверс инжиниринг фазового дальномера Бош 40 замеров\сек дальность 8 метров. Также в одной из книг что я привел список, описана схема первого в мире фазового дальномера, но суть работы реально повторить наверно сегодня и проще( 1936 год).Но скорость замера? И модуляция света на гигагерцах? Возможно применение лазера для оптоволоконных систем. Также если он очень быстрый, то может реален дальномер по принципу время пролетного метода? В принципе можно повторить ячейку Покельса на сегнетовой соли, либо Керра даже пусть на воде, но будет ли это реально работать? Можно попробовать полимер для цветочных горшков, который удерживает воду( а она полярна), и на этом веществе с впитанной водой сделать модулятор, но потянет ли он гигагерц? Это больше эксперимент…
В книге описан первый фазовый дальномер где модуляция света это изменение его поляризации. Если на приемнике поставить двулучепреломляющее вещество (кусок коробки компакт диска ) и светофильтр( цветная пленка) а детектор будет ловить яркость, то возможно детектировать определенную разность фаз практически на любой частоте ( хоть сотни ГГц, если фотодиод не потянет, можно взять вакуумный фотоэлемент).Т.е повторить похожий принцип работы первого в мире дальномера СВВ-1.Но сложность в генераторе пилообразного роста частоты, от 20 МГц до 2 ГГц( к примеру), затем частоты должны резко кратно сработавшей прыгать до 2 ГГц(удвоение либо утроение сработавшей частоты, с поиском сработавшей частоты).Тогда применяя по сути 1 генератор можно мерить с хорошей точностью. Но модуляторы поляризации в ГГц…
А если вообще отказаться от замера значения фазы в градусах? Замер производить при прохождении фазы через ноль. Т.е берем 1 генератор, изменяем плавно частоту с 1 ГГц (30 см) до 20 МГц ( 20 м), это замер от 15 см до 10 метров, ловим когда сработает нулевая разность фаз, это компенсационный метод вроде. Замеряем частоту где сработал ноль, это и будет расстояние. Вроде лазер указки не тянет такую модуляцию, тогда взять светодиод они вроде до 750 МГц модулируются(замер от 20 см).
Можно отказаться и от прохождения фазы и через ноль электроникой. Модулируем амплитуду света, приемник поляризует свет отраженного от стены сигнала, пропускает через ячейку Керра, и двулучепреломляющую пластинку, разность фаз изменяет яркость сигнала.Вроде так в книге описано. -нет электронного замера разности фаз, при попадании в определенное но неизвестное значение фазы срабатывает фотодиод+ усилитель+компаратор - двулучепреломление работает на любых частотах модуляции вплоть до терагерц( видимый свет). Недостаток: быстро работающий модулятор поляризации света ( ячейка Покельса, либо Керра) киловольты и ГГц частоты, потребление энергии порядка 40 Вт.
Может сделать так: усилитель фотодиода с постоянным и очень большим усилением. Модуляция лазера прямоугольником либо импульсами А часть излучения лазера зеркалом на вход фотодиода( при этом этот уровень сигнала для фотодиода должен быть как, шум фона+ лог0 дистанция 5 см, и шум фона+ при лог1 дистанция 5 см). Усилитель по сути принимает по 4 интервала сигнала: 1)шум фона+ лог0 дистанция 5 см 2) шум фона+ лог0 дистанция 10 м 3) шум фона+ лог1 дистанция 5 см 4) шум фона+ лог1 дистанция 10 м Т.е реально обрезать компаратором на выходе усилителя с настройками порога срабатывания? Получим прямоугольный сигнал ВЧ (фаза-скважность импульса), за счет подачи на вход фотодиода сразу двух сигналов, сдвиг фазы усилителем не имеет значения?
KIVi писал(а):
и каждую из них помещу в свою экранирующую коробочку (разумеется, схемы будут иметь общее питание и соединены проводами, где надо)
А как насчет экстремального и простого экранирования? Внутри ВЧ усилителя оч. чувствительного к наводкам поставить солнечную батарею как источник питания, которой подводить яркий свет от светодиода через мелкое отверстие в экране, эта структура будет питать его с полной развязкой, а полезный НЧ сигнал выводить через оптроны, либо также через свет(фотодиод-отверстие в экране-светодиод)?А можно еще круче, полностью экранировать ВЧ части( но есть ли смысл? Это ж не терагерцы), а свет как описано выше передавать через полупрозрачный металлический экран( пленка такая для евроокон от солнца дешевая). А может ВЧ схемам лучше будет экранировать просто крупной металлической сеткой, так и охлаждение у них будет, и смысл в сплошном экране.
