Система локального позиционирования на сдвиге фаз

Lessberg

Здравствуйте!
Столкнулся с проблемой. Полностью с нуля проектирую радио дальномер. Как не странно, в этом не силен. Сам больше программированием ПЛИС занимаюсь.

Функциональная схема прикреплена.

Грубо говоря разделил на 3 части:
1. ВЧ
2. Аналоговую
3. Цифровую

ВЧ часть я не трогаю

Цифровая часть
Цифровая часть принципиальная схема есть. (ПЛИС, питание к ней, программатор и АЦП). ЦАПа нет, т.к. тут ступор как завязать его с аналоговой частью.

Аналоговая часть

Для дальномеров лучше всего (как сказано в теории) пилообразный сигнал с частотной модуляцией. Хотелось бы ПЛИСиной управлять пилообразным сигналом. То есть нужен программируемый ГПН.

Долго и упорно искал, чтото похоже для образца или за основу, как вообще делать. Но ничего подобного не находил.

Проблема в общем в том, что не могу принципиалку к аналоговой части сделать.

Буду рад помощи и советам. СпасибО!

Реклама

svic

Приемник и передатчик уже содержат генераторы и смесители, или Вы имеете ввиду ВЧ-головку? Тогда желательно хотя-бы ориентировочно указать входные/выходные параметры сигналов "аналоговой части", а так получается ТЗ ни про что...

Реклама

Lessberg

svic писал(а):Приемник и передатчик уже содержат генераторы и смесители, или Вы имеете ввиду ВЧ-головку? Тогда желательно хотя-бы ориентировочно указать входные/выходные параметры сигналов "аналоговой части", а так получается ТЗ ни про что...

Согласен с Вами. Упустил.

Рассчитываю на такие показатели:

Рабочая частота 11 ГГц
Частота модуляции как я понял должна быть 110 Гц
Смеситель под это дело можно сказать за меня выбрали HMC735LP5 Вот его описание http://www.radiant.su/other/hittite/pdf/hmc735lp5.pdf

Дальность измерения до 20м. Ну это от антенн будет зависеть. Мое дело сделать блок обработки принятого сигнала, на основе чего получить информацию о расстоянии.

Частоту девиации пока привязываю к допустимой ошибке +/- 0,1м. Это около 700 МГц Но я думаю сделать проще для начала, и посмотреть какая частота девиации получается на самом деле и уже потом оценить ошибку.

svic

Прошу прощения, но в плане технической части по-моему на грани отъезда крыши...

HMC735LP5 - MMIC VCO w/ DIVIDE-BY-4 10.5 - 12.2 GHz, рискую ошибиться, но сие означает "монолитный генератор, управляемый напряжением с встроенным делителем на 4, диапазон перестройки 10.5 - 12.2ГГц"... Как из него сделать смеситель советовать не берусь...
Интуитивно могу предположить, что под "приемником" у Вас подразумевается МШУ, со смесителем пока ничего не ясно (скорее всего тоже нечто на АП полупроводниках, например), имеется только подходящий гетеродин, вернее ГУН, который должен ещё чем-то управляться. Согласно вашей картинке при такой частоте ГУНа получается нечто вроде системы прямого преобразования с дальнейшей оцифровкой, хотя оцифровывать возможно и излишне, поскольку после амплитудного ограничителя будет просто какая-то частота (в зависимости от расстояния) с постоянной амплитудой, единственное в структурку я-б добавил ФНЧ перед АО.
Насчет ПЛИС. Из-за ограниченного количества целок на обработку более-менее приличного алгоритма ресурсов может не хватить. В МК, даже самых простеньких, имеются встроенные ЦАПы и АЦП, легко реализуются низкочастотные софтовые DDS сигналов любой формы и их модуляция, частотомеры (благо аппаратных счетчиков-таймеров внутри не по одному), а также МК тесно дружат с большинством дисплеев (результат измерений по-любому надо как-то показывать). Ну, разумеется, окончательное решение остается за Вами, тем более, что такая тема (про частотные дальномеры) здесь особо не обсуждалась.

Реклама

Lessberg

svic писал(а):Прошу прощения, но в плане технической части по-моему на грани отъезда крыши...
HMC735LP5 - MMIC VCO w/ DIVIDE-BY-4 10.5 - 12.2 GHz, рискую ошибиться, но сие означает "монолитный генератор, управляемый напряжением с встроенным делителем на 4, диапазон перестройки 10.5 - 12.2ГГц"... Как из него сделать смеситель советовать не берусь...
Интуитивно могу предположить, что под "приемником" у Вас подразумевается МШУ, со смесителем пока ничего не ясно (скорее всего тоже нечто на АП полупроводниках, например), имеется только подходящий гетеродин, вернее ГУН, который должен ещё чем-то управляться. Согласно вашей картинке при такой частоте ГУНа получается нечто вроде системы прямого преобразования с дальнейшей оцифровкой, хотя оцифровывать возможно и излишне, поскольку после амплитудного ограничителя будет просто какая-то частота (в зависимости от расстояния) с постоянной амплитудой, единственное в структурку я-б добавил ФНЧ перед АО.
Насчет ПЛИС. Из-за ограниченного количества целок на обработку более-менее приличного алгоритма ресурсов может не хватить. В МК, даже самых простеньких, имеются встроенные ЦАПы и АЦП, легко реализуются низкочастотные софтовые DDS сигналов любой формы и их модуляция, частотомеры (благо аппаратных счетчиков-таймеров внутри не по одному), а также МК тесно дружат с большинством дисплеев (результат измерений по-любому надо как-то показывать). Ну, разумеется, окончательное решение остается за Вами, тем более, что такая тема (про частотные дальномеры) здесь особо не обсуждалась.

