Такое впечатление,что там плата- двухслойка,бюджетная , источники питания ХЗ , в общем один энтузиазм. То чего нам всем не хватает

С двухслойным энтузиазмом можно безвозвратно потерять интерес к электронике. Надеюсь это не так.

Умничаем да )))). Все отлично, источники питания проверенные и с хорошими характеристиками Плата двухслойка и нет смысла наворачивать многослойки, это не коллайдер. если и так все работает.

На своих ошибках - самый лучший способ обучения, я так считаю. Многослойка со временем придет. Со скоростным АЦП сейчас не стоит начинать, разве что попробовать на низкой частоте, средствами контроллера.

Да это верно. От простого к сложному, если на двух слойке не будет что то работать сделаем на 4. скорее всего это уже будет что более высокоточное. а для первой версии с точностью 5мм хватит 2.

Я намоделировал, получается на частоте АЦП 23 МГц надо две частоты лазера 3(или 2) МГц и 47 МГц. И усреднять сигнал до нужной точности. И буфер килобайт 2-8. АЦП внешний надо + связка с ФПГА. А точность 5мм это очень хорошо, только надо, чтобы это была абсолютная точность.

Благодарю вас.
С ацп хорошая идея. А если сделаю вместо меандра синус 11,7359Khz. На видео меандр после смесителей его преобразовать в синус. По такой схеме
Нажмите для просмотра прикрепленного файла или аппаратно.

Должно получиться проще вычислять фазу. ? Шум попробую снизить есть мысли попробую если получиться сниму осциллограммы.

Перенес из соседней темы.

Дело не в форме сигнала: синус или меандр, вопрос в шумах задающих источников (кварцевый генератор) и умножении его до нужной частоты (PLL внутри ПЛИС, внешний синтезатор и др.). Из меандра всегда можно получить синус, путем отсечения всех ненужных гармоник на ФНЧ или ПФ, но шуметь при этом он меньше не станет. Любая ПЛИС шумит безбожно, наводимые помехи носят далеко не гауссовский характер, остаюсь при своем мнении. Кстати, если вы модулируете лазер прямоугольником (впрочем и не только прямоугольником), то на приемной стороне надо обязательно ставить ФНЧ на гармоники после смесителя, иначе получите не только результат перемножения гетеродина с принятым сигналом, но и гетеродина с гармониками сигнала. Это возможно и приводит к систематическим ошибкам измерения, зависимости их от дальности и частоты.


Или 47 и (47 - 3), проще одним ФНЧ фильтровать. Посмотрел по АЦП - нет большой разницы в стоимости при увеличении частоты дискретизации с 20 до 100 МГц. И на ПЛИС фильтровать на 100 МГц, при условии двух-трех кратного запаса по частоте, тоже сложностей нет. Не вижу смысла применять узкополосные аналоговые фильтры на высокой частоте (47 МГц).


Согласен, даже о 5 мм здесь речи не идет. Точность - это три сигма СКО.

С шумом попробую разобраться, примерно понял что его вызывает.

С фильтрацией понятно? 11 кГц было после смесителя? Считайте LC фильтр низкой частоты, чтобы на 22 кГц и выше было подавление не менее 30 дБ. До преобразования в прямоугольный сигнал. А лучше - полосовой на 11 кГц.

У контроллера есть встроенный АЦП? Можете сделать тактовую частоту контроллера единой (от одного источника) со всей схемой и подать на встроенный АЦП сигнал со смесителя? После фильтрации конечно.

Удалось немного снизить шум, причина была слишком высокий уровень на входе смесителя из за этого он работал не совсем в линейном режиме. Возможно еще можно снизить,завтра сделаю еще измерение в ексель выложу. видео2 осциллограммывидео

Гораздо лучше.Осталось в ПЛИС сделать правильный фазовый детектор.

Правильный имеете ввиду какой?

Проблема в измерении по меандру как понял он не совсем идеальный поэтому есть зоны в которых фаза неправильно измеряется. Сделал измерение фазы двумя фазовыми детекторами, по фронту и XOR.
Фазовый детектор:

Смещение 45 гр. убрал.
Результат измерения по
phasedetect<= in1^in2;
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
результат измерения по фронтам:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Заменил файлы сделал больше точек(шаг 50мм), еще немного снизил шум.

Посмотрел на фазовый детектор, подумал, таким методом на каком бы интервале не измерял разрешение не получиться увеличить (. Наверно нужно как то запускать по фронту счетчик и пропускать стоповые фронты n-раз а потом делить значение счетчика на n. Так должно получиться поднять разрешение. Правильно мыслю, может есть пример у кого ?

