نويسنده موضوع: طراحي بورد پردازش سيگنال مافوق صوت  (دفعات بازديد: 5326 بار)

0 کاربر و 1 مهمان درحال ديدن موضوع.

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
با سلام به همه دوستان.

من اخيرا قراردادي با يک شرکت در زمينه ساخت يک سيستم نقشه برداري مافوق صوت امضا کردم. تصميم گرفتم تجربياتي که در زمينه طراحي يک بورد DSP پيدا مي کنم رو اينجا براي استفاده آيندگان بذارم :)  البته نمي تونم نقشه هاي شماتيک و PCB رو اينجا آپلود کنم چون کپي رايت شرکت رو داره. اما اين موضوع زياد مهم نيست هدف من بيشتر ايجاد محيطي براي بحث و يادگيري از همديگه است. البته من اين کار رو با کمک يکي از دوستانم که تخصص الکترونيک داره انجام ميدم.

خوب از اينجا شروع مي کنم که هدف ما در اين پروژه طراحي يک بورد ديجيتال براي انجام پردازش هاي نسبتا ساده بر روي يک سيگنال نمونه برداري شده مافوق صوت است. اصول کار اين سيستم شبيه يک رادار هستش که بايد از دو کانال دريافتي نمونه برداري کنه و اختلاف فاز رو محاسبه کنه. امروز راجع به اين موضوع صحبت مي کنم که اصولا چه راه حل سخت افزاري بايد مورد استفاده قرار بگيره. کلا 3 راه وجود داره. ميکرو، DSP،  FPGA . اوايل با ميکرو شروع کرديم اما بعد از مدتي متوجه شدم که به دليل نياز به نرخ نمونه برداري بالا کار با ميکرو راه نمي افتد. معمولا نرخ هاي پايين در حد 10 يا 20 کيلو سمپل بر ثانيه رو ميشه با ميکرو انجام داد. اما نرخ هاي در حد چند صد کيلو سمپل بر ثانيه نيازمند استفاده از DSP هستش. وقتي نرخ برسه به حد چند مگا سمپل بر ثانيه بايد رفت سراغ FPGA. از طرف ديگه از آنجا که ما نياز به نمونه برداري همزمان از دو کانال داشتيم هيچ چاره اي به جز استفاده از مبدل ADC خارجي نيست چون مبدل داخلي ميکرو يا حتي DSP يکي بيشتر نيست حتي اگر کانال هاي ورودي زيادي داشته باشه. بنابراين شما نمي تونيد نمونه برداري همزمان از دو کانال داشته باشيد. وقتي مبدل ADC خارجي باشه ديگه بايد سرعت پردازنده بالا باشه و بنابراين چاره اي به جز DSP باقي نميمونه.

آفلاين خرابات

  • کاربر کامل سطح دوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 175
  • -دريافتي: 407
  • ارسال: 363
  • افتتاح اولین انجمن مایکرویو ایرانی در ECA.ir
درود بر شما،تقاضا مندم این بحث رو تا آخرش ادامه بدین
نیاز خیلی از بچه هاست

لطفا تا آخرین روز ما رو در جریان مطالبتون بذارید.
انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود)
انجمن شبکه های عصبی(کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود)
                                                *****

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
از لطف شما ممنون.

در تکميل بحث قبلي اين نکته رو اضافه کنم که چرا براي نرخ هاي نمونه برداري بالا  حتما بايد از DSP استفاده کنيم؟ چون DSP داراي قابليت DMA هستش که در ميکروهاي معروف و پرکاربرد وجود نداره. اين قابليت اجازه ميده براي انتقال اطلاعات از يک ابزار خارجي مثل ADC هر بار نيازمند يک عمليات مفصل وقفه که مستلزم کلي پوش کردن تمام رجيسترهاي فعلي برنامه و رفتن سراغ سرويس روتين وقفه هستش نباشيم. بلکه کنترولر DMA به صورت سخت افزاري و خودکار عمليات تکراري لازم براي انتقال اطلاعات به حافظه داخلي رو انجام ميده.

