Hallo liebe Elektronik-Experten! Ich möchte aus einem Amplituden-modulierten Signal dessen Trägerwelle bei 40kHz liegt ein Gleichspannungs-Nutzsignal gewinnen welches dann per A/D Wandler und uC eingelesen werden kann. Wenn ich das soweit richtig verstanden habe, reicht dazu ein einfacher RC-Tiefpass aus, korrekt? Meine Frage ist jetzt nur wie ich den Widerstand und Kondensator dimensionieren muss, da mein Nutzsignal eigentlich mit 0Hz vorliegt. (Es geht um Abstandsmessung und während der paar Mikrosekunden Sampling-Zeit kann keine nennenswerte Änderung erfolgen) Was sollte man hier als Grenzfrequenz anpeilen? Vielen Dank für die Hilfe!! Marko
Einfachste Methode wäre ein Hüllkurven Detektor oder Diode Envelope Detector. Oder das Modulierte Signal mit dem Träger wieder multiplizieren.
Hüllkurvendetektor war die Idee, aber welche Werte für R und C sind angebracht?
Mir kommt es vor, als wenn die Antwort von Ano Nym noch ergänzt werden könnte um völlige Klarheit zu schaffen. AM wird nicht mit einem RC-Tiefpass demoduliert. Das wird klar, wenn Du Dir das Spektrum einer AM-Modulation anschaust. Die Leistung ist um das die Frequenz des Trägersignales herum verteilt. Mit einem RC-Tiefpass, mit einer Grenzfrequenz in der Grössenordnung des Modulationssignales wirst Du garnichts am Ausgang erhalten. Wäre die Grenzfrequenz etwa im Bereich der Trägerwelle um z.B. das untere Seitenband auszufiltern, erhälst Du zwar ein Signal aber immer noch ein moduliertes Signal, das obendrein auch wieder bei einer viel höheren Frequenz als das modulierte Signal liegt. Notwendig sind die von Ano Nym genannten Schaltungen (oder auch andere mit gleichem Zweck).
Ihr habt natürlich völlig recht, Tiefpass war Blödsinn, da habe ich was durcheinander gebracht. Ich meinte eigentlich von Beginn an Hüllkurvendemodulator, sorry dafür.
>Hüllkurvendetektor war die Idee, aber welche Werte für R und C sind >angebracht? Du solltest mal nach "Hüllkurvendetektor" oder "Spitzenwertdetektor" vielleicht mit dem Zusatz "Dimensionierung" googeln. Der Kondensator bildet mit der Ausgangswiderstand der vorhergehenden Schaltung und der Diode den Widerstand des Tiefpasses, so das man Dir keinen konkreten Wert angeben kann, denn wir kennen ja weder die vorhergehende Schaltung noch die Diode. Am besten Du probierst nach einer groben Enschätzung dieser Kombination, d.h. deren Gesamtwiderstand, einige Kondensatoren aus. Der Widerstand parallel zum Kondensator symbolisiert erstmal nur die nachfolgende Last.
Entschuldigt, ich wollte zum googlen animieren :) Ich schau daheim - wenn ich bis dahin noch dran denke und mein Hirn nicht all zu weich gespült ist durch die Büro Luft und Excel Tabellen - mal und poste eine kleine PDF wo ich meine das halbwegs korrekt erklärt zu haben.
Marko T. schrieb: > ... da mein Nutzsignal eigentlich mit 0Hz vorliegt ... Ein Nutzsignal mit 0 Hz gibt es nicht, wenn du damit irgendetwas übertragen möchtest. Guck dir die (echte) Bandbreite deines Nutzsignales an. Dann kannst du dein demoduliertes Signal mit einem passenden Tiefpaß in der Bandbreite begrenzen und dazu die passende Abtastfrequenz für den ADC wählen. Mehr läßt sich ohne genauere Info zum Signal nicht sagen.
>Ein Nutzsignal mit 0 Hz gibt es nicht, wenn du damit irgendetwas >übertragen möchtest. Nun, das ist leider so nicht richtig. Stille kann durchaus eine Nachricht sein, wenn sie nicht die einzig mögliche ist. Z.B. die fehlenden Abwaschgeräusche der bei Ihrer Mutter weilenden Hausfrau.
Guru schrieb: > Stille kann durchaus eine Nachricht sein, wenn sie nicht die > einzig mögliche ist. Bei einer Bandbreite von 0 Hz gibt es aber keine Chance, in den anderen Zustand zu wechseln. Damit ist es keine Information.