Еще немного результаты стали лучше 36000 = 360 градусов 0 = 0 градусов. Конечно не без помощи участников форума electronix благодарю ))
Есть небольшая неравномерность, попробую сделать более линейное вычисление фазы со временем. Может кто подскажет алгоритм как по данным которые в эксель файле вычислить расстояние?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нужен конвейер на 3-4-8 значений и фазу считать не за 1 период,а за 2 или 4. После усреднения за много отсчётов это будет неважно.

Я конечно извиняюсь , но мне не совсем ясно - почему не использовать уже готовые комплекты микросхем для таких целей разработанные и применяемые а использовать "разсыпуху " ?
Вот пример очень известной фирмы которую на форуме уже вспоминали.
Дешевле точно не будет а об остальном сложно сказать.

Это для импульсного метода измерения, точность будет не высокая 05-2м. А для фазовых дальномеров нет готовых микросхем. Точнее есть но документацию на них сложно найти.

У Freescale есть документ, где они указывают прямой аналог CF325:


Найти pdf на MC33596, не составляет уже никаких сложностей. С точки зрения лазерного дальномера эта микросхема не может полностью заменить CF325, не хватает прямого выхода ПЧ и канала передачи. С другой стороны, а так ли уж нужно повторять массовое изделие?

С использованием плис больше возможностей, Можно любые алгоритмы использовать, использовать разные диоды, измерять фазу в этой же плис от тоже клока. Крупная конструкция позволят менять параметры оптики, использую такой кит можно получше узнать, плис микроконтроллер, немного оптикой позаниматься поэксперементировать с разными фото и лазерными диодами, опыт хороший. Результат неплохой получился, после смесителя и фильтров меандр 12кгц 3v фазовый шум меньше мкс. Есть мысли как еще меньше сделать, сейчас над этим думаю.
Как вы считаете плохая идея сделать такой кит?
По поводу шума сделаю еще меньше и нужно будет придумать как отбрасывать неверные значения тогда будет результат лучше. В 217 топике файл эксель с графиком а справа от графика столбци на сколько изменяется фаза при перемещении на 50мм. там есть неравномерность, но ложные выборки попадают в шахматном порядке сейчас придумаю как от них избавиться. Как вы оцениваете результат измерения у меня опыта большого в этом направлении нет если бы участвовал в таких проектах было бы с чем сравнить.
Посмотрел микросхему а эта микросхема не может быть для того что бы увести не на правильный путь желающих повторить устройство на CF325 ? 33596 Обычный радиоприемник или нет?

CF325 и был обычным приемником, точнее приемопередатчиком. Других причин, делать в диапазоне 400-450 МГц, нет.

Спорить не буду . Вот пример . Это отраженные сигналы изделий очень известных изготовителей. Изделия 1991 года разработки .
Точность измерения на расстояниях до 900 м +-3 см ! Изделия проходят метрологию итд . Лазерные рулетки BOSH (по индикатору если не ошибаюсь) измеряют с точностью до миллиметров а кто нибудь видал методику поверки и свидетельство о поверке ?

Это импульсные дальномеры, ничего против них не имею. Просто мне нужен для непрерывной работы а у импульсного дальномера ресурс диода ограничен.
Немного улучшил шум и фазовый детектор подкорректировал результат измерений записал в эксель. Сейчас вроде неплохо получилось измерять фазу, может кто подскажет алгоритм вычисления расстояния. Думал прогнать по всей дистанции и записать в память значения фазы точками, а потом аппроксимировать, может есть более правильный способ?
Фаза теперь измеряется без скачков. Шаг 25мм.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ого, какую тему я пропустил (это мою статью на Хабре про дальномер здесь упоминали).
Во всей теме не нашел упоминания влияния амплитуды принятого сигнала на точность измерений. У меня из-за изменения амплитуды сильно менялась фаза сигнала и это вызывало большие проблемы.

Смотрел ваше видео.
Да если ару не использовать фаза будет плавать. Была проблема с выбором алгоритма измерения фазы(задержки) сейчас результат немного лучше , но еще не все немного нужно подумать как увеличить точность..

