Comments 66
Илья, титаническая работа! Однозначный зачет )

1) По мотору — при работе без нагрузки — по идее угол поворота хорошо согласуется с фазой питающего напряжения? Можно ли обойтись без энкодера?

2) По оптике — при увеличении фокусного расстояния объектива лазерного диода — апертуры объектива перестает хватать, и бОльшая часть излучения промахивается мимо объектива… В этом случае — точно не хватает, там по «быстрой» оси многомодовых лазерных диодов свет обычно под углом градусов 30 расходится, а то и выше… Признак того, что излучение зарезается — пятно квадратной формы, а не длинного прямоугольника 1:10. Можно относительно несложно найти диоды на 808нм с FAC — линзой, которая по второй оси поджимает излучение, и тогда можно использовать коллиматоры небольшой апертуры…

Так что я бы точно пробовал все завести с одиночной линзу с фокусным расстоянием 25-50мм и диаметром 12.7-25мм, с просветлением на ближний ИК. И в обоих случаях — черный корпус, распечатанный на 3Д принтере, чтобы не было переотражений…
Спасибо!

1. Мотором управляет специальная микросхема-драйвер, положение мотора она определяет по back-emf, и я не уверен, что в таком случае можно действительно точно определить положение ротора мотора. Подозреваю, что из-за неравномерности работы подшипника мотора могут быть ошибки.

2. Из того что я видел, у линзы лазера было два положения, в которых излучение было максимально сфокусировано, и пятно имело форму линии (вертикальной или горизонтальной). Я установил линзу в промежуточное положение — там размер пятна был наименьшим.

«Можно относительно несложно найти диоды на 808нм с FAC».
Насколько сложно их достать, и будут ли они хорошо работать в импульсном режиме?
По диодам — думаю у меня есть образцы, можно протестировать. c-mount…
Но по импульсному режиму ты прав, они CW. Может быть и выживут…
Только у c-mount мощность обычно где-то до 7-10 Вт, а здесь 75 Вт. Здесь бы больше подошло что-нибудь с волоконным выходом, но там цена совсем иная. Ещё как вариант собрать твердотельный лазер, например из той же зеленой мощной лазерной указки, заменить в ней диод накачки на более мощный, и удвоитель на NdYAG:Cr+4 cразу с напыленным на него выходным зеркалом, там и длительность импульса сразу будет 1-5нс, и энергетика неплохая.

У китайцев были c-mount с FAC, видел и в TO с FAC. Самим приклеить FAC на c-mount та ещё задача, там зазор должен быть где-то 10-50мкм, если не изменяет память. С импульсами 50-250мкс работают без каких либо проблем.

Зависимость задержки от амплитуды можно убрать если на компаратор подавать не дифф. выход усилителя напрямую, а сравнивать сигнал с инвертированным сигналом, но задержанным на половину длины импульса. В таком случае момент перехода через ноль от амплитуды сигнала зависеть перестаёт.
И почему tdc-gp21, а не tdc7200?
Я слышал про такой метод, но в таком случае требуется каким-то образом делать линию задержки на строго определенную длительность импульса.

tdc-gp21 показалась мне более доступной, для нее есть в продаже дешевые китайские отладочные платы (ранние варианты дальномера были сделаны именно на такой плате). Плюс размеры микросхемы немного меньше.
Пара метров коаксиального кабеля.
Да и импульс ещё укоротить можно.
Пару метров кабеля в маленький объём не засунуть.
Импульс укорачивать можно, но до определенного предела.
по фотографии размеры выглядят как 50х50х150мм,
0.4м периметр витка вокруг длинной грани, укоротить импульс чтобы 2-3 витками обойтись.
А в сторону TDC-GP2 не смотрели? Стоит чуть дороже, но и сам производитель рекомендует её для лидаров, на ряду с GP1 и GPX.
TDC-GP2 вроде бы не сильно лучше? Из ее даташита:
The BIN size (LSB) is typically 65 ps at 3.3 V and 25 °C ambient temperature. The RMS noise is about 50 ps (0.7 LSB).