А слона то я и не приметил! Праздники наверно хорошо повлияли. Спасибо, что глаза открыли на это горе "смеситесь" ГУН

Реализовывать к сожалению надо на ПЛИС. В этом то и "соль". Так как я реализую БПФ на ПЛИС. Видел радиодальномер вроде даже тут, на РадиоКоте, на основе МК.

Мне почему ГУН и модулятор нужно связть с ПЛИС. ЧТобы я программно из ПЛИС задавал период модуляции и тем самым заранее его знал (в расчетах дальности нужен он).

На счет ФНЧ. Опять же опираясь на теорию. Там либо ФНЧ используют либо вместо него АО. АО нужен, чтобы при дескритизации АЦП частоты с низкими амплитудами на фоне основной частоты были более весомыми. Это повысит точность. Ну и спектр после БПФ будет более размыт. Вроде так по теории опять же ))

А что насчет реализации АО и ЧМ модулятора?

Реклама

Lessberg

Точнее ГУН по сути и есть модулятор. Разностную частоту заранее определил, и тепреь надо настроить нужные частоты в зависимости от подаваемого напряжение, которое управляется ПЛИС. Както так получается.

Остается тогда только амплитудный ограничитель.

Реклама

svic

ГУН не модулятор, модулятор это то, что управляет ГУНом, попросту генератор пилы (ГЛИН - генератор линейно изменяющегося напряжения). При наличии ЦАПа проблем не вижу никаких - банальный счетчик 1-2-4-8-... на входе. Останется только поставить подстроечник после ЦАПа дабы выставлять величину девиации. Для АО, думаю, можно приспособить какой-нить быстрый ОУ с диодным ограничителем в ООС.

Lessberg

Принципиалку почти собрал. Остался АО.

Слева от ПЛИС программатор и питание. Справа ЦАП, АЦП и аналоговая часть. Как то так.

svic

На первый взгляд выглядит вполне правдоподобно, осталось задействовать IF DA1!

В квартусе логику ещё не пробовали прогнать? Или FPGA не альтера? Просто любопытно в какие временнЫе интервалы удастся уложить алгоритм БПФ...

Lessberg

svic писал(а):На первый взгляд выглядит вполне правдоподобно, осталось задействовать IF DA1!
В квартусе логику ещё не пробовали прогнать? Или FPGA не альтера? Просто любопытно в какие временнЫе интервалы удастся уложить алгоритм БПФ...

Обязательно завтра IF задействую

В квартусе еще не прогонял, т.к. программу не доделал. Готовые решения, к примеру от альтеры прогонял. Очень объемное по ресурсам, мне это не подходит. Поэтому проще самому написать ну или за основу, чтонить быстрое и емкое взять и под свои нужды переделать.

На выходные задача еще попробовать поразводить в PCB все это дело. Посмотреть, что получается.

Lessberg

и все таки АО меня еще мучает. Вот схема простого АО на ОУ с диодом в ООС. Но как рассчитывать уровень ограничения ни слова не сказано.

Лишь "При таких параметрах ограничение составит 10В"

Мне то нужно ограничение на 5 вольтах. ОУ питается от 5В. Я вот не пойму, в схеме это питание ОУ или все же источник опорного напряжения ? Помощь нужна в общем с расчетом

PS Прикрепил принципиалку с этим АО.

PS. С разводкой крыша едет. 3й день сижу. Все в 2-ух слоях хочу развести. Проводники снизу, линии питания и земли снизу, и вообще землей низ залить. Не хочу многослойную делать, т.к. опыта нет в них )

svic

Посмотрите что-нибудь из этого.

Lessberg

svic писал(а):Посмотрите что-нибудь из этого.

Так читал, не сразу же с вопросами сюда )

В принципе в микрокапе промоделирую, найду решение. Спасибо

DrZugrik

Здравствуйте. Интересует информация по определению расстояния между двумя радиомодулями (bluetooth, wi-fi, другие радиомодули). Сложность в том, что это активные модули, каждый из которых является приемопередатчиком. Для определения расстояния до пассивного объекта (стены) используется метод как в дальнометре (фазный), а как будет вести себя радиосигнал, который принимается, обрабатывается и отправляется обратно от другого активного устройства понять не могу. А как быть если модули в движении? Особенно интересует математика всего процесса. Частично мне подошло основное уравнение радиолокации с учетом ответчика (ретранслятора), но все таки хотелось бы иметь чуть больше информации. Может быть кто-то что-то подобное уже разбирал?
Подскажите пожалуйста, где об этом почитать, а то даже грамотно запрос в гугл составить не могу, слишком много мусора находится.

Maykill

а в сторону системы " свой-чужой" не смотрели?
там тоже два АКТИВНЫХ объекта

DrZugrik

Мне присоветовали смотреть в сторону RTLS и измерении задержки сигнала между отправкой и получением (многократное измерение для повышения точности). Интересно, какие еще могут быть методы для максимально простой реализации.

pixar

Google :
Indoor positioning system
indoor positioning wifi
indoor positioning bluetooth.

В б/т 16 мая ввели новый профиль , по теме.

DrZugrik

Спасибо за наводку.

vilot

Здравствуйте!
Есть такая задача: нужен дальномер можно самодельный,измеряющий расстояние между точками в лесу через растительность( листву, деревья, кусты), прямой видимости между точками измерения нет, навигатор немного не то, мерные ленты, нитяной дальномер муторно, с этим все понятно. Можно сделать или он уже есть, дальномер, к примеру с радиодатчиками, один из которых передатчик(маяк), другой приемник. Маяк втыкаешь где надо, приемник в руках, отходишь, измеряешь, маяк вытащил, и в другое место. Кто сможет помочь собрать подобный прибор?

otest

Можно. Только длину волны подобрать что бы деревья огибала.