Převod amplitudy signálu na úroveň

[twinsen]

Experimentuji s ultrazvukovým dálkoměrem, kde přijímaný signál z ultrazvukového přijímače UST40R zesiluji následovně:



Na výstupu mám pěknou sinusovku na 40kHz, jejíž amplituda roste s intenzitou dopadajícího ultrazvuk. signálu. Tuto amplitudu bych potřeboval převest na úroveň napětí, kterou bych mohl měřit AD převodníkem na mikrokontroléru.
Poradil by mi někdo, jak to převést

[Crifodo]

řekl bych, usměrnit a změřit!
jak velké je napětí? jak velký je offset zesilovače, jaká je požadovaná chyba měření? jaká dlouhá bude perioda převodu? jaká je fázová čistota odraženého signálu? pak se dá zvolit způsob měření. Snad by šlo použít aktivní půlvlnný usměrňovač s diodou ve zpětné vazbě OP.
Ale nevím, jestli předpoklad amplituda=vzdálenost je správný

[Hill]

Jako experiment dobré - za OZ stačí zařadit další zapojený jako usměrňovač (jedno z typických aplikačních zapojení OZ.
Počítej ale se dvěma faktory: závislost amplitudy na vzdálenosti není lineární, navíc je ovlivněná značně úhlem odrazu i pohltivostí materiálu, proti kterému budeš měřit. Čili přesnost nic moc.
Vlnová délka je kolem 8,5cm, takže výpočet z fáze odraženého signálu má smysl jen do této vzdálenosti.
Takže zbývá vyslání krátkého impulsu (8 period, tedy cca 70 cm bude obtížně měřitelných) a měřit dobu, za kterou se vrátí ten nejsilnější signál.

K tomu ale bude vhodný přijímač s účinným a pomalým řízením citlivosti, aby šlo nastavit prahovou úroveň - zařízení musí reagovat na nejsilnější odraz.

[Hill]

Jako experiment dobré - za OZ stačí zařadit další zapojený jako usměrňovač (jedno z typických aplikačních zapojení OZ.
Počítej ale se dvěma faktory: závislost amplitudy na vzdálenosti není lineární, navíc je ovlivněná značně úhlem odrazu i pohltivostí materiálu, proti kterému budeš měřit. Čili přesnost nic moc.
Vlnová délka je kolem 8,5cm, takže výpočet z fáze odraženého signálu má smysl jen do této vzdálenosti.
Takže zbývá vyslání krátkého impulsu (8 period, tedy cca 70 cm bude obtížně měřitelných) a měřit dobu, za kterou se vrátí ten nejsilnější signál.

K tomu ale bude vhodný přijímač s účinným a pomalým řízením citlivosti, aby šlo nastavit prahovou úroveň - zařízení musí reagovat na nejsilnější odraz.

[Crifodo]

to mě vlastně vůbec nenapadlo, že by chtěl měřit v různých konfiguracích nebo dokonce proti různým materiálům, myslel jsem že jde o dva stejné povrchy v různých vzdálenostech.
Měření doby návratu odraženého signálu je zatíženo malou chybou vznikající rozdílnou teplotou vzduchu a tím hustotou, tedy dobou šíření (ultra)zvuku. Přesnou závislost ale neznám. Dalo by se to změřit a do softwaru pak zabudovat korekční konstantu podle čidla teploty, kdyby na přesnosti záleželo...

[Hill]

Pokud by šlo o tohle, tak už by se muselo jednat o dva různé kmitočty. Jenže to je problém - ultrazvukové vysílače i přijímače jsou na trhu většinou jen pro jeden kmitočet.
Tak ti nezbude, než pípnout krátce, změřit dobu návratu poslední periody, vyhodnotit hrubě, samozřejmě pokud možno na celé vlnové délky, jinak následující ztratí smysl.
Pak to nechat pískat déle a změřit fázi. A z ní v rámci toho kroku 8,5cm vzdálenost upřesnit.
Jestli ale narazíš na jiný princip, přeber si, zda není vhodnější.

[Hill]

Pokud by šlo o tohle, tak už by se muselo jednat o dva různé kmitočty. Jenže to je problém - ultrazvukové vysílače i přijímače jsou na trhu většinou jen pro jeden kmitočet.
Tak ti nezbude, než pípnout krátce, změřit dobu návratu poslední periody, vyhodnotit hrubě, samozřejmě pokud možno na celé vlnové délky, jinak následující ztratí smysl.
Pak to nechat pískat déle a změřit fázi. A z ní v rámci toho kroku 8,5cm vzdálenost upřesnit.
Jestli ale narazíš na jiný princip, přeber si, zda není vhodnější.

[anonym]

lepsi by bylo 40kHz signal prerusovat nejakym obdelnikovym generatorem na nizke frekvenci (treba 33Hz) a merit dobu "letu" ultrazvukoveho impulsu vzduchem - jako netopyr
Sam sem na podobne veci pracoval - slo o ultrazvukovou mys.
Byly tam ctyri mikrofony a citace merici dobu mezi zachycenim signalu prvnim mikrofonem ostatnimii, 74165 jako "sberace"
namerenych hodnot a PIC 16C711,ktery porovnanim osmibitovych hodnot citacu
urcil pribliznou polohu zdroje vuci mikrofonum.
Synchronizaci udaval ten citac, jehoz mikrofon poprve zachytil signal,
takze zarizeni bylo na zdroji ultrazvuku nezavisle.
Samotna doba mereni ale presahovala 60 ms a pritom slo merit jen vzdalenosti
do asi 1.5 m.Naprosto se to neosvedcilo, ale na ultrazvukovy dalkomer
by takove reseni (s jednim mikrofonem a citacem) mohlo stacit -
zarizeni by vyslalo impuls a citac by jednoduse pocital jak dlouho trva, nez se odraz "ozve" z mikrofonu. Po dobu vysilani by byl mikrofon umlcen a potom by reagoval na prvni "dorazivsi" odraz.
(Ne nejsilnejsi odraz, protoze vzdalenejsi vysoce odrazivy material by mohl mereni zkazit, ostatne ultrazvuk se strasne odrazi!)

[twinsen]

Díky za rady.
Zatím to mám zapojený na měření doby od vyslání do příjmu, ale to měření intenzity jsem tam chtěl zavést kvuli zpřesnění.
Vyzkouším a dám vědět...

[twinsen]

Zkoušel jsem ten usměrňovač a narazil jsem na problém.
Výstup z toho zesilovače (viz. výše) je sinusovka vinoucí se kolem konstanty pěti voltů. Abych to mohl usměrnit, tak jsem tam za výstup dal kondenzátor (asi 25nF) a teď se to vine kolem nuly. Problém je v tom, že jakmile za ten kondenzátor připojím ten usměrňovač, tak to vyskočí zase nad nulu, takže nic neusměrním.

[breta1]

[twinsen]

Jenže když to usměrním diodama, tak ten úbytek napětí na diodách mě to úplně potlačí. Proto jsem to chtěl usměrnit pomocí OZ.