У TDC-GP21 в Measurement mode 1 BIN size = 90ps, Standard deviation Measurement Mode 1: 45ps.
В любом случае, у меня пока больше проблем в схемотехнике — фронты сигнала слишком пологие, так что маскимальное разрешения TDC и так хватает.

Я во время реверс-инжиниринга лидара Leuze сталкивался с TDC-GPX.
Самая крутая микросхема TDC у AMS: ams.com/tdc-gpx2, но она дорогая — 55$ и у нее неудобный LVDS выход.
>и у нее неудобный LVDS выход.
Но управление по SPI, в отличие от параллельного у TDC-GPX.
А с пологими фронтами в данном случае почти ничего и не сделать. Ладно бы токи были маленькие. Те же драйверы для электрооптики выдают крутые фронты, но там ток крайне мал, в отличие от напряжения в киловольты.
У приличных дальномеров фронты меньше 1 нс бывают, и длительность импульса по 4 нс и меньше.
У меня довольно посредственный драйвер MOSFET, rise time 4 нс. Лучше бы на более быстрый переходить, плюс нужно бороться с паразитными индуктивностями.
Вот какие вещи бывают:
www.ti.com/tool/TIDA-01573
epc-co.com/epc/Products/DemoBoards/EPC9126.aspx
epc-co.com/epc/Products/DemoBoards/EPC9144.aspx
У TI интересное решение, спасибо за наводку. А то с субпикосекундными и наносекундными твердотельными лазерами работаю, а что есть уже готовые 1нс драйверы для диодов и не знал.
P.S. А не было в планах затермостабилизировать и охладить фотодиод посадив его на Пельтье, по тому принципу, как это сделано в модуле из лидара на который вы ссылку приводили. Правда для близких расстояний это не особо надо, но на 50м уже оправданным будет.
Охлаждать фотодиод не думал — очень уж муторное занятие.
Целью проекта было сделать максимально простое устройство, доступное для повторения.
Даже относительно дешевые лидары вполне могут измерять и большие расстояния: lightwarelidar.com/pages/product-overview
Охлаждать фотодиод для уменьшения собственных шумов в данном случае действительно излишне, а вот держать его в точке максимального SNR напряжением стоит попробовать. Фотоусиление (M) у него неплохое, но нужно стоять вблизи напряжения лавинного пробоя. Сейчас же (без температурной коррекции) видимо приходится далеко уходить от этой точки теряя усиление.
По зеркалу: не знаю есть ли особенность именно с зеркалом, но стекло можно ножницами в воде вырезать практически любой формы из заготовки подходящего размера. Просто ножницы (не обязательно сильно острые) и полное погружение стекла в воду.
Скажите честно — вы пробовали? Это настолько мало предсказуемый процесс, что проще вырезать другими методами… или перепортить сотню заготовок…
Лично вырезал круглое стекло для фонарика (диаметром сантиметров 5).
Приходилось еще углы на одном стекле подрезать — там с рамой куда стекло ставилось были некоторые неприятные особенности.

В чем там чудо — пытались даже ученые в каком-то исследовании объяснить. Но вода просто реально делает со стеклом какое-то чудо, оно начинает откалываться мелкими кусочками, почти не отклоняясь от линии заданной ножницами.
Охрененно! Просто офигительная работа!
Расчитываете ли довести свой лидар до 3D? Еще один мотор или зеркало сложной формы?

Как-то раз разговаривал со знакомым полу-физиком, он топил за chirp-модуляцию для лидаров. Типа утверждал что можно будет снизить мощность лазера, поднять чуствительность и даже чуть ли не сканировать сплошной линией, а не отдельными точками. К сожалению я далек от этой темы, но представляю себе это как разницу между AM и FM радио. Как вы думаете, реальна ли такая байда? Я могу представить как механически (или правильно сказать оптически) модулировать частоту излучения у светодиода, но как принимать сигнал — не понятно. Да и глупо механически, надо все делать как-то электронно.

