Поворот вектора

[radioman]

При конструюванні цифрових металодетекторів, фаза сигналу від цілі на виході підсилювача не завжди відповідає фазі струму у Тх та, відповідно, зчитуванню даних АЦП. Для прикладу, на малюнку зображено синхронізацію зчитування відгуку від цілі у каналі У в диференційному режимі на фронті та спаді меандра Тх:

Синхронізація каналу "У" при прямій обробці

При відсутності цілі, величина відгуку в каналі "У" повинна дорівнювати нулю. Але в процесі пошуку, зсув фази приймального тракту "плаває" через нестабільність складових. Вирішити дане птання можна як апаратними засобами - встановивши регулятор фази, так і програмними - повернути вектор відгуку цілі на кут зміщення:

Код: Виділити все

//кут повороту проти годинникової стрілки (псевдокод), кут -angle
x1=x*cos(angle)-y*sin(angle);
y1=y*cos(angle)+x*sin(angle);

та

Код: Виділити все

//кут повороту за годинниковою стрілкою (псевдокод), кут angle
x1=x*cos(angle)+y*sin(angle);
y1=y*cos(angle)-x*sin(angle);

Тобто, якщо у нас У<0 - здійснюємо поворот на кут angle, якщо У>0 - на кут -angle.

[pawa]

А чому б просто не затримати синхроимпульс програмно?

[radioman]

Як ? Тактування іде по таймеру. Якщо рахувати імпульси, то не залишиться часу на обробку даних. Хіба що запускати ще один таймер із затримкою (першочергово планував так, але не придумав реалізацію).

[pawa]

Хіба що запускати ще один таймер із затримкою

Саме так. Тим більш задіянний вами мк здатен на багато більше (є декілька варіантів реалізації).

[radioman]

Якщо маєте змогу, попробуйте написати код (доповнення до запуску АЦП по таймеру). В мене знань малувато, тому займе багато часу; зараз копирсаюсь із "залізом".

[pawa]

Покажіть мені ваш обробник переривань від таймеру.

[radioman]

Запуск АЦП Arduino DUE по таймеру (Single Ended Mode)

[radioman]

На закінчення 2020 року реалізовано програмне приведення сигналу в каналі "У" до "нуля" шляхом повороту вектора. Так як всі роботи "на столі", в даній модифікації функція запускається при старті системи; в реальному приладі вона повинна викликатись при натисканні "спеціально навченої кнопки".
Алгоритм досить простий:
- знаходимо за таблицею Брадіса початковий кут зсуву сигналу розбалансу;
- за отриманим кутом з таблиці intSinCos отримуємо значення синуса та косинуса для "повороту"
- здійснюємо сам поворот, за наведеною вище формулою.

Частини коду для виконання даного алгоритму:
Масив з таблицею intSinCos:

Код: Виділити все

// Таблиця Брадіса із значеннями sin / cos домножених на 16384 (2 в 15 ступені)для цілочисельних розрахунків
int intSinCos[intBradisTableLength] = {
  286, 572, 857, 1143, 1428, 1713, 1997, 2280, 2563, 2845, 3126, 3406, 3686, 3964, 4240,
  4516, 4790, 5063, 5334, 5604, 5872, 6138, 6402, 6664, 6924, 7182, 7438, 7692, 7943, 8192,
  8438, 8682, 8923, 9162, 9397, 9630, 9860, 10087, 10311, 10531, 10749, 10963, 11174, 11381, 11585,
  11786, 11983, 12176, 12365, 12551, 12733, 12911, 13085, 13255, 13421, 13583, 13741, 13894, 14044, 14189,
  14330, 14466, 14598, 14726, 14849, 14968, 15082, 15191, 15296, 15396, 15491, 15582, 15668, 15749, 15826,
  15897, 15964, 16026, 16083, 16135, 16182, 16225, 16262, 16294, 16322, 16344, 16362, 16374, 16382, 16384
};

Змінні для здійснення повороту:

Код: Виділити все

// Корекція фази (поворот вектора)
volatile boolean bolAir = true;                             // змінна для "дозволу" балансування фазового зсуву аналогової частини
volatile int intSin;                                        // значення sin домножене на 16384 (2 в 15 ступені)
volatile int intCos;                                        // значення cos домножене на 16384 (2 в 15 ступені)
long lngSXrev;                                              // сума даних по X з "поворотом" (приведення "X" до нуля)
long lngSYrev;                                              // сума даних по У з "поворотом" (приведення "У" до нуля)

Функція повороту:

Код: Виділити все

/*функція повороту вектору розбалансу до нуля*/
long fAir (long x, long y)
{
  if (x < 0) x = -1 * x;                                      // якщо x< 0 інвертуємо знак
  if (y > 0) {                                                // "У" завжди повинен бути позитивним
    long tmpX = x;
    tmpX = tmpX << 10;                                        // домножимо "Х" на 1024 (2 в 10 ступені, так як у таблиці теж домножено) - зсув виконується швидше
    x = tmpX / y;                                             // розрахунок тангенса кута "помноженого" на 1024
    for ( int ii = 0; ii < intBradisTableLength; ii++)        // "перебігаємо" по таблиці від меншого кута до більшого
    {
      if (x > (*(BradisTable + ii)))                          // знаходимо кут за значенням арктангенсу
      {
        intCos = 1 * intSinCos[ii];                           // отримуємо з таблиці значення cos для повороту
        intSin = -1 * intSinCos[88 - ii];                     // отримуємо з таблиці значення sin для повороту
      }
      bolAir = false;                                         // балансування (поворот вектора для приведення "У" до нуля) виконано
    }
  }
}

І, на завершення, сам розрахунок нових значень "Х" та "У":

Код: Виділити все

if (bolAir)                                           // якщо натиснута кнопка "балансування" (ще не реалізовано, виконується при старті)
      {
        fAir (lngSX, lngSY);                                // проводимо корекцію "Х" та "У"
      }
      lngSX = lngSX >> 2;                                       // зсув вправо на 2 розряди (ділимо на 4) для уникнення перевищення озміру змінної
      lngSY = lngSY >> 2;                                       // зсув вправо на 2 розряди (ділимо на 4) для уникнення перевищення озміру змінної
      lngSXrev = (lngSX * intCos + lngSY * intSin) / 16384;     // здійснюємо поворот вектора для отримання коригованого значення "Х"
      lngSYrev = (lngSY * intCos - lngSX * intSin) / 16384;     // здійснюємо поворот вектора для отримання коригованого значення "Х"
     

PS. В архіві повний скетч; для тих хто не користується ARDUINO DUE - лістинг коду у форматі doc

DUE_201231_bradis_revolv_clear.7z

Поворот вектора

(13.75 Кіб) Завантажено 1083 разів