Svenska ElektronikForumet

Tänker jag fel här. Har ett litet projekt som jag funderat på i många år men som kanske eventuellt blir av. Det är en akustisk måltavla. Principen är ju att man känner av kulans ljudbang (n-wave) när den passerar tavlan.

Ljudnivån på ljudbangen är en hög postiv (tryckökning) i en brant spik som når upp till typiskt 145-160dB på 15us följt av en negativ i regionen 2/3 amplitud. Det är flera tusen pascal i tryck.

Jag tänker en riktigt snabb mems mikrofon, dels för att den har en liten port så det blir mer exakt vart ljudvågen träffat. Sen finns det så finns det riktigt snabba sådana så man får en mer tidsmässigt exakt indikering.

Jag tänker då 3st mems mikrofoner riktigt tätt i varje mottagare. Var och en triggar en komparator. Vid 2st av 3 så går puls ut hög. Om en mikrofon triggar för tidigt eller sent så blir resultatet ändå det samma. Sedan en mätning rakt igenom tavlan med en ultraljudssensor på ett bestämt avstånd för att avgöra ljudhastigheten. Miljön inuti ljudkammaren kan ju innebära olika temperatur i toppen och botten (varm luft stiger) så man får den genomsnittliga hastigheten.

Om jag nu vet att mikrofonen har en känslighet på -38dBv så innebär detta 13mV per pascal. Om jag nu vill trigga vid 120dB (max för mikrofonen är 130dB) som är 20pascal så borde det innebära 13mV * 20pascal = 0.26V vilket borde vara tillräckligt för en komparator att känna av utan föregående förstärkare. Eller tänker jag helt galet här?

En komparator liknar väl en open loop-opamp, och har därmed enorm förstärkning inbyggd. Vad får du ut ur mikrofonen dock, är det 0.26Vrms, 0.26Vpp, eller +0.26V? Om det är AC, blir komparatorn ledsen över negativa spänningar?

enklare att prova rent praktiskt

man kan även prova piezomikrofoner, eller lösa element

MEMS mikrofoner är väl digitala ?

Eller finns det både och.

Fanns det inte någon gammal tråd om detta med just mickrofoner i triangel för att räkna fram träffposition på tavlan. - lite klurig matematik men bör gå att få till då det finns kommersiella/militära system som arbetar på det sättet.

de flesta mickar kan gå lätt över 20 kHz men det är inte det som är viktiga utan man går på pulsvågsutseende och med signalanpassade filter kan man ganska noga säga vad 'mitten' av pulsen är (även om den är ganska kraftigt distorderad) och därmed tidsrelationer mellan pulserna och sedan av det kan göra beräkning på.

Det är förvisso mer komplicerat än enklare komparatoringång-lösnings men ger högre noggrannhet i de flesta fallen och klarar mycket större ljudtrycksvariationer mellan skotten - då att trigga på en flank kan ge olika tider beroende på styrka för att det tar på olika ställen i enveloppen även om pulsformen i sig är ganska lik..

Signalanpassade filter byggs typiskt på FIR-filterliknande lösning med önskade kurvformen i sin tidmässig speglade/omvända utseende (dvs. är önskade signalen att detektera ett svep från låg frekvens till hög frekvens (ubåtsping) så är signalanpassade filtret omvända form med att starta från hög frekvens och gå lågt) och har egenskapen att alla signaler som inte liknar pulsformen undertrycks medans ju mer lik signalen är (även om stora bitar fattas) desto större 'puls' får man och amplituden maxar i amplitud när hela kurvformen tar plats i filtret.

eftersom det är på skjutbana så måste man designa att mickarna inte är dyra och lätta att ersätta - då allt som kan skjutas bort blir också bortskjutet med tiden...

jag vill minnas en tråd för några år sig där man använde en DSP/FPGA för att behandla data-överföring över radio med dålig S/N och just använde signalanpassade filter i blocken för snabb processorkapacitet - men å andra sidan kan man prova i gnuradio och dess olika processblock om man kan få in micksignalen i tillräckligt många parallella kanaler (minst 3) och att dessa tas in på sampel tidssynkront (eller vet skillnaden mellan dem och att den är stabil och inte gittrar) .

Det här med n-wave är lite speciellt. Pulsens längd mellan positiv och negativ spik är inte konstant. Ju längre bort desto längre blir den. Själva konen i ljudbangen lutar med kulans riktning. Uppenbart egentligen då

Tittar man på akustiska upptagningar så ser man att stigtiden och nivån på den positiva pulsen är ganska häftigt, sedan faller det under en viss tid i en långsammare nästan linjär till negativ nivå.

Länkar till en bild. Mynningsknallen kommer senare och minskar avsevärt på lite avstånd

22hornet är ju inte något monster utan är klenare än 222rem.

https://www.researchgate.net/profile/Wi ... -et-al.png

Matematiken är knepig o jag kämpade ett tag med den o har formeln klar för mikrofonerna i en linjär array som kan sitta skyddat i botten av tavlan.

Mems mikrofoner finns med analogutgång och är angivna o klara 80kHz, de klarar säkert en bit högre än det.

Tanken är att göra en första beräkning och sedan ha en viss kompensering för stigtiden med avståndet till den slutgiltiga beräkningen.