А вообще было бы интересно получить опытный образец. Может какие-нибудь китайцы заинтересуются и займутся производством?
3D делать не собираюсь — у меня уже и так есть 3D сканер: habr.com/ru/post/396357

Лазерные дальномеры с перестройкой частоты есть, они относятся к классу фазовых, со всеми соответствующими сложностями электроники.
И модулировать, и принимать свет высокой частоты не является большой проблемой — даже в современных оптоволоконных сетях частоты выше ГГц. В случае дальномера уровень принимаемых сигналов низкий, что создает сложности.
Описание дальномера такого типа я находил здесь: www.kit-e.ru/articles/elcomp/2010_9_78.php
Попробуйте такой вариант измерения расстояния:
1.Формирователь импульса с двумя входами запуска (формирует импульс длительностью 10 нс)
2. Подаете запускающий импульс на один из входов (с контроллера).
3. Лазер формирует импульс, он отражается возвращается на приемник.
4. Сигнал с приемника (после аналогового усиления, фильтра, компаратора) поступает на второй вход формирователя.
5. Формируется следующий импульс (подается на второй вход формирователя), выполняем +1 к счетчику и GOTO 3

При работе такой системы сформируется некоторая частота, пропорциональная расстоянию до отражающего объекта. Шумы по фронтам отдельных импульсов уменьшаются из-за нормальности распределения (примерно как корень из числа накоплений).
Измеряем частоту установившихся колебаний (частотомер при большом времени измерения устройство тривиальное — вариантов море). Частота и будет определять расстояние до цели плюс некоторое смещение (задержка приема + задержка передачи), которое нужно измерять периодически (зависит от параметров аппаратуры). Для расстояния до 100 метров ожидаемое время измерения одной точки 10 мкс, что позволяет выполнять развертку в 360 градусов и шагом в 0.1 градуса с числом оборотов 25 Гц.
Как автор данного метода (сильно надеюсь — инет не откликается) разрешаю всем пользоваться данным алгоритмом работы лидара.
Забыл момент: Точность измерения будет одинаковой для всех расстояний (от 1 мм до 100 метров), в итоге измерение производится одинаковое время, измеряемый интервал всегда равен примерно 10 мкс и его можно измерить даже таймером микроконтроллера точнее 1%.
Насколько я знаю, этот метод называется рециркуляционным: пример сообщения на форуме из 2009 года
Ну и древний патент от 1992 года:
patentimages.storage.googleapis.com/2a/00/1e/adfc8bdcbd2d0f/US5309212-drawings-page-3.png

Главная проблема метода — если частота импульсов будет слишком большая, то мощный лазер перегреется и также он будет опасен для зрения. А низкую частоту не получить, либо городить какие-то линии задержки.
Печаль ((
Ну да мы ВЕЛОСИПЕДОВ не боимся ))
Кстати почему не используют?
Спасибо за Вашу статью, работа проделана очень большая.
Прочитал на одном дыхании, вынес для себя информацию о существовании специализированных микросхем для УЗ расходомеров, да ещё от такой хорошей компании как AMS. Очень полезно, спасибо ещё раз.
Кстати, для BLDC есть такая микросхема, как L6234D. Она стоит, например, в плате управления подвесом камеры Alexmos. Эта микросхема, совместно со специально перемотанными моторами, позволяет вращать мотор на любой угол и с любой скоростью. Моторы применяются с большим числом витков тоненьким проводом, т.е. это не классические аутраннеры, а оооочень меедллеенные аутраннеры =). Вот типа таких.
Про L6234D я слышал, но это просто силовая микросхема, к ней еще нужен управляющий контроллер, который тоже придется программировать, плюс она достаточно крупная.
Кстати, а можно ли приколхозить для поворота зеркала (в ограниченном секторе) коромысла с магнитной системой от HDD?