حالا که تصميم گرفتيم از راه حل سخت افزاري DSP استفاده کنيم بايد نوع اون رو انتخاب کنيم. کلا 3 سري پر کاربرد از DSP هاي شرکت تگزاس وجود داره که سري هاي 2000، 5000، و 6000 هستند. سري 6000 داراي بالاترين قيمت و پيچيدگي هستش و به دليل سخت افزارهاي آماده اي که در درون خودش براي عمليات هاي تکراري پردازش سيگنال هاي مخابراتي داره مثل بلوک ويتربي براي ديکودينگ کد کانولوشنال معمولا براي کاربردهاي خيلي پيچيده مخابراتي و ويديويي مورد استفاده قرار ميگيره. سري 2000 کاربرد گسترده اي داره و اکثرا براي شروع از اين سري مخصوصا 2812 استفاده مي کنند. البته يه مقدار مشخصات فني ش تا جايي که يادمه پايين بود ما ازش استفاده نکرديم. اما سري 5000 الان به عنوان بهترين راه حل صنعتي شناخته ميشه. ما از 5509 تصميم گرفتيم استفاده کنيم مخصوصا به اين دليل که قابليت اتصال به پورت USB رو داره و ميشه از اين طريق هر بار موقع بوت شدن اون رو پروگرم کرد. دو تا تايمر 20 بيتي داره که براي توليد امواج مافوق صوت با فرکانس دقيق خيلي مهمه و همچنين براي نمونه برداري با دقت بالا از امواج بازگشتي. البته فقط يکي از تايمر ها پايه خروجي دارند که کاملا درست و کافيه. بعدا درباره اونها صحبت مي کنم. اين هم ديتاشيت DSP :

کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود


آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
چيپ 5509  داراي 2 نوع پکيجينگ BGA و PGE هستش که اولي 172 پايه به صورت آرايه دو بعدي از نقاط سربي در زيرش داره و دومي 144 پايه در چهار طرفش هست. مسلمه که براي مونتاژ کردن پکيج PGE مناسبتره. اين چيپ رو من بعد از زير پا گذاشتن تمام جمهوري تونستم در فروشگاه پارس تله کام طبقه دوم پاساژ فرقاني (اگر اسمش رو درست گفته باشم، همون پاساژي که سرش آرا الکترونيک هست) با قيمت 30 هزار تومن پيدا کنم. البته بعدا متوجه شدم فروشگاه نصير الکترونيک در طبقه اول همون پاساژ هم اين چيپ رو داره ولي قيمتش 35 هزار تومن بود. پيش خودم فرض کردم لابد BGA هستش که گرونتره ولي خودم نديدم. البته قيمت اصلي اين چيپ 15 دلار هستش ولي خوب چون در ايران تعداد کمي از فروشگاه ها دارن گرون ميدن.

وقتي از در دسترس بودن DSP مورد نظرم مطمئن شدم کار طراحي بقيه مدار رو ادامه دادم. مساله اول لوازم جانبي خود DSP بود. مهمترينش منبع تغذيه با شماره TPS767D301 هستش که رگولاتور مخصوص اين DSP هستش. اون رو توي فروشگاه نصير الکترونيک پيدا کردم و قيمتش هم به نظرم 5000 تومن بود. چند تايي خريدم که براي آينده کافي باشه. اين رگولاتور ولتاژ 3.3 ولت و همچنين اگر اشتباه نکنم 2.5 ولت مورد نياز در بخش هاي جانبي و هسته DSP رو تامين ميکنه. استفاده از اين رگولاتور از اين جهت مهمه که DSP داراي زمان بندي خاصي در افزايش منابع تغذيه تا رسيدن به مقدار نهايي هستش و رگولاتورهاي ديگه ممکنه اين زمانبندي رو رعايت نکنن. اين مسايل از حالتهاي گذراي مدارات ديجيتال  در صورت تغيير ناگهاني منبع تغذيه ناشي ميشه. اين هم ديتا شيت:

کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
مساله مهم بعدي انتخاب ADC بود. از آنجا که اين چيپ ها بسيار متنوع هستند و معمولا آنهايي که براي کاربردهاي خاصي مثل اين مدار مورد نياز هستند در فروشگاه هاي داخلي پيدا نمي شوند چاره اي جز سفارش خارجي براي تهيه آنها وجود ندارد. از طرف ديگه چون پروسه سفارش خريد خارجي معمولا در حدود 1 ماه طول ميکشه بنابراين بهترين کار اين بود که اول تمرکز رو بذاريم روي انتخاب و خريد ADC و بعد به کارهاي ديگه بپردازيم. تا از اين مساله عبور نکرديم يه توضيح کوتاهي راجع به مساله خريد خارجي براتون امروز بدم. اولا در زمينه قيمت، اگز خريد خارجي رو به شرکت هاي موجود در جمهوري سفارش بديد قيمتي که بهتون پيشنهاد ميدن بستگي به تعداد سفارش شما داره. مثلا يک چيپ که قيمت واقعيش در خارج از کشور 10 دلاره رو اگر بخواهيد 5 تا ازش سفارش بديد دونه اي براتون 40 هزار تومن ميفته که اينها به خاطر هزينه پست DHL و سود بالاييه که شرکتهاي وارداتي ميگيرن. البته اگر تعداد سفارشتون مثلا بشه 20 تا ممکنه دونه اي 20 هزار تومن باهاتون حساب کنن.
نکته ديگه اينه که اگر کار شما قرار نيست توليد انبوه بشه يا هنوز در مرحله آزمايشي هستش و نمي خواهيد تعداد بالايي سفارش بديد خيلي از شرکت ها اصلا ممکنه اين تعداد کم رو سفارش قبول نکنن. بالاخره اونا ريسک تحريم و مواجه شدن با سيستم قضايي آمريکا رو هم بايد به حساب بيارن. بنابراين گاهي بهتره کمي تعداد سفارشتون رو دست بالا بگيرين تا جدي بگيرن.
مساله خيلي مهم ديگه اين که حتما سفارشتون رو با فکس و روي کاغذ آرم دار يک شرکت بفرستيد براشون. اگر چه خودشون ميگن که سفارش ايميلي يا حضوري رو هم قبول مي کنن ولي اين جور سفارش ها رو بعد از کلي وقت تلف کردن آخرش ميگن ما قطعه رو پيدا نکرديم يا ديگه توليد نميشه. نميدونم علت اين موضوع چيه ممکنه مسايل امنيتي باشه يا عدم اطمينان از دريافت پول. من خودم سر همين موضوع 2-3 هفته زمانم رو از دست دادم و کلي اعصابم خورد شد.
مساله آخر زمانه. شما اول ليست قطعات رو براشون فکس مي کنيد که بايد با مشخصات کامل از جمله شماره قطعه، نام شرکت توليد کننده، پکيجينگ و تعداد باشه. بعد اونا از نمايندگيشون در خارج از کشور (معمولا در هنگ کنگ، چين، يا حتي خود آمريکا) استعلام ميکنن که آيا توان خريد اين قطعه رو دارن و اين که چقدر براشون هزينه داره. بعد از يک هفته به شما جواب استعلام رو ميدن. اون وقت شما ميريد و کمي چونه ميزنيد و قرارداد رو امضا مي کنيد. معمولا نصف پول رو پيش پرداخت ميديد. اونها هم معمولا بعد از 3 هفته جنس رو بهتون تحويل ميدن. اگر گفتن ما استعلام رو 2 روزه جواب ميديم باور نکنين همينطور اگر گفتن قطعه رو يک يا دو هفته اي وارد ميکنن.

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
يکي از دوستان پيام گذاشته بودند و گفتند که پردازنده TMS320C2812 داراي دو مدول SAMPLE & HOLD هستش و در نتيجه مي شد از اون به جاي 5509 استفاده کرد و از ADC خارجي هم استفاده نکرد. من چک کردم و ديدم کاملا درسته ولي هنوز يک مساله باقي ميمونه که در طراحي مهمه در نظر بگيرم. اون هم اين که من اولش تلاش کردم مدارم رو با اون چيزي که واقعا احتياج داشتم طراحي کنم. يعني همون مقدار توان پردازشي روي بورد بذارم که واقعا به نظرم ميرسه احتياج دارم. اين راه رو چند ماه ادامه دادم. بعد يکدفعه به اين موضوع برخورد کردم که الگوريتمم کار نمي کنه و بايد الگوريتم دقيق تري که مبتني بر فاز باشه استفاده کنم. نتيجه اين شد که مجبور شدم تمام طراحي قبلي که مبتني بر ميکرو بود رو دور بريزم. درسي که گرفتم اين بود که هميشه بايد سخت افزار رو با توان پردازشي 10 برابر اون چيزي که به نظرم ميرسه لازمه طراحي کنم. تا اگر تغييراتي در سيستم رخ داد مجبور نشم همه کارها رو از اول شروع کنم. حالا استفاده از 2812 ممکنه براي طرحي که من الان در ذهنم هست کاملا کافي باشه اما اگر يکدفعه نياز پيدا بشه به جاي دو کانال گيرنده از 3 کانال استفاده کنم برام يه فاجعه رخ ميده. در صورتي که در طراحي فعلي، فقط کافيه که يک ADC خارجي ديگه اضافه کنم و ساير روتين ها و برنامه هايي که با مبدل ها ارتباط برقرار ميکنه ثابت باقي ميمونه.