[quote="KIVi"]Как сделать фазовый детектор я теперь себе примерно представляю, однако мне не понятно как лучше сделать входной усилитель. Схема автора статьи на хабре обладала недостатком - часть, отвечающая за регулирование степени усиления, не заработала так как нужно.
Для того чтобы рабочая точка в импульсном приёмнике (а приёмник оптического сигнала - импульсный) отслеживала принимаемые импульсы и АРУ работала как надо, необходимо передавать вспомогательную частоту 2-3 кГц. Так делается, например, в атмосферных лазерных линиях. У меня есть разработки фотоприёмников. Какие кодограммы будут передаваться? Длительности импульсов, периоды повторения? Будет ли это передаваться пачками - всё имеет значение.
Тут важна фаза двух сигналов, АРУ не покрутит ее? Или подмешивают импульсы и следят как их сдвинула АРУ?
IRMADE писал(а):
в атмосферных лазерных линиях.
И еще, тут прием отраженного сигнала от поверхности, а не прием лазера напрямую либо его отражения от зеркала, это сильно меняет схему? Наверно в плане приемной техники нужно смотреть в сторону лазерных микрофонов.
IRMADE писал(а):
Какие кодограммы будут передаваться?
Фазовый дальномер пересылает синусоиду, либо импульсы, либо двоичный сигнал прямоугольник. Еще есть как-то кодирующие псевдокодом, не понимаю как они работают.
IRMADE писал(а):
Длительности импульсов, периоды повторения?
Наверно это прямоугольник на частоте порядка 15 Мгц, либо синусоида.А если взять импульсы, то непонятно как лазер указки их передаст.
Передаётся оптический импульс и принимается отражённый от объекта
Времяпролетный метод разве реален для простых смертных?( наносекундные импульсы лазера, прием отражений от стены наносекундных импульсов с 10 метров потребует счет фотонов?)
IRMADE писал(а):
Все лазеры и указка тоже управляются импульсами
Возможно, но какая длительность импульса нужна чтобы было разрешение порядка 1 см? Перефразирую вопрос: за какое время свет проходит расстояние порядка 1 см? https://ru.wikipedia.org/wiki/Лидар#med ... ussian.gif Выходит даже не наносекундный импульс, порядка пикосекунд…
Передаётся оптический импульс и принимается отражённый от объекта
Времяпролетный метод разве реален для простых смертных?( наносекундные импульсы лазера, прием отражений от стены наносекундных импульсов с 10 метров потребует счет фотонов?)
IRMADE писал(а):
Все лазеры и указка тоже управляются импульсами
Возможно, но какая длительность импульса нужна чтобы было разрешение порядка 1 см? Перефразирую вопрос: за какое время свет проходит расстояние порядка 1 см? https://ru.wikipedia.org/wiki/Лидар#med ... ussian.gif Выходит даже не наносекундный импульс, порядка пикосекунд…[/quote]
Ссылку посмотрел, вроде как да, синус присутствует, но кроме общих слов - ничего конкретного и вообще, откуда эта инфа? Чтобы исключить ненужное ломание копий о дальномерах, скажу, что фазовый дальномер это довольно сложный прибор. Фазовый дальномер ГД-314 обеспечивает дальность до 2000м и точность +\- 5 см, "Квант" работает до 1000м с точностью +\- 0,2 мм. Принцип работы могу описать, но о синусоиде там - ни слова. В импульсных дальномерах (для больших расстояний) лазер излучает импульсы 10...30 нс. Точность измерения определяется частотой следования и длительностью импульсов. Для примера: импульс 20 нс, интервал между ними тоже 20 нс, тогда за время между двумя импульсами свет пройдёт расстояние L= 3х10-8х2х10-8=6м. Если необходима более высокая точность (=\- 1м), то импульс должен быть 3нс, а частота следования 300МГц. Но это - для больших расстояний. Вообще, импульсный дальномер чем-то напоминает импульсный металлоискатель, только вместо лазера - катушка и почти то же самое - опорный и принятый импульсы, разница между ними и подсчёт времени между двумя импульсами.
Последний раз редактировалось IRMADE Вс сен 14, 2014 07:55:31, всего редактировалось 1 раз.