Или использовать зеркало с мотором от лазерного принтера.
Зеркало к приводу головок от HDD приделать можно, но этим приводом управлять достаточно сложно. Плюс привод маломощный, а инерционность у достаточно крупного зеркала будет большой.
Зеркала от принтера с трудом хватит только на перемещение луча лазера, в таком случае придется использовать широкоугольный объектив, а они обычно не светосильные. Может еще что-то потребуется, вроде цилиндрических линз, тут я точно сказать не могу.
так как нужно исследовать поведение APD во всем нужном диапазоне температур.
Исследовать не нужно. Посмотрите в документации на APD должен быть температурный коэффициент с размерностью Вольт/Градус. Выберите себе рабочую точку на кривой «Усиление от Напряжения» (температура там должна быть указана) и пересчитывайте напряжение под текущую температуру.
Хорошо, когда такая зависимость есть. Но чаще всего в даташитах ее не приводят, вот пример: даташит на AD500-8
Также я встречал даташиты, где даны зависимости усиления от напряжения для серии температур. Тут-то и спрятана проблема: усиление одновременно зависит и от напряжения, и от температуры, так что одиночным графиком явно не обойтись.
В указанном даташите в таблице смотрите: Temperature coefficient 0.45 Вольт/Градус Кельвина.
Спасибо, никогда раньше не обращал внимание на этот параметр.
Крутая работа. Скажите, а на любительском уровне реально ли построить лазерный дальномер, которым можно измерить расстояние до Луны? К примеру, имея бюджет 1000 долларов. Интересуюсь чисто из любопытства.

И еще вопрос, что у вас за осциллограф?
На любительском уровне — наверно, нереально (если, конечно, у вас не стоит на даче телескоп с метровым зеркалом).
Осциллограф — TDS540 с Ebay.

Некоторые цифры по измерению расстояния до луны приводятся в статье https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_Laser_Ranging_experiment — диаметр пятна на луне — единицы километров, самый крупный ретрорефлектор LRRR имеет размер 105 на 65 см, апертура телескопа — 2.5 метра (telescope aperture of 100 inches is needed), детектируется примерно 1 фотон из 10^17 отправленных, отраженный луч дает пятно размером 16 км на Земле (almost ten miles in diameter when it reaches the Earth).


At the Moon's surface, the beam is about 6.5 kilometers (4.0 mi) wide[9][i] and scientists liken the task of aiming the beam to using a rifle to hit a moving dime 3 kilometers (1.9 mi) away. The reflected light is too weak to see with the human eye. Out of 10^17 photons aimed at the reflector, only one is received back on Earth, even under good conditions.

Еще есть ссылки в https://www.reddit.com/r/askscience/comments/qw30x/can_an_amateur_astronomer_test_the_lunar_laser/ и в ответе на вопрос BarsMonster https://physics.stackexchange.com/questions/82276/amateur-moon-laser-ranging

Для технического маньяка, способного на коленке собрать лидар, не должно создавать больших трудностей сделать метровое вогнутое зеркало: нужен всего-то метровый таз, подвешенный на веревочках к равномерно вращающемуся моторчику. Заполните таз эпоксидкой и через пару часов вы получите почти идеальную параболическую поверхность. Из за возникающих при отверждении внутренних напряжений процедуру стоит проводить в два этапа: отливка массивного остова и доотливка окончательной поверхности. Остается нанести (например гальванически осадить) немного серебра и отполировать поверхность тряпочкой.

Если бы все было бы так просто, то все астрономы-любители так поступали.

В биографии известного американского физика Роберта Вуда, как раз описан принцип создания жидкого зеркала из ртути, как раз по тому же принципу что описали выше.
Но то был конец 19 века, ртуть ещё и лечили :)

Большие зеркала для телескопов льют тоже с применением этого фокуса: эквипотенциальная поверхность вращающейся в земном поле системы отсчета как раз и есть идеальная парабола.