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
امروز راجع به انتخاب ADC صحبت مي کنم. انتخاب مبدل يکي از سخت ترين کارهاست چون کلي انتخاب وجود داره و بايد همزمان پارامترهاي زيادي رو در نظر گرفت. من اول تصميم گرفتم براي سادگي خودم رو به محصولات شرکن آنالوگ ديوايس که در اين زمينه از بقيه بهتره محدود کنم. البته محصولات داخل ايران که کلا  تعطيل بود. بيشتر مبدل هايي که در ايران هست 8 بيتي و با ساير مشخصات غير حرفه اي هستند و کاري باهاشون نداريم. آدرس سايت آنالوگ ديوايس:

کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود

در پايين اين صفحه ليست مبدلهاي اين شرکت رو مي تونيد ببينيد که مشخصات کلي هر يک از اونها هم اومده. اين سايت خيلي کمک خوبيه چون اپر قرار بود يکي يکي ديتاشيت همه 400 تا مبدل رو نگاه کنيد پير مي شديد  :confused:

توي اين صفحه مي تونيد ويژگي هاي موردنظرتون رو بياريدو بر اساس اونها نتايج رو فيلتر کنيد تا اوني که مي خواهيد رو پيدا کنيد. من راجع به چند تا از ويژگيها توضيح ميدم.

تعداد بيت از همه مهمتره. 8 بيت ديگه قديمي شده حداقل بايد از 12 بيت استفاده کنيد. اين باعث ميشه محاسبات دقيق بشه. اين موضوع مخصوصا از اين جهت مهمه که شما داريد از DSP 16 بيتي استفاده مي کنيد نه ميکرو 8 بيتي. تعداد بيت بيشتر معنيش اينه که شما دايناميک رنج بيشتري داريد و در نتيجه ميتونيد ضريب تقويت سيگنال رو کاهش بديد تا مجبور نباشيد با مساله اشباع روبرو بشيد.

مساله مهم ديگه سرعت نمونه برداريه. بايد دقت کنيد مبدل بتونه تا چند برابر سرعتي رو که فکر مي کنيد نياز داريد رو پشتيباني کنه.

پهناي باند هم خيلي مهمه. ممکنه يه مبدل خيلي سريع بتونه تبديل رو انجام بده اما سرعت واحد سمپل  & هولدش اونقدر بالا نباشه که سيگنال شما رو بتونه قفل کنه.

يه چيز جالب ديگه هم ورودي ديفرانسيله. حتما تجربه کردين که تقويت کننده ديفرانسيلي چقدر از نظر نويز بهتر از تقويت کننده سينگل هستش. همين بهبود در تبديل با ورودي ديفرانسيلي هم وجود داره به نسبت تبديل با ورودي سينگل.

يه چيز ديگه اي که براي ما مهم بود اينترفيس بود. که ميتونست پارالل يا سريال باشه. منظور نحوه ارسال اطلاعات به پردازنده است. سريال از اين جهت بهتره که تعداد ترک هاي روي بورد خيلي کم و راحت  ميشه ولي شخصا فکر مي کنم پارالل بايد سريعتر باشه. مثلا در حالت سريال شما اگر نرخ نمونه برداري 20 مگا بخواهيد و 12 بيت داشته باشيد بايد کلاک دست کم 140 مگا باشه تا امکانپذير بشه ولي خوب ظاهرا خواندن اطلاعات از پارالل مشکلات خاص خودش رو داره در حالي که سريال رو ميشه به راحتي با پورت McBSP خوند. خلاصه مبدلي که من انتخاب کردم ad7352 بود اين هم ديتاشيتش:

کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود
« آخرين ويرايش: 14 دي 1388 - 22:56:20 توسط farzanh »