Записал новый файл шаг 10мм. Формулу как рассчитываю задержку сигналов написал в файле.(может что еще подскажите) Ничего лучше пока не придумал, как задавать смещение по фазе 3мгц.
Детектор теперь работает правильно в момент перехода 360 и 0 градусов фаза если перескакивает то либо в 0 либо в 36000.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Фазу надо считать по одному фронту,например положительному. Отсчёты опорного канала складывать в 1й буфер, отсчёты измерительного во 2й. Пусть Т1,Т2,Т3,Т4,Т5 - отсчёты опорного, К1,К2,К3,К4 - измерительного. К1 позднее чем Т1 !!! Тогда для ухода от шума и дребезга фазы берутся отсчёты Т1,К2 и Т5 и
ФАЗА = (фаза +1)/4 = (К2-Т1)/(Т5-Т1) и фаза = 4*ФАЗА - 1. Потом сдвиг и снова. ФАЗА идёт в сумматор,усредняется. Таким образом можно надёжно измерять фазу при отношении сигнал-шум около 1. Допустим, что отношение сигнал-шум около 4х (хорошее) но фронты иногда будут выпадать. Тогда можно программно оценивать (К2-Т1) и прибавлять или убавлять на период (период известен ). Как-то так.

И в чём тут смысл? К2 точно так же дребезжит, как и К1, К3 или К4. Так почему выбираем именно этот отсчёт? Чем он нам помогает избавиться от шумов и дребезга? Усреднение - да. Так почему не воспользоваться всеми переходами через 0 и не усреднять по большему числу отсчётов? Достоверность увеличится.

0,5*T < (К2-Т1) < 1.5*T
(Т5-Т1) = 4*T
Проще,удобней считать.

Как именно усреднять вопрос ведь вторичный. Да, скользящее среднее, окно кратное степени двойки. Но я не пойму, отчего не брать каждую фазовую разницу для накопления и усреднения?

На самом деле берётся каждое значение,просто с задержкой

А формула что придумал (в экселе написана ) какой у нее недостаток, ваше мнение ?

А, ну да. Меня просто смутило вот это: (К2-Т1). Отчего не брать (К1-Т1), если К1 заведомо позже Т1? Дабы не вычитать из разницы период? Ведь пропадание фронта равновероятно как для К2, так и для К1.

Еще одна рулетка попала ко мне в руки)), столько схемных решений сколько наверно производителей. В этой модулируется напряжение смещения 130в и подается на катод лавинного фотодиода включенного по фотодиодной схеме. После на операционник низкочастотный но с высоким кф.усиления на выходе операционника низкочастотный сигнал. 1.5кгц , чувствительность очень высокая, даже если убрать оптику работает на расстоянии несколько метров от черной бумажки. Если правильно понял высокая чувствительность обеспечивается усилением низкочастотного сигнала а не высокочастотного?

я уже писал про шумы усилителей - посчитайте сами ! возьмите супер пупер высокочастотный трансимпедансник и возьмите микрофонный усилитель низкой частоты и сравните уровень шумов данных усилителей
также посчитайте сигнал приходящий от объекта при рассеивании в полусфере
после этих расчетов вам будет все ясно - без расчета сигнала и шумов тракта о чем то говорить бессмысленно
не знаю почему вы говорите про другую схемотехнику, но мне кажется, что все рулетки сделаны по одному принципу.
низкочастотного сигнала. а уж чем фазу мерять плис или ацп это вопрос удешевлении. ацп микроконтроллера есть дармовой и для удешевлении его и пользуют.

говоря про все рулетки - я не имею ввиду геодезические дальномеры которые как правило работают от трипеля и были сделаны по вашей схеме.

Я уже все понял. )) есть один вопрос: какие диоды используют в рулетках ?, во всех в которых удалось покывыряться названия стерты или непонятная маркировка. Но я подозреваю что это обычные лазерные диоды для указок и двд. Мне интересно чем они отличаются. В своем дальномере использовал китайские они практически все модулируются, изменений в работе практически нет. Может кто нибудь дать ссылку на лазерный диод <= 5мвт который больше подходит для рулеток и дальномеров? я искал-искал ничего не нашел, купил горсть всяких разных для пробы и все они работают., непонятно зачем затирать названия.