Для разглядывания звезд эпоксидное зеркало может и не сгодится, но с помощью него и маленькой линзы увеличить диаметр лазерного луча у вас наверное все-таки получится.
Чтобы сказать точно, надо оптику вспоминать.
Я думаю, что идеальная парабола выйдет только в случае идеальных условий — нужны абсолютное отсутствие вибраций и прецизионная балансировка емкости.
Нужно как-то дегазировать вещество перед заливкой или после нее.
Подозреваю, что даже градиенты температуры застывающей массы могут приводить к неравномерному застыванию — а значит, могут приводить к ухудшению формы.
Есть подозрение, что описанным образом делают не сами зеркала, а заготовки для них, которые потом шлифуют и полируют традиционными методами.
Хорошая работа, кстати в лазерных принтерах я видел развёртку луча тоже с помощью БК мотора но в место зеркала там находился хорошо отполированный шестигранник, это позволяло 6 раз сканировать фото барабан за 1н оборот, может вам стоит тоже использовать такую развёртку.

Ещё более интересная развёртка электронная где лазеры объединяются на одной плате и засечёт управления фазой происходит отклонение луча, не знаю достижимо-ли это в домашних условиях но преимущества электронной развёртки очень большие и по скорости сканирования и по «углам наводки».

Автор молодец, тут спору нет. Однако, чувства двоякие.


На дворе век кодеров со стековерфлоу, которые тяжелее мышки давно ничего в руки не брали, а сфера микроэлектроники считается чем-то космическим. На рынке труда это или редкие стартапы, или военка, где вот я например.


Статья покрывает почти весь цикл разработки изделия и смотрится внушительно… но с точки зрения того, кто регулярно в этом крутится, всё чудо улетучивается. Обычное очередное изделие, которое, как правило, за месяц (и после ещё полутора на доставку компонентов и изготовление конструктива) превращается из концепта в изделие, которое работает и готово к применению.


Пару китов от техаса или линеаров в 2020 передрать и сделать мощное изделие — ноу проблем эт олл. Жалко, что железная тема считается чудом, ведь на самом деле нет ничего сложного, если, конечно, речь не идёт о реальной аналоговой схемотехнике или высокоскоростных интерфейсах)

Осмелюсь предположить, что тупо лень. Далеко не каждый свой успех люди выкладывают в интернет. Вот я, например, не торопясь делаю линукс-машину с RTL SDR, PoE, опционально зарядник с балансиром, IP68 и, быть может, не поленюсь ещё раз сыграть в HDMI-рулетку, вынеся его на плату расширения. Габарит материнской платы не превышает размеры кредитки, за корпус… ну, любая гаинтовская коробка подойдёт, профессиональная деформация на советские или сертифицированные по MIL-STD разъёмы и герметизация корпусов)) С linux from scratch тоже поиграться можно.

Зачем? Да прикола ради. Свой флайтрадар-бокс + некоторое саморазвитие в области платформы, на которой веду одно из изделий. Выливать в оупенсоурс не шибко охота, ибо это ответственность перед коммьюнити как за косяки в платах, так и возможно корявый код. Будут подмывать мысли о коммерции, но считаю, что в моей РБ это так себе тема на данный момент.

Считаю, что таких же жизненных ситуаций по миру вагон и маленький контейнеровоз с тележкой. К тому же многим банально не хватает опыта и смелости сделать своё, что тоже вполне нормально, поэтому они заказывают кит и делают из них самоделки, дорога на Digi-Key открыта всем)

P.S. Дабы не было недопонимания, я реально рад, что есть энтузиасты и что проекты, подобные этому, появляются и существуют.
Если кто-нибудь возьмется в качестве хобби делать что-нибудь в сфере, которой до этого не касался, то он потратит довольно много времени, чтобы сначала разобраться в теме, а потом, чтобы реализовать в железе. Причем параметры изделия скорее всего получатся «так себе». Но для человека это будет большой успех.
но с точки зрения того, кто регулярно в этом крутится, всё чудо улетучивается


Те, кто регулярно в данной теме крутятся скорее всего не имеют права разглашать подробности и тем более не будут делать открытых проектов.
Обычное очередное изделие, которое, как правило, за месяц (и после ещё полутора на доставку компонентов и изготовление конструктива) превращается из концепта в изделие, которое работает и готово к применению.