>> Stille kann durchaus eine Nachricht sein, wenn sie nicht die >> einzig mögliche ist. >Bei einer Bandbreite von 0 Hz gibt es aber keine Chance, in den anderen >Zustand zu wechseln. Damit ist es keine Information. Genau das sagt mein Absatz ja auch: "wenn sie nicht die einzig mögliche ist". Genau genommen hat ja der TO nicht geschrieben, das die Bandbreite 0Hz ist, sondern "da mein Nutzsignal eigentlich mit 0Hz vorliegt". Das ist wörtlich genommen sowieso Unsinn, also darf man es nicht wörtlich nehmen zumal der nachgefragte Tiefpass ohnehin auch 0Hz durchlässt (nach ein paar Tau). Du magst zwar, wenn Du das wörtlich nimmst, recht haben, aber das bringt die Diskussion nicht weiter, denke ich. Die TOs hier drücken sich sehr oft nicht korrekt aus. So oft, dass es, denke ich, nur dann Sinn macht sie zu korrigieren, falls dies direkt die Frage beantwortet. Aber lassen wir das besser. Du wolltest es nur bemerken. Ich wollte es nur bemerken. Kein wirklich ernstes Thema.
Vielen Dank schon mal für die vielen Infos. Offensichtlich habe ich hier einiges noch nicht richtig verstanden. Ich hatte gelesen, dass man bei einem Signal welches sich innerhalb des Integrationszeitraums nicht verändert von einer Frequenz der Nutzinformation von 0Hz (und somit einer Gleichspannung) spricht. Vielleicht noch ein paar Informationen zum Kontext: es geht um einen Distanzmesser, eine IR-LED sendet ein gepulstes Signal (40kHz) aus. Daneben ist eine Fotodiode montiert, welche Licht das von einem Objekt reflektiert wurde empfängt. Die Fotodiode ist an einen Transimpedanzverstärker gekoppelt, gefolgt von einem Bandpassfilter. Als letzte Stufe fehlt mir jetzt eben noch der Demodulator, der mir wieder eine Gleichspannung erzeugt welche ich dann mit dem Mikrocontroller auswerten kann. Und wie ich genau diesen korrekt dimensioniere konnte ich bisher noch nicht herausfinden. Ich werde mich mal noch weiter in das Thema einlesen, bin aber natürlich weiterhin für Links, Texte, Beispiele oder Erklärungen sehr dankbar! Viele Grüße! Marko
>Ich hatte gelesen, dass man bei einem Signal welches sich innerhalb des >Integrationszeitraums nicht verändert von einer Frequenz der >Nutzinformation von 0Hz (und somit einer Gleichspannung) spricht. Das kann man so sagen, wenn man will. Im Gegensatz zu Deinem Satz aber ist hier eine zeitliche Einschränkung gemacht; ein bestimmter begrenzter Zeitraum genannt. Ganz allgemein aber lässt sich ohne Änderung von irgendwas keine Information übertragen. D.h. in einem der Integrationszeiträume vor oder nach dem fraglichen wird ein anderes Signal übertragen um eine Information zu vermitteln. Für den Tiefpass ist eine Sichtweise "über alles" also über den gesamten Betriebszeitraum nötig oder aber die Extremfälle. Genau genommen trifft der Fall einer Nutzinformation von 0Hz nur punktuell zu. Zu anderen Zeiten wird eben ein Signal, eine Änderung vorhanden sein. Für Deine Anwendung bräuchtest Du übrigens nur in gewissen Fällen, die Du hier nicht unterscheidest einen AM-Demodulator. Und zwar dann wenn Du z.B. die Entfernung abschätzen willst und/oder Objekte mit verschieden starkem Reflektionsvermögen unterscheiden willst. Gibt es nur eine Art von Objekt das voll reflektiert und kommen sonst keine Objekte oder reflektiert sonst nichts im Strahlweg irgendwann die IR-Strahlung dann reicht es das Signal selbst (evtl. nach Gleichrichtung) mit einer Schwelle zu vergleichen. Denn amplitudenmoduliert wird das Signal ja nur wenn sich die Objekte in veränderlicher Entfernung befinden oder Objekte mit unterschiedlichem Reflektionsgrad vorkommen. Das nur so als kleine Ergänzung.
Genau, es geht um die Messung der Entfernung zum Objekt! Leider finde ich bei google bisher immer nur die Grundschaltung und keinerlei Informationen zur Dimensionierung der Bauteile...
