измерение коротких интервалов м/у событиями Опции

[Денис v]

Помогите профессиональным советом

Проблема такая: есть источник звука, и два микрофона
Нужно поймать фронт звуковой волны от источника и измерить задержку прохождения его ч/з микрофоны. Частоты низкие около килогерца. Определив скорость звука, растояние до препятствия нужно будет измерять не хуже чем 0.1 мм (по крайней мере цифровая часть должна это позволять).

Для этого я собрал два чувствительных микрофонных усилителя питаемых от дву-полярного источника, затем взял модуль выходного сигнала с каждого усилителя, ограничил по амплитуде и подал на вход измерительного устройства.

Измерительное устройство собрано на быстрой логике + PIC. Логика нужна для того, чтобы сформировать логический импульс по длительности равный задержке прохождения сигнала. Этот импульс открывает путь импульсам от генератора 16МГц на цифровой счетчик собраный на PIC.

Схема вроде работает, прибор регистрирует малейшие изменения положения источника зука, измеренная скорость звуковой волны очень хорошо совпадает с теорией, но проблема в том, что это всё я придумал сам, и чувствую есть более правильные решения этой задачи.

Порекомендуйте принципиально иные методы измерения скорости звука низких частот в воздухе, но именно связанные с регистрацией фронтов, или все что может мне помочь порекомендуйте

[Денис v]

По поводу усреднения с помощью фазового детектора детектора у меня есть опасения. Дело в том, что микрофоны расположены очень близко, следовательно уже на второй импульс могут повлиять переотражения (интерференция). Но я взял на вооружение идею фазового детектора и немного переделал схему, теперь не имеет значение в какой последовательности приходит сигнал на микрофоны, что то же хорошо.

Но как решить проблему №2 (срабатывание при одинаковом напряжении)?

[lks]

Но как решить проблему №2 (срабатывание при одинаковом напряжении)?

Фазовый детектор выдаст - 0, на выходе - при одинаковых напряжениях на входе.

[Денис v]

[Фазовый детектор выдаст - 0, на выходе - при одинаковых напряжениях на входе.

Дело в том, что фазовый детектор основан на логическом элементе XOR, но никто не гарантирует, что напряжение при котором переключается этот элемент одинаково для обоих входов с точностью до 2*10^-4 В, возможно, если соеденить его входы вместе, и медленно поднимать напряжение до напряжения переключения (кстати линейный режим у логического элемента никто не отменял), на выходе возникнет импульс по длительности пропорциональный разности напряжений при которых он переключается, если конечно напряжение на входах возрастает равномерно.

Сейчас я какраз готовлю эксперемент по выявлению или невыявлению этого явления.

[lks]

может быть тогда проще взять НЧ трансформатор от "пионерского" радиоприемника. В качестве фазового детектора трансформатор будет выдавать только сигнал разности. (как в противоместной схеме в телефонной трубке обычного телефона без электроники).

[Денис v]

может быть тогда проще взять НЧ трансформатор от "пионерского" радиоприемника. В качестве фазового детектора трансформатор будет выдавать только сигнал разности. (как в противоместной схеме в телефонной трубке обычного телефона без электроники).

Т.е. нужно на две абсолютно одинаковых обмотки соедененных навстречу полюсами подать сигналы с усилителей, тогда на третей обмотке будет импульс шириной равный задержке?

Если честно, я боюсь, что трансформатор в этой схеме будет источником погрешностей, которые я не смогу посчитать. И обе стороны импулса будут с такими же длинными склонами, с той же проблемой оцифровки, если я правильно себе представляю его работу. Мне бы схему примерную того, что вы имеете ввиду, а я бы попробовал.

[Денис v]

На некоторое время я пропадал, чтобы провести несколько экспериментов. Мне нужно было проверить как ведет себя логика когда на её вход подаются медленные аналоговые сигналы, а в частности, мне нужно было проверить элемент XOR, и идею я формулировал себе так:

Если закоротить входы XOR элемента и медленно поднимать напряжение, один из входов должен будет сработать раньше другого, и элемент на выходе выдаст импульс лог "1".
Если же этого не произойдет, то оба входа одинаково чувствительны, т.е. напряжения при которых срабатывают входы очень близки, близки настолько, что внутренняя схема элемента не успеет переключиться за время, когда сработает второй вход.

Поэтому целью эксперемента было поймать импульс переключения на выходе XOR элемента, в то время пока на его обьединенных входах медленно возрастает напряжение. Ловить импульс я решил с помощью быстродействующего тригера (аналога 531ТМ2), и мне понадобился вспомогательный инвертор, так как у тм2 активным сигналом является логический ноль.

Для всего этого собираю такую схему:



После размыкания ключа, медленно возрастает напряжение на конденсаторе, а следовательно и на входе XOR элемента.

Схема работает идеально, на выходе триггера всегда лог. 0, при этом напряжение на конденсаторе плавно возрастает в течении примерно одной секунды от 0 до 5Вольт.

Ну раз тригер не сработал, значит действительно этот XOR элемент такой идеальный, стало быть проблема №2 решена.

Увеличиваю время RC в 100 раз. И опять всё идеально. Тут уж здравый смысл подсказывать стал, что что-то не так. И решено было проверить, действительно ли на выходе триггера всегда присутсвует лог "0". Подключаю осциллограф на его выход, и настраиваю синхронизацию на отлов положительного перепада.
Увиденное представляю на общественный суд:



Возникает странный шум когда напряжение на конденсаторе проходит примерно 1,3 Вольта. При этом размах колебаний достигает 10 Вольт!!!

Стал искать причину. Оказывается нельзя сброс триггера на конденсатор подключать, получилось что триггер в "линейный" режим вошел.

Сообщение отредактировал Денис v - Aug 7 2006, 23:59

[lks]

А может вам попробовать мостовую схему- на 4 резисторах (хотя трансформаторная конечно лучше).
С выхода моста прямо на вход ОУ.

[Денис v]

А может вам попробовать мостовую схему- на 4 резисторах (хотя трансформаторная конечно лучше).
С выхода моста прямо на вход ОУ.

а у вас нет в качестве примера какой-нибудь похожей схемы того и другого?
я без этого не могу представить как их использовать