Работает и готово к применению — это немного разные вещи. Как правило в железе после получения результата «работает» начинается долгая фаза индустриализации, включая все сертификационные и прочие испытания на эмс, безопасность и т.д. И это совсем не месяц.

Вот у автора статьи, например, уже есть три потенциальных барьера для «готово к применению»:
— чувствительность к WiFi — которая потенциально приведет к переделке схемы
— безопасность лазера/защита от поражения лазерным лучём — которая может привести к переделке схемы — если сертификатор зарубит эту схему.
— температурная зависимость, которая приведет к новой прошивке и калибровке.

Только эти три проблемы (не считая более мелких), помимо изменения плат, приведут к инвалидации всех уже проведенных тестов и, возможно, изменению прошивки. И месяца там и близко не получится, если решение не найдется быстро. Причем тут уже не концептуальная фаза — придется балансировать также и конечной стоимостью изделия и если она вылезет за разумные пределы, то в принципе можно было бы и не начинать.

Так вот умение сделать все правильно с первого раза, знать и оценивать проблемы, которые нужно устранить в конечном изделии — это и есть чудо.
Помимо алюминиевого зеркала, там и на непросветленных поверхностях в объективах по 4% теряется. Поэтому на одиночной линзе и энергетика выше.
А расходимость по быстрой оси можно попробовать скомпенсировать короткофокусной цилиндрической линзой.
Там на линзах действительно много теряется, по 20%.
Одиночная линза фотоприемника, про которую я упоминал в тексте, в первую очередь просто большой диаметр имела — 25 мм, против входного зрачка готового объектива в 14 мм.
Потрясающая работа!!! Моё почтение!

Есть такая мысль, посылать вместо одиночного импульса последовательность Баркера. Прелесть в том, что её автокорреляция даёт максимум в одной точке (при нулевом смещении), что просто идеально для детектирования времени пролёта. Это увеличило бы помехозащищённость или даже позволило бы снизить мощность излучения. Но реализация на порядок сложнее, да и без FPGA никак вообще. Есть много статей про TDC на FPGA, в некоторых умудряются получать разрешение до 10ps. Разумеется там тоже всё PVT- нестабильно (process, voltage, temperature), без калибровки никак.

Представляю это примерно так. Нужно 2 TDC. Один будет ловить импульс исходящий из FPGA (loopback), второй будет ловить тот, что прилетит с фотоприёмника. С помощью автокорреляции по регистрам состояний обоих TDC, находим точное положение импульса loopback и того, что прилетел. Зная точное положение, знаем расстоянием между ними. Нивелируем все прочие фиксированные задержки при прохождении сигнала и получаем время пролёта. Просто… да непросто.

При двух TDC точность будет страдать. Поэтому делают один, который измеряет временные отметки с одного счётчика для нескольких событий.
Слать последовательность плохо тем, что потом это не обработать на таких частотах — любая сколько-либо сложная схема приведет к тому, что её невозможно будет откалибровать.
Можно же не один импульс слать, а пачку и потом пропускать через полосовай фильтр и орабатывать. Тем более, что даже выбранная микросхему это умеет.
Более того, зачем FPGA если упомянутая GP22 именно так и работает (только с одиноными импульсами или пачками импульсов) и даёт разрешающую способность до 22 пс.