Диоды для вашего случая значения не имеют .вам подойдёт любой. Просто надо определиться с дополнительными плюшками. Это фильтры которые дешевле и под них диод с длиной волны. Диоды сильно отличаются по току и излучаемой мощности и соответственно спектром от этого зависит цена, для вашего случая ,как я понял это значение не имеет. Модель диода по допустимой цене выбирается и насколько надежное нужно вам устройство. Ещё может иметь значение хотите вы чтобы видели что вы меряете илинет. Типа скрытность. Ещё хочу заметить , выше Киото написал про влияние амплитуды на фазу так вот если сделать ПРАВИЛЬНУЮ обработку при вычислении фазы то никакого влияния амплитуды входного сигнала на фазу НЕТ!!!!!.если полезете в большую точность то там придётся уходить в модуляцию по синусу иначе точность микроны не получите . для мм можно не мкдрить с модуляцией. Ещё хотелось бы услышать ваше резюме по функциональной схеме устройства раз вам все ясно чтобы весь тред имел законченный результат

Любой диод работает , но конечно использую тот который подходит по спектру к фотодиоду и току модулятора. но не могу понять почему стирают названия на диодах какой то смысл в этом должен быть.
Импульсный лазерный диод 10w может работать в длительном режиме при маленькой мощности 5mw например? Нет таких диодом под рукой чтобы проверить.

Скорее всего - нет. Ведь ему нужен пороговый ток для включения. Хотя, возможно, как-то светить будет. Но без стабильной отдаваемой оптической мощности.

я дмаю человек имел ввиду не W а mW просто описался
Будет прекрасно работать игораздо дольше.пороговое значение составляет порядка 10%. Да не всегда его используют. Пороговое значение влияет на стабильность возникновения генерации, а при длине резонатора в таких диодах она меньше мм и это приведёт к нестабильности в единицах пикосекунд. Мы например используем схему без порогового тока и имеем точности единицы пикосекунд.
А работа на пониженной мощности увеличивает надёжность. Естественно все должно быть в разумных предела. Не стрелять из пушки по воробьям в диодах sony например приводится ресурс наработки при разной мощности и температуры


Часть элементов в таких устройствах берётся с попойки , так как их параметры не на что не влияют. А чтобы не позорить фирмы брак не маркируется чтобы не было претензий или вредных взглядов на помойку . все упирается только в деньги


Если ТС не ошибся и имеет ввиду 10W чтобы работал на 5mW то такое тоже можно сделать так как все мощные диоды имеют фотодиодик для контроля придётся конечно помудрить но сделать можно. Что-то у меня подозрение что ТС собирается комбинированный дальномер сделать вы часом не систему сближения объектов делаете ? С различными точностями на разных расстояниях? И ещё измеритель скорости? И город у вас подходящий уж больно ваши вопросы не похожи на вопросы самодельшика , но опыта в этом деле ещё нет

Да я имел ввиду десяти ватный лазерный диод, такие есть в корпусе то18. Но сомневаюсь что будет работать на маленькой мощности. Думал может кто на практике проверял.
По поводу системы сближения было бы интересно, но опыта еще мало))
Тема с дальномерами и радарами зацепила, интересно только мало информации и дорого (

В чем сакральный смысл такого изврата?

Можно было бы обойтись одним диодом и для фазового измерителя и для импульсного. импульсным методом измерял бы несколько километров с точностью 1м. А фазовый на маленькой дистанции более точно можно измерить.

чтобы мерять с несколько КМ нужны киловатты ;-)
всетаки вы упорно не хотите ничего считать !! в этом ваша проблемма
только посчитав сигналы и шумы вы поймете физику процесса!!
изза этого вы разбираете рулетки и смотрите как они работают - но это можно все сделать на кончике пера!!!
без проведения элементарных расчетов и осознания результатов в этой теме тяжело продвинуться

так все таки про сближение объектов я оказался прав? ;-)

Проблем уже нет.)) я про импульсный диод спросил. думал может кто экспериментировал. проверю когда придет посылка. Киловатты точно не нужны, если вы кому то волосы подпалить не хотите )) с 2км при мощности лазера 10вт отраженный сигнал будет несколько нановат. примерно такой же уровень при 1мв от 40м. Еще конечно от линзы зависит.

вы по трипелю работать собираетесь? у вас атмосфера есть на пути луча?

Вот например ссылка измеряет расстояние до 5км. выходная мощность < 6mj. Смотря конечно какой длительности там импульс ns.

как правило 10-20нс - получаем 0.006/10.e-9=600кВт ну или 300 кВт ;-)

на самом деле этот пример неудачный - потому как здесь очень большая расходимость, чтобы попасть в цель до которой меряют

обычно при 40mj дальность по крупным объектам 35 км по малым 10 км.
но там уже надо наводится ;-) иначе не попадешь ;-)

можете еще посмотреть танковый дальномер бинокль, отечественного производства он порядка 8 км дает ;-) там руками наводятся - куда смотришь туда и меряет ;-)