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
امروز کمي درباره بخش آنالوگ صحبت ميکنم. اين بخش در گيرنده شامل تقويت کننده و همچنين طبقه تنظيم دي سي هستش. يه نکته مشکل دار مبدل adc اينه که اصطلاحا وروديش diff-uni هستش. يعني ورودي ديفرانسيلي دو سيمه داره که تک قطبي هستش، بنابراين هميشه بايد مثبت باشه. پس اگر شما يک سيگنال سينوسي با ميانگين صفر داشته باشيد بايد حتما يه مقدار دي سي باهاش جمع کنيد تا هميشه مثبت باشه و مبدل بتونه اون رو دريافت کنه. اين کار رو چيپ ad8138 شرکت آنالوگ ديوايس انجام ميده. اين چيپ در حقيقت يک آپ امپ با ورودي ديفرانسيل و خروجي ديفرانسيله. يعني خروجيش به جاي يکي دو تاست که معکوس هم هستند. اين طوري شما مي تونيد با يک مدار ساده يک سيگنال سينگل رو به ديفرانسيل تبديل کنيد. ولي کاربرد مهمش در اينه که ميتونه يه ولتاژ کامون مود به هر دو خروجيش اضافه کنه و به اين صورت مساله يوني پولار بودن مبدل ADC رو حل کنه.

البته من با اين AD8138 خيلي مشکل پيدا کردم و خيلي خون به دلم کرد  :angry: ..... بعدا توضيح ميدم. مداراتش توي ديتاشيت خود مبدل که قبلا گذاشتم اومده.

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
اينجا جاييه که من سرم به سنگ خورد. چون خيلي هيجان زده شده بودم از اينکه ديده بودم يک تقويت کننده با خروجي تفاضلي وجود داره که ميتونه نويز مشترک خروجي رو هم در واقع حذف کنيمبا اين تکنيک. بنابراين سعي کردم به جاي تقويت کننده طبقه اول يا همون LNA  که LOW NOISE AMPLIFIER  هستش ازش استفاده کنم. يعني ميخواستم ازش گين بالا در حد 1000 يا 30 دسيبل بگيرم. اما با دوستم که مشورت کردم متوجه حقيقت تلخي شدم. اينکه ولتاژ آفست 8138 اينقدر زياده که اگر گين رو زياد کني ممکنه اشباع بشه. بنابراين به طور کلي از اين کار منصرف شدم. خوب که به ديتاشيت ها هم توجه کردم ديدم هيچ کدام مدار گين دار با اين تقويت کننده پيشنهاد نکردن فقط ازش به عنوان اضافه کننده ولتاژ کامون مود استفاده کردن. خلاصه به طرح سنتي خودم برگشتم که يک تقويت کننده با ورودي ديفرانسيل و خروجي سينگل هستش که بعد دوباره اين خروجي سينگل بايد با 8138 يه ديفرانسيل تبديل بشه.

اگر کسي تقويت کننده با خروجي تفاضلي ميشناسه که بشه ازش گين بالا گرفت لطفا راهنمايي کنه خيلي چيز خوبي ميشه.

آفلاين پژوهان

  • کاربر نیمه حرفه ای سطح چهارم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 249
  • -دريافتي: 678
  • ارسال: 908
  • UWB SS
من شخصا تو سینتی سایزرم برای تقویت سیگنالم (-20 dm حدودنه!) از یه LNA مثل  SNA-386 با 21 دبی گین(این آی سی عشق طراحای سینتی سایزره! :rolleyes:)  استفاده کردم.البته نمیدونم خروجی چند دبی می خواهید. اما من برای تقویت نهایی سیگنالم تو خروجی از  SCA-14 با 18 db استفاده می کنم. البته قطعاتی که گفتم تو مدارات مخابراتی فرکانس بالا خیلی کاربرد داره(از نظر SNR و شیفت فازی و...). اما بسته به دبی تقویت مورد نظر و توان ورودی و خروجی باید انتخاب کنی. یه سر به اینجا بزن قطعه مورد نظر رو سریع میشه پیدا کرد: کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود     :agree:
برای خرید هم پاساژ امجد مغازه ی امید الکترونیک یا یه همچین چیزی قطعات مخابراتی و از اینجور چیزا داره... اما بعضی قطعات رو الکی 4-5 برابر قیمت میده!!! :cry2:
البته شایدم جوابم بی ربط باشه کلا مبحث تقویت و سیگانلش رو من گرفتم :biggrin:

راستی اگه از کار شرکتی که براتون قطعات رو وارد کرده راضی هستید لطفا مشخصاتشون رو پیغام بدید. خیلی ممنون میشم.
« آخرين ويرايش: 17 دي 1388 - 02:17:43 توسط pajuhaan »
زمین سفت است و آب شلست و هوا نرم است و همه چیز عالیست در این حوالی...

