Witam mam do ugryzienia jedną sprawę, prosiłbym o pomoc i naprowadzenie na dobry tor do ugryzienia zagadnienia.


Mianowicie potrzebuję oszacować (wyliczyć) przesunięcie fazowe między dwoma sygnałami.

Program będzie testowany na Atmedzie16, potem (w miarę rozbudowy) jeśli będzie taka potrzeba czeka Atmega128.

Założenie jest takie, że mam dwa sygnały sinusoidalne (cewka nadawcza – odbiorcza o znanej f pracy).

Dla niewtajemniczonych dynamiczny wykrywacz metalu VLF

Gdy cewki są wzajemnie sprzężone między sobą i następuje równowaga między nimi nie ma żadnego bodźca pobudzającego nie ma sygnału pobudzenia.

Gdy dodamy czynnik pobudzający (np. przedmiot metalowy) wyidukuje się napięcie.
Z pewnych zależności pomiędzy dwoma sygnałami można wyliczyć jaki to owy przedmiot pobudził cewki
[amplituda sygnału, szerokość, przesunięcie fazowe]

Sygnał z cewki nadawczej i odbiorczej podawany jest obróbce typu wzmocnienie, filtracja, przesuwniki, komapartory itp.

Na rysunku zaznaczyłem na fioletowo punkty w których można podejrzeć na oscyloskopie bezpośrednio sygnał nadajnik / odbiornik (pkt 1,2) – sygnał sinusoidalny



Po wyjściu przez filtry dolnoprzepustowe kanał X, kanał Y (pkt 7 i 8) – w tym miejscu właśnie będę chciał zbadać sygnały i wyliczyć zależność między nimi (np. przesunięcie fazowe)

W punktach 7 i 8 nie ma już sygnału sinus tylko reprezentacja tegoż w postaci impulsu napięcia "stałego DC" - teoretycznie stałego bo na wykresie widać prostą linie ale napięcie te względem czasu narasta i opada . (rysunek poniżej - np. podczas przemachnięcia przedmiotem metalowym - KOLOR)



Zależność kanału X i Y polega na tym, że będą względem siebie miały inne amplitudy i różnice czasowe

Właśnie w tym miejscu próbuje ugryźć jak teraz zrobić wyliczenia.

przykładowy schemat blokowy jednego z patentów USA





Jest kilka metod do których się dogrzebałem:

Pierwsza polecana (również stosowana w patentach) tłumaczenie z google translatora:

Wykrywacze VLF zazwyczaj używają próbkowanie kwadratury świadczenia dyskryminacji.
Pierwsza próbka jest pobierana w przejściu przez zero RX fali, a druga próbka jest
pobierana 90 stopni później u szczytu. Przez wykreślenie tych dwóch wartości na osi
X i Y na wykresie, można zmierzyć kąt utworzony przez Otrzymany wektor i oś X.
Kąt ten może być ustalona w cyfrowym detektor metalu bezpośrednio
obliczania arcus tangens y / x (i wyświetla wyniki na metr VDI).



Rozumiem, że tutaj potrzebowałbym 4 punkty pomiarowe dla 2 wektorów (start i koniec[wart max]) do tego wyliczyć zależność czasową w przedziale tych 2 punktów.

Z tego już można arctg wyliczyć kat dla każdego z wektorów.

Następnie odjąć większy od mniejszego (wart kąta)

Na chwile obecną z pkt teoretycznego problem stanowi dla mnie wyliczenie zależności czasowej tych sygnałów (bo obliczenie samych amplitud raczej problemem nie będzie).

Po sprobkowaniu sygnału na wyjściu filtrów, który skacze w danej chwili czasu T-Tn próbek

otrzymam zapewne coś +/- takiego:





i będę musiał z zależności czasowych przetwornika obliczyć przedział czasu sygnału 0-max
chyba że mam barć pod uwagę znane częstotliwości pracy nad/odb z tym, że po przejściu przez filtry może to być już nieco inaczej.



Kolejna metoda podobna z zależności stosunku 2 wektorów sygnałów Y,X:

Y / Y + X

da nam zawsze wartość w przedziale <0;1>

Wystarczy wynik *90 i otrzymamy wartość wyskalowaną odp w kątach 0-90



Ostatnia taka na oko:

((10 - przesunięcie)*10 -- tutaj niesety trzeba sobie wyskalować otrzymywane wartości

przesuniecie = y/x


Oczywiście są bardziej zaawansowane metody transformaty fouriera itp......


Jak widać te kilka prostych metod opiera się na obliczeniach na 2 wektorach w każdym z tych przypadków problemem będzie stanowiło obliczenie zależności czasowej tak aby obliczenia z arctg okazały się potem wiarygodne.

W tym miejscu prosiłbym o nienakierowanie mnie jak podejść do problemu , chyba że ktoś może mi polecić jeszcze kilka innych prostych algorytmów jak się do tego zabrać.

Pozdrawiam

PS. Gdyby ktoś zainteresował się wykrywaczami metali w załączniku wysyłam parę patentów USA, skróconą zasadę działania wykrywacza Tesoro Golden Sabre Light, pateny po numeracji można wygoglowac i przetłumaczyć na PL.

A nie możesz na bieżąco obliczać tego przesunięcia fazowego ?

Szczerz nie rozumiem Twojego problemu:

-masz dwa kanały w którym próbkujesz dwa sygnały, które w zależności od odległości od metalu zmieniają swoją fazę względem siebie

- sygnały te są znormalizowane względem amplitud ? (ich wartości pokrywają się w maksach)

ten sposób z arctang jest spoko wiec nie bardzo rozumiem z czym masz problem, możesz bardziej sprecyzować ?

sprzętowo to był taki ukladzik w ep ale w ograniczonym zakersie chyba do 2000hz
https://ep.com.pl/files/6727.pdf ale mozna sprobowac programowo