>Leider finde ich bei google bisher immer nur die Grundschaltung und >keinerlei Informationen zur Dimensionierung der Bauteile... Nun, die Antwort haben wir Dir schon gegeben. >Der Kondensator bildet mit der Ausgangswiderstand der vorhergehenden >Schaltung und der Diode den Widerstand des Tiefpasses, so das man Dir >keinen konkreten Wert angeben kann, denn wir kennen ja weder die >vorhergehende Schaltung noch die Diode. Am besten Du probierst nach >einer groben Enschätzung dieser Kombination, d.h. deren >Gesamtwiderstand, einige Kondensatoren aus. Es ist sinnlos, jedenfalls aber unendlich aufwendig, für jede einzelne Schaltung deren Dimensionierung sich aus allgemeinen Grundsätzen ergibt, diese noch auf die Schaltung anzuwenden. Im übrigen gilt in der Elektronik, dass man in der Praxis nicht alles rein durch Berechnung bestimmen kann. Deswegen macht man Schätzungen und probiert dann aus.
Wenn es dir nicht um das letzte Quentchen geht, nimm einen fertigen IR-Empfänger der für IR-Fernbedienungen gedacht ist. Die sind recht gut. Oder nur ein dafür gedachtes IC und klemmst die Fotodiode extern an. Achso, soll das Ausgangsssignal analog oder digital sein?
>Achso, soll das Ausgangsssignal analog oder digital sein?
Wenn Du den Thread erstmal gelesen hättest, bevor Du geantwortet hast,
wüsstest Du es.
Meine Güte!
Ist wohl einfach zu warm hier? Ehrlich gesagt, nach so viel Text habe ich den Anfang bereits vergessen.
Ok, vielen Dank! Dann werde ich mal versuchen den Widerstand der vorhergehenden Schaltung bis zurück zur Fotodiode zu berechnen. Wenn ich das richtig verstanden habe muss dann R*C > 1/40kHz sein, richtig? Möglichst nah daran oder eher weit größer? Gibt es bei der Wahl der Diode etwas zu beachten?
Abdul K. schrieb: > Oder nur ein dafür gedachtes IC und klemmst die Fotodiode extern an. Ich wusste gar nicht, dass es das als separaten IC gibt. Kannst du da einen speziellen empfehlen?
Je nach dem wie hoch die Spannung ist (wird bei einer IR LED nicht so hoch sein) kannst du auch erst einen Buffer (Impedanzwandler) vor den demodulator setzen. Die sind recht empfindlich wie ich rausgefunden habe. Ich poste später nach Feierabend mal die zwei Formeln die ich im Rahmen meiner Arbeit gefunden/erörtert habe um R und C zu bestimmen.
Ano Nym schrieb: > Je nach dem wie hoch die Spannung ist (wird bei einer IR LED nicht so > hoch sein) kannst du auch erst einen Buffer (Impedanzwandler) vor den > demodulator setzen. Die sind recht empfindlich wie ich rausgefunden > habe. > > Ich poste später nach Feierabend mal die zwei Formeln die ich im Rahmen > meiner Arbeit gefunden/erörtert habe um R und C zu bestimmen. Das hört sich sehr interessant an, wäre super wenn du dafür die Zeit findest!!
>Dann werde ich mal versuchen den Widerstand der vorhergehenden Schaltung >bis zurück zur Fotodiode zu berechnen. Hm. Es reicht, wenn Du an der letzten aktiven Stufe vor dem Demodulator beginnst. >Wenn ich das richtig verstanden habe muss dann R*C > 1/40kHz sein, >richtig? Wenn Du was richtig verstanden hast? Ein Tiefpass trennt die Signale nicht absolut sondern senkt sie mit zunehmender Frequenz im Pegel ab. Irgendwann wird der Pegel dann so niedrig, das er nichst mehr bewirkt. Je näher die Grenzfrequenz an den 40KHz ist, desto mehr wird davon durchgelassen. Allgemein gilt, pro Oktave 3dB. Das ist Deine obere Grenze. Die untere Grenzfrequenz wird davon bestimmt welche "Anderungsgeschwindigkeiten" Du noch erfassen willst. Je niedriger sie ist, desto niedriger kannst Du die Grenzfrequenz machen und damit mehr Anteile vom Träger ausschliessen. Willst Du hohe Änderungsgeschwindigkeiten erfassen und wird Dir die Grenzfrequenz zu hoch kannst Du mehrstufige (evtl. aktive) Tiefpässe verwenden. Entschuldige, aber das sind doch ganz allgemeine Gedankengänge über Grundlagen. Bist Du Schüler oder Student oder in was kann man bei Dir voraussetzen? Wenn man das wüsste, könnte man gezielter antworten.
Ist die Frage obs 100% richtig ist - wurd aber in der Arbeit nicht bemängelt und hat funktioniert :D Aber das finden wir dann wohl raus
Mit ein bisschen mehr Information über das Signal und den ADC ließe sich der meiste externe Zirkus mit dam Demodulator eventuell auch vermeiden. Der µC könnte das Signal direkt synchron zum ausgesendeten gepulsten Signal detektieren. Evtl. braucht man dann nur einen S&H-Verstärker. Eine Messung in den Pulspausen liefert dann auch gleich das Untergrundsignal - kommt drauf an, wofür das ganze gut ist...