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
من ديتاشيت SNA 386 رو ديدم و به نظر خوب ميرسيد. البته من اون قدر پهناي باند لازم ندارم ولي 20 ديبي گين ميتونه برام کافي باشه. من فرکانس کاريم در حدود چند 100 کيلوهرتزه ولي بهنظرم چيز خوبي بايد باشه مخصوصا که مثل تقويت کننده هاي عملياتي نياز به کلي خرت و پرت نداره. شايد توي نسخه بعدي مدارم ازش استفاده کنم ممنون. اون شرکتي هم که ازش سفارش خارج رو تهيه کردم رسانا الکترونيک بود طبقه 2 امجد. گفته بود 2 هفته اي مياره ولي 3 هفته اي آورد. با اين که تعداد کم (5 تا) ميخواستم ولي قبول کرد. قيمتش هم باهاش چونه زدم با حداقل قيمتي که از استعلام هاي ديگه گرفته بودم قبول کرد بياره.


حالا که بحث فرکانس کاري شد يه کم راجع بهش صحبت مي کنم. براي مداراي مافوق صوتي که تو هوا و فضاي آزاد کار ميکنه معمولا از فرکانس 40 کيلوهرتز استفاده ميشه چون سنسورهاش خيلي ارزونه و به صورت انبوه توليد ميشه. اين سنسورا 2 نوع داره. کوچيکاش بردش 3 متره اصطلاحا. بزرگاش که حدودا 1 سانت قطر داره بردش 7 متره. با اين حال من بهتون توصيه مي کنم اگر خواستيد در اين زمينه کار کنيد اصلا از نوع کوچيکش نخريد. چون ظاهرا اينا خيلي با دقت بسته بندي نشده بعضي شون جاي پايه هاش برعکسه. در نتيجه من چون مي خواستم باهاشون آرايه درست کنم 1 هفته گير اين بودم که پاسخ آرايه م درست در نميومد. آخرش فهميدم بعضي از سنسورهام 180 درجه اختلاف فاز دارن. مثل اين ميمونه که پايه هاي داخلي ديود رو برعکس وصل کرده باشن. خلاصه بيچاره شديم سر اين موضوع.

بعدا بيشتر راجع به فرکانس بحث مي کنم.

آفلاين خرابات

  • کاربر کامل سطح دوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 175
  • -دريافتي: 407
  • ارسال: 363
  • افتتاح اولین انجمن مایکرویو ایرانی در ECA.ir
سلام

مبحث سنسور های آرایه ای صوتی که مطرح کردید مثله آنتهای آرایه ایه که واسه بدست آوردن یه نوع پترن خاص ازش استفاده میشه  ولی در حوزه ی صوت؟

اگه انجوریه نحوهی طراحی یه نوع پترن خاص صوتی چه جوریه ؟

مثا آنتهاست ؟

یادمه در مبحث آنتها هر کدامشون با نوع تغذیه خاص جریان آنتن-طراحی می شدند.

انجمن طراحی مدارهای مایکرویو(فرکانس بالا)(کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود)
انجمن شبکه های عصبی(کاربران مهمان مجاز به مشاهده لینک ها نیستند. لطفا ثبت نام نمایید. ثبت نام -- ورود)
                                                *****

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
هيچ فرقي نداره. شما همون طوري که يک پترن خاص رو با آرايه آنتن هاي راديويي سنتز مي کنيد همون کار رو هم مي تونيد با صوت انجام بديد. براي اين کار مي تونيد از چيپ هايي که مخصوص beam forming هستند استفاده کنيد. اونها مي تونن به صورت برنامه پذيري شيفت فاز هاي مختلف براي کانال هاي مختلف ايجاد کنند. البته کاربرد اين سيستم ها بيشتر در سيستم هاي مهندسي پزشکي هستش که نياز به چرخاندن الکترونيکي پترن آرايه دارند ولي در کار من چرخش به صورت مکانيکي انجام ميشه و هدف من از ايجاد آرايه فقط باريک کردن پهناي پرتو ارسالي بود تا بتونم يک ناحيه خاص رو ببينم. براي اين کار فقط کافيه تعدادي سنسور رو به هم وصل کنيد و کنار هم بچينيد و ولتاژ اونها رو هم به صورت موازي تامين کنيد. هم در فرستنده هم در گيرنده ميتونيد از همين آرايش ساده استفاده کنيد در حالي که من اوايل خروجي هر سنسور رو جداگانه تقويت مي کردم و بعد از يک جمع کننده آنالوگ استفاده مي کردم. البته اگر بخواهيد مثلا سايد لب هاي پترن خيلي پايين باشه و اينها بايد با دامنه و فاز کار کنيد و اون نياز به مدارات ديجيتال خواهد داشت.