Илья, приветствую. Присоединюсь к поздравлениям, очень круто!
Выложили пост со ссылкой сюда Ros.org в русскую версию форума.
И вопрос, можешь выложить образ на Orange Pi PC, на котором запущен ROS с работающим SLAM?
Спасибо за поддержку.
Я глянул, на discourse.ros.org уже написали про этот проект.
У меня на Orange Pi PC очень старая версия и Linux, и ROS — времен 2016 года.
А вот вот этот узел, использованный для навигации, кому-то может быть и интересен: github.com/iliasam/ROS_simple_nav
Очень стрёмная идея делать лидары самостоятельно!
Потому что обязательно найдётся идиот желающий поставить лазер помощнее наплевав на безопасность и свою и случайных прохожих! :(
image
И где же «идиот» найдет импульсный лазер, еще большей мощности, чем у меня?
Лазерный дальномер — вообще сложное устройство, собрать его — это не диод из DVD к батарейке приделать.
Лазерный дальномер — вообще сложное устройство, собрать его — это не диод из DVD к батарейке приделать.

И при этом его можно купить всего за 1000 рублей. С корпусом, экранчиком и батарейками, готовый к использованию.

И что с того, что его можно купить?
Дешевый дальномер для сканирования приспособить проблематично.
Так это последствия от CO2 лазера. В серьезных времяпролетных дальномерах используют твердотельные лазеры либо на Nd:YAG, Nd:YVO4, Yb:YAG и прочее, которые генерируют на 1030-1064нм, там немного другое взаимодействие с глазом будет. Либо Yb,Er:YAG который генерирует на 1535нм и является вообще безопасным для глаз.
***
Фазовые:
У этих дальномеров есть преимущества:
— Высокая точность измерения расстояния. Может падать при увеличении отношения сигнал/шум.
***
Если это не опечатка, то интересен механизм такого падения, поясните пожалуйста.

Да, и самый главный вопрос — а зачем это всё? Есть ли какая-то цель создания дальномеров, или это чисто развлечение?
Это опечатка была, я ее поправил. Сбазибо за замечание.
Я дальномеры делаю просто для саморазвития.
Странные у вас результаты по точности измерения. Я тут потестировал GP-22 и если всё делать правильно (а описание там просто ужасное), то у вас должна была получиться точность ~1 см на расстояниях до десятка (нескольких десятков?) метров. Нужно смотреть в сторону стабильности параметров компаратора или вводить отдельную цепь для периодической калибровки (с выхода усилителя прямо на компаратор).
На близких расстояниях (2-4м) при хорошем отражении разброс значений составляет 2-3 BIN.
Ну а с падением амплитуды SNR падает, вот шумы и вылезают.
Есть большая проблема с крутизной фронта самого лазера — там сейчас 10 нс rise time.
У использованного TIA есть интересная особенность — в насыщении, которое наступает довольно быстро, фронт становится очень крутым (на гифке статье это видно), что заметно улучшает точность.
У меня TDC-GP21.
Чтобы иметь возможность измерять время для двух каналов: STOP1/STOP2, я не использую режимы повышения разрешения.
TDC в таком случае можно использовать только в «Measurement mode 1».
Как вариант можно поставить не одну поверхность для калибровки, а две и решать уравнение a+k*L. При правильной работе с GP22 и с простейшей фильтраций и усреднением должна получиться точность порядка 22 пс и менее сантиметра на десяток метров.
Единственная засада в том, что вторая поверхность должна быть на расстоянии хотя бы в пять раз большем, чем первая, т.е. нужно несколько зеркал, чтобы уложиться в разумный габарит. Или использовать световод, уж, не знают как он себя на ИК ведёт.
Вы, кстати, надеюсь при самокалибровке ноля строите именно калибровочную повехность по нескольким точкам с фильтрацией и поиском кратчайшего расстояния? Иначе ноль будет заметно плавать.
Как я уже написал, все проблемы с точностью связаны с аналоговой частью — фронты слишком затянуты, плюс шумы присутствуют.
В программе при калибровке измеряется расстояние до одной и той же точки пластинки (для нулевого угла), результат пропускается через экспоненциальный фильтр.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.