Guru schrieb: >>Wenn ich das richtig verstanden habe muss dann R*C > 1/40kHz sein, >>richtig? > > Wenn Du was richtig verstanden hast? http://www.martin-mandl.com/da/hk.htm bzw. http://www.elektroniktutor.de/signale/am_demod.html waren die einzigen zwei Hinweise auf mögliche Dimensionierung des RC-Gliedes. Mein Elektronik-Hintergrund ist leider noch sehr beschränkt, da ich mich erst seit wenigen Wochen hobby-mäßig mit der Thematik beschäftige. Insofern sorry falls ich aufgrund mangelnder Grundlagen zum Teil nicht direkt folgen kann oder etwas missverstehe, ich arbeite daran. Ich bin aber sehr motiviert und versuche nun eben nach und nach mir die Dinge anzulesen welche ich zur Realisierung meiner kleinen Projekte brauche. In diesem Fall währen das jetzt zum einen ein berührungsloser Dimm-Schalter, zum anderen eine räumliche Orientierung / Distanzmessung Objekterkennung Kollisionsvermeidung für einen kleinen autonomen Roboter. Das nur noch mal als kleinen Hintergrund, euch allen (speziell Ano und Guru) vielen Dank für die Geduld und sorry für etwaige dumme Fragen ;-)
>Mein Elektronik-Hintergrund ist leider noch sehr beschränkt, da ich mich >erst seit wenigen Wochen hobby-mäßig mit der Thematik beschäftige. >Insofern sorry falls ich aufgrund mangelnder Grundlagen zum Teil nicht >direkt folgen kann oder etwas missverstehe, ich arbeite daran. Dafür das Du wenige Kenntnisse hast, brauchst Du Dich nicht zu entschuldigen. Es ist mir nur langsam immer widersprüchlicher vorgekommen, das Du einerseits eine AM-Demodulation machen willst, andererseits aber gewisse Grundüberlegungen nicht allein machen kannst. Deswegen schien mir die Frage auf welcher Ebene man denn ansetzen muss, wichtiger geworden zu sein. Ich wollte mich ja raushalten. Mal sehen was Ano Nym da noch anbringt.
>Genau, es geht um die Messung der Entfernung zum Objekt! Geht es darum:? Beitrag "Ultraschall Entfernungsmesser ELEKTOR"
Ano Nym schrieb: > Da bin ich wieder > > Quelle war überwiegend das ARRL Handbook Vielen Dank Ano Nym, dann werde ich es damit mal versuchen! @Chris: Ähnliches Prinzip, aber Infrarot-Licht anstelle von Ultra-Schall.
Marko T. schrieb: > @Chris: > Ähnliches Prinzip, aber Infrarot-Licht anstelle von Ultra-Schall. Nicht wirklich. Bei US misst man die Laufzeit. Du willst aber die Amplitude messen. Da die aber vielerlei Einfluessen unterliegt wuerde ich an der Stelle das Messprinzip fuer ungeeignet halten. Schon der sprichwoertliche Fliegensch.ss an einer Stelle kann die ganze Messung unbrauchbar machen. citb
Hier mal drei interessante Links aus meinem Fundus. Von einfach bis kompliziert ist alles dabei: http://www.analog-innovations.com/SED/AM-Demodulator-MC1496.pdf http://tonnesoftware.com/appnotes/demodulator/diodedemod.html http://www.pstca.com/spice/ammod/envdetc.htm Schau dir das erstmal an und dann kann man über ICs reden.
@Abdul K. Praezisionsdemodulator fuer einen Wert, der an sich extrem fehlerbehaftet ist? Erklaer mal, wie er damit Entfernungen messen soll. citb
Keine Ahnung. Habe nur ein paar interessante Links gepostet (die auch für andere für ähnliche Themen von Interesse sind). Ich weiß nicht was er überhaupt genau machen will. Muß ich das?
Marko T. schrieb: > Vielleicht noch ein paar Informationen zum Kontext: > es geht um einen Distanzmesser, eine IR-LED sendet ein gepulstes Signal > (40kHz) aus. > Daneben ist eine Fotodiode montiert, welche Licht das von einem Objekt > reflektiert wurde empfängt. Die Fotodiode ist an einen > Transimpedanzverstärker gekoppelt, gefolgt von einem Bandpassfilter. Meiner Meinung nach ist das Messprinzip dafuer ungeeignet. citb
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