کمي هم درباره سنسورها صحبت کنم. اگر بخواهيد حرفه اي تر کار کنيد احتمالا سنسورهاي 40 کيلو هرتز ديگه به دردتون نميخوره. براي تست خوبن ولي مثلا اگر بخواهيد آرايه بسازيد در محيطي مثل آب، چون در آب سرعت صوت 5 برابر سرعتش در هواست پس طول موج بزرگتري داريد و نياز داريد براي کوچک نگه داشتن آرايه فرکانس رو بالا ببريد. يا ممکنه بخواهيد توان ارسالي رو افزايش بديد تا فواصل دورتر رو هم ببينيد. در اين صورت بايد سنسوري بخريد که تحمل ولتاژ بالاتري رو داشته باشه. در بازار بهترين فروشنده سنسورها اعم از مافوق صوت يا ساير سنسورها جهان کيت هستش. اونجا انواع سنسورها رو به معرض نمايش گذاشته. از 25 کيلو هرتز تا 400 کيلوهرتز و با پکيج هاي مختلف هوايي يا ضد آب. در هر صورت اگر بخواهيد از اين سنسورها استفاده کنيد معمولا دانه اي 50 هزار تومن در مياد در حالي که سنسورهاي 40 کيلوهرتزي جفتي 2000 تومن هستند. البته يه چيز ديگه هم که بايد دقت کنيد اينه که سنسور ممکنه هم فرستنده و هم گيرنده باشه يا تنها از يک نوع باشه.

آفلاين farzanh

  • کاربر تازه وارد سطح سوم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 8
  • -دريافتي: 51
  • ارسال: 28
خوب از هر دري سخني ..... بحث فرکانس کاري مطرح شد. کمي دربباره ش توضيح بدم. امواج فراصوت با فرکانس هاي مختلف در کاربردهاي مختلف مورد استفاده قرار ميگيره. در فضاي آزاد معمولا از همون 40 کيلوهرتز استفاده ميشه که تا حدي استاندارد شده. اين شامل کاربردهايي مثل اندازه گيري سطح مايعات در مخازن و انبارها يا حتي سنسورهاي پشت سپر عقب ماشينها ميشه.
اما خيلي از کاربردهاي مافوق صوت در درون مايعات مثل آب هستش. مشهورترين اين کاربردها سونار هستش. در داخل آب دو تا اتفاق ميفته يکي اينکه سرعت صوت 5 برابر ميشه. دوم اين که چون ممکنه بخواهيم فواصل طولاني رو ببينيم مساله ميزان تضعيف امواج صوتي در درون آب خيلي مهم ميشه. البته کلا آب و مخصوصا فلزات رساناهاي خوبي براي صوت هستن ولي مشکل اصلي از ناخالصي هاي موجود در آب ناشي ميشه. مثل نمکي که در آب حل شده. اين ناخالصي ها تشکيل مراکزي رو ميدن که بخشي از امواج رو دچار بازتابش ميکنه و به مرور اون رو تضعيف ميکنه. حالا اين مساله خيلي به نسبت بين اندازه ناخالصي ها و طول موج بستگي داره. بنابراين هر چي شما طول موج رو بزرگتر بگيريد تضعيف کمتر ميشه. مثلا در سونار برد بلند گاهي حتي از فرکانس هاي خيلي پايين صوتي در حد چند کيلوهرتز استفاده ميشه. اما مشکل اينجاست که امواج فرکانس پايين براي متمرکز شدن نياز به آرايه خيلي بزرگ داره. از طرف ديگه ممکنه اون رزولوشني که شما در تشخيص اجسام و اهداف لازم داريد رو فراهم نکنه. بنابراين شما بايد دست به يک به اصلاح trade off و مصالحه بزنيد و بستگي به کاربردتون يه فرکانسي رو انتخاب کنيد.
به اين موضوع هم توجه کنيد که هر چي فرکانس بره بالا بايد نرخ نمونه برداري رو ببريد بالا و ممکنه مدارتون نکشه.
معمولا براي کاراي دوربرد مثل سونار از فرکانس چند ده کيلوهرتز استفاده ميشه. براي کارهاي با برد چند ده متر از فرکانس هاي چند صد کيلوهرتز و براي کاربردهاي دقيق مثل مهندسي پزشکي از فرکانس هاي چند مگاهرتز. نکته ديگه اينکه تضعيف به شدت با فرکانس وابستس. اين طوريه که اگر فرکانس رو دو برابر کنيد مثلا توان نمايي کاهشي که معرف دامنه سيگنال هستش دو برابر ميشه در نتيجه بشدت سيگنال از دست ميره. بنابراين بهتره هر چي ميتونين فرککانس رو پايين بگيرين.