Как работает фазовый дальномер ГД-314. Источник излучения - арсенид-галлиевый п\п лазер, длина волны 0,91мкм. В конце измеряемой дистанции устанавливается уголковый отражатель. Отражённое излучение поступает на ФЭУ приёмного канала. На умножитель подаётся также опорное напряжение. При одновременном воздействии на ФЭУ амплитуда сигнала на выходе ФЭУ изменяется в зависимости от соотношения фаз. Регулируя фазу опорного напряжения, добиваются чтобы сигнал на выходе был равен нулю. По лимбу отсчитывают дальность. Точность - +\- 5см.
Также по фазовым дальномером мной найдены 3 самых адекватных книг по ним:1)Маркшейдерско-геодезические приборы и инструментоведение Гусев 19582)Елисеев С.В. - Геодезические инструменты и приборы. Основы расчета, конструкции и особенности изготовления - М., Недра - 1973.pdf3) Михеечев В.С. - Геодезические светодальномеры - 1979.pdf
IRMADE писал(а):
арсенид-галлиевый п\п лазер, длина волны 0,91мкм.
Должна быть указка, желательно китайская на 1 мВт, красная
IRMADE писал(а):
В конце измеряемой дистанции устанавливается уголковый отражатель.
KIVi писал(а):
хочу крутить дальномер шаговым двигателем и составлять 2D карту местности для робота).
IRMADE писал(а):
поступает на ФЭУ
ФЭУ экзотика двойного назначения, и дорогая очень. Желательно не применять даже неточто ФЭУ, а и даже PIN фотодиоды(вроде так называються, полупроводниковый ФЭУ).
IRMADE писал(а):
Регулируя фазу опорного напряжения, добиваются чтобы сигнал на выходе был равен нулю.
Неужели вы думаете, что я прочитав 3 книги по дальномерам не знаю их общего принципа работы ?
IRMADE писал(а):
Вообще, импульсный дальномер чем-то напоминает импульсный металлоискатель, только вместо лазера - катушка и почти то же самое - опорный и принятый импульсы
А вот это уже интересно. Вроде слышал есть лазерные фотодиоды для оптоволокна. Тут смесь выходит: на гетеродинный приемник похоже тем, что гетеродинирование применяют часто, на лазерный микрофон- потому, что принимают рассеянный свет лазера от предметов с большого расстояния, на металлоискатель, тем что замер фазы… Теперь как из всех этих схем собрать одну? На хабре строили но на 2 метра, и эта заслонка на серво…
даже PIN фотодиоды(вроде так называються, полупроводниковый ФЭУ).
PIN фотодиод, это диод с малой ёмкостью, т.е. высокоскоростной. Есть лавинный PIN фотодиод, наверно с ним спутали. У него высокое рабочее напряжение, за счёт этого происходит лавинный пробой. Но имеет недостаток - малейшее отклонение от напряжения лавинного пробоя и он ведёт себя как обычный PIN фотодиод.
Как это они смешивают 0.0001 вольт (если есть) и ТТЛ +5 вольт сразу в смесителе?? Походу типичный дипломный проект( кони в вакууме). Либо отражатель не стена( как нарисовано) а уголковый отражатель с просветлением
Приветствую всех. Я - автор вышеупомянутой статьи с хабра, и при этом - автор темы про сканирующий триангуляционный дальномер с робофорума: http://roboforum.ru/forum10/topic12095.html Выскажу свое мнение по поводу сканирующего фазового дальномера - в домашних условиях сделать такой малореально. Такие дальномеры действительно бывают - примером являются дальномеры hokuyo. Они хороши своими характеристиками - сантиметровая точность измерения, максимальная дальность в самой дешевой модели - 5м, скорость сканирования - 10 об/сек. Однако и сложность дальномера соответствующая - используется частота модуляции - ~50 МГц, дорогой лавинный фотодиод, вся обработка сигналов ведется на ASIC. Подробнее о дальномере hokuyo: http://pe.org.pl/articles/2012/5b/32.pdf Сделать что-то подобное в домашних условиях довольно сложно.
А теперь пройдусь по всей теме.
