Xung siêu âm và các vấn đề phản xạ

Tôi đang xây dựng một bảng trắng để theo dõi vị trí của cây bút của nó. Tôi có nmáy thu siêu âm được đặt ở ngoại vi của bảng trắng và một máy phát siêu âm trong bút. Bút phát ra các xung mà máy thu phát hiện. Một bộ vi xử lý tập hợp thời gian đến của các xung cho mỗi máy thu và với sự khác biệt về thời gian đến (TDOA), nó ước tính vị trí của bút theo thuật toán đa phương .

Siêu âm phản xạ trên các bề mặt, có thể gây nhiễu. Đây là một hạn chế về tần số của các xung. Hiện tại, tôi đập bút ở tần số 10Hz, đủ để các phản xạ chết đi và không can thiệp. Thật không may, 10Hz không đủ nhanh để lấy mẫu cho mục đích của tôi. Lý tưởng nhất là bút sẽ phát xung ở 100Hz. (Bộ phát bút được kết nối với vi điều khiển, vì vậy tôi có thể điều khiển hình dạng và tần số của xung.)

Tôi có thể sử dụng thủ thuật gì để giải quyết vấn đề phản ánh? Một số kỹ thuật lọc tiêu chuẩn là gì? Có thể sử dụng các mẫu xung khác nhau trong một chu kỳ giúp lọc các phản xạ không?

Có vẻ như vấn đề của bạn cho vay rất độc đáo khi sử dụng sơ đồ CDMA .

Hãy bắt đầu với một số thuộc tính của CDMA (DSSS). (Phổ trải chuỗi liên tiếp trực tiếp, đa truy nhập phân chia mã). Đó là một câu nói miệng, nhưng nó thực sự dễ dàng để thực hiện.

Trong CDMA, xung của bạn (ở dải tần cơ sở) thực sự được tạo thành từ nhiều " chip " được ghép nối khi chúng được gọi. Các chip chỉ là 1 giây hoặc -1 giây, trong một khoảng thời gian cố định. Ví dụ: chuỗi sứt mẻ của bạn có thể là [1 -1 1 -1 -1 -1 1]. Bạn sẽ sử dụng chuỗi sứt mẻ này để điều chỉnh sóng mang của bạn.

Tuy nhiên, bạn không thể tạo mã sứt mẻ. Những gì bạn muốn làm là sử dụng các mã sứt mẻ có thuộc tính rất đẹp, rằng chức năng tự tương quan của chúng là một hàm delta như vậy:

(Tương đương, mật độ phổ công suất của chúng là màu trắng). Ví dụ: bạn có thể xem xét sử dụng Chuỗi Barker làm mã sứt mẻ của mình, (thường được sử dụng trong radar) hoặc bạn cũng có thể xem xét bằng cách sử dụng Mã Vàng . Tuy nhiên, thực tế, điều này có nghĩa là bạn có được điểm tương quan tối đa trong máy thu của mình, CHỈ khi mã của người nhận, chính xác xếp hàng với mã được truyền và bằng không.

Điều này giúp bạn như thế nào? Trong máy thu của bạn, bạn sẽ chạy một bộ tương quan liên tục. Bộ tương quan sẽ thực hiện một sản phẩm chấm đang chạy của mã địa phương của chính nó, với bất cứ thứ gì được nhận. Bây giờ hãy tưởng tượng rằng bạn nhận được một dạng sóng truyền từ bút của bạn và một dạng sóng thứ hai từ một phản xạ. Khi bộ tương quan của người nhận của bạn chạy, nó sẽ cho một đỉnh khi mã từ riêng của nó khớp chính xác với mã của bạn từ cây bút. Điều này sẽ khiến máy dò của bạn 'khóa' vào giá trị độ trễ cụ thể đó. Bây giờ, đây là nơi bạn gặt hái những lợi ích của chức năng tự tương quan gần đồng bằng mã của bạn: Tín hiệu phản xạ cũng sẽ xuất hiện và cũng sẽ có sản phẩm chấm của nó được lấy bằng mã khóa của người nhận, nhưng nó sẽ cho không, hoặc gần điểm không, vì nó là trực giaohoặc gần trực giao với mã bị trì hoãn mà người nhận của bạn đã khóa.

Ngược lại, nếu bạn đã gửi một xung sóng mang không được mã hóa, bạn sẽ phải chịu sự can thiệp của sự giao thoa mang tính xây dựng hoặc phá hủy khi chính xác xung của bạn đạt đến mức phát hiện của máy thu và do đó có TDOAs bị lỗi.