آفلاين پژوهان

  • کاربر نیمه حرفه ای سطح چهارم
  • *
  • تشکر
  • -اهدايي: 249
  • -دريافتي: 678
  • ارسال: 908
  • UWB SS
خوب از هر دري سخني ..... بحث فرکانس کاري مطرح شد. کمي دربباره ش توضيح بدم. امواج فراصوت با فرکانس هاي مختلف در کاربردهاي مختلف مورد استفاده قرار ميگيره. در فضاي آزاد معمولا از همون 40 کيلوهرتز استفاده ميشه که تا حدي استاندارد شده. اين شامل کاربردهايي مثل اندازه گيري سطح مايعات در مخازن و انبارها يا حتي سنسورهاي پشت سپر عقب ماشينها ميشه.
اما خيلي از کاربردهاي مافوق صوت در درون مايعات مثل آب هستش. مشهورترين اين کاربردها سونار هستش. در داخل آب دو تا اتفاق ميفته يکي اينکه سرعت صوت 5 برابر ميشه. دوم اين که چون ممکنه بخواهيم فواصل طولاني رو ببينيم مساله ميزان تضعيف امواج صوتي در درون آب خيلي مهم ميشه. البته کلا آب و مخصوصا فلزات رساناهاي خوبي براي صوت هستن ولي مشکل اصلي از ناخالصي هاي موجود در آب ناشي ميشه. مثل نمکي که در آب حل شده. اين ناخالصي ها تشکيل مراکزي رو ميدن که بخشي از امواج رو دچار بازتابش ميکنه و به مرور اون رو تضعيف ميکنه. حالا اين مساله خيلي به نسبت بين اندازه ناخالصي ها و طول موج بستگي داره. بنابراين هر چي شما طول موج رو بزرگتر بگيريد تضعيف کمتر ميشه. مثلا در سونار برد بلند گاهي حتي از فرکانس هاي خيلي پايين صوتي در حد چند کيلوهرتز استفاده ميشه. اما مشکل اينجاست که امواج فرکانس پايين براي متمرکز شدن نياز به آرايه خيلي بزرگ داره. از طرف ديگه ممکنه اون رزولوشني که شما در تشخيص اجسام و اهداف لازم داريد رو فراهم نکنه. بنابراين شما بايد دست به يک به اصلاح trade off و مصالحه بزنيد و بستگي به کاربردتون يه فرکانسي رو انتخاب کنيد.
به اين موضوع هم توجه کنيد که هر چي فرکانس بره بالا بايد نرخ نمونه برداري رو ببريد بالا و ممکنه مدارتون نکشه.
معمولا براي کاراي دوربرد مثل سونار از فرکانس چند ده کيلوهرتز استفاده ميشه. براي کارهاي با برد چند ده متر از فرکانس هاي چند صد کيلوهرتز و براي کاربردهاي دقيق مثل مهندسي پزشکي از فرکانس هاي چند مگاهرتز. نکته ديگه اينکه تضعيف به شدت با فرکانس وابستس. اين طوريه که اگر فرکانس رو دو برابر کنيد مثلا توان نمايي کاهشي که معرف دامنه سيگنال هستش دو برابر ميشه در نتيجه بشدت سيگنال از دست ميره. بنابراين بهتره هر چي ميتونين فرککانس رو پايين بگيرين.

یه سوال واسم پیش اومد :rolleyes: شما واسه اندازه گیری فاصله با امواج صوتی یک پالس میرفستید و اخلاف زمان رفت و برگشت رو محاسبه می کنید و از اون فاصله رو بدست میارید یا از روش استپ فرکانسی ,در یه رنج فرکانس میرفستید و از شیفت فازی و تبدیل فوریه معکوس فاصله یابی می کنید؟ من خودم روی امواج الکترومغناطیس کار می کنم. :mrgreen:
زمین سفت است و آب شلست و هوا نرم است و همه چیز عالیست در این حوالی...