Цитата:
Однако в его схеме не нравится долгое время измерения, я бы хотел его значительно уменьшить. Автор оригинальной статьи вместо аналогового гетеродина использует полностью цифровую обработку сигнала и поэтому у него уходит много времени на кучу усреднений и цифровых фильтров. Я же хочу сделать более аналоговую схему и таким образом надеюсь сократить время замеров до миллисекунд
Если бы схемотехника моего дальномера была идеальной, и шумы бы полностью отсутствовали, то теоретически можно было бы достичь скорости измерения - 400000 измерений в секунду. Однако из-за плохой схемотехники в получившейся конструкции были очень сильные шумы, причем низкочастотные, так что нужно было усреднять очень большой данных, чтобы получить точность 1 см. Чтобы устранить шумы, нужно очень постараться, т.е. быть специалистом в ВЧ-электронике. Вот пример фазового дальномера, сделанного по правилам (это практически аналоговый дальномер): http://www.youtube.com/watch?v=yjsqrlKow44 Вот еще более интересный проект, появившийся уже после моей статьи (там даже есть ссылка на нее): http://www.eit.lth.se/sprapport.php?uid=824 Там и схема, и целое исследование с результатами. Обработка сигналов там вроде бы велась на компьютере, но без кучи усреднений. Кроме шумов, в фазовом дальномере есть куча других источников погрешностей, которые тоже непросто побороть. Есть хорошие статьи по теме на русском: http://engjournal.ru/articles/911/911.pdf http://engjournal.ru/articles/359/359.pdf Так что просто переход к аналоговой технике не особо поможет. Цитата из статьи выше:
Цитата:
При измерении фазы возникает погрешность Δφ, определяемая типом фазометра. Для аналоговых фазометров она равна 0,5…1,0°, для цифровых фазометров погрешность, как правило, составляет 0,01…0,10° в зависимости от отношения сигнал/шум.
Изначально я пытался сделать обработку частично аналоговой, и переносил сигнал до 4 кГц, ничего толком не вышло: http://habrahabr.ru/post/213749/#comment_7356929 http://forum.easyelectronics.ru/viewtop ... 88#p233188 Вдохновлялся я древней схемой (чисто аналоговая, без микросхем), добавленной к этому сообщению. Там используются лавинные диоды, вместо лазера - светодиод, частота модуляции ~5 МГц. Очень хитро там сделано смешение сигналов - там создается что-то вроде искусственной наводки на лавинный диод. Лавинные диоды интересны тем, что из коэффициент усиления сильно зависит от напряжения питания. Модулируя напряжение питания диода, можно получить нужное смешение сигналов (так делают в лазерных рулетках). Таким образом, на выход лавинного фотодиода можно ставить низкочастотный усилитель. Подробнее: http://roboforum.ru/forum4/topic10124.html
Цитата:
Думаю, что вопрос излучаемой мощности сильно завязан на чувствительность фотодиода и используемую оптику для него.
Тут все авсолютно верно. Стоит отметить, что не всякий диод хорошо передает ВЧ-сигналы. В комментариях к статье на хабре указывали, что выбранный мной ФД256 не очень подходит.
Цитата:
Фотодиод также можно попробовать использовать из оптического приёмника цифрового аудио, они в последнее время достаточно распространены в бытовой технике
Времяпролетный метод разве реален для простых смертных?( наносекундные импульсы лазера, прием отражений от стены наносекундных импульсов с 10 метров потребует счет фотонов?)
Можно сказать, что реален, причем не очень сложен: http://forum.arduino.cc/index.php?HPSES ... msg1565567 Вот только там применена хитрая схемотехника, так я не уверен, реально ли добиться там высокого быстродействия. Зато мощность лазера в импульсе огромна - более 20 Вт, что дает приличный сигнал на выходе фотодиода (используют обычный PIN). За счет этого достигается дальность 8м при небольшом размере объектива. Точность - около 2см.
intern235 писал(а):
Как это они смешивают 0.0001 вольт (если есть) и ТТЛ +5 вольт сразу в смесителе??Походу типичный дипломный проект( кони в вакууме).
Посмотрите схемотехнику SDR приемников, вот например: http://ehant.qrz.ru/exp_eh17.htm В таких приемниках сигнал с антенны прямо на смеситель подают, причем смеситель часто самый простой.
И в заключение, мой вывод по поводу фазового дальномера в домашних условиях - сделать можно, но добиться хорошего качества работы - практически нереально. С триангуляционными дальномерами все проще, так как схемотехника очень простая, частота модуляции лазера - килогерцы, так что сделать такой дальномер заметно проще. Недостаток - для хорошей точности нужна фотоприемная линейка с большим разрешением, которую сложно достать.
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 26
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
