Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Modulieren eines Signals zur Entstörung


von CNY70 (Gast)


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Ich setzte ein CNY70 als Reflex-Lichtschranke ein. Das funktioniert an 
sich auch. Jetzt würde ich zur Entsörung aber gerne Modulieren und euch 
nach Empfehlungen bzw. Erfarhungen fragen. Wie macht ihr das? Was für 
eine Modulationsart empfehlt ihr bzw. von welcher ratet ihr ab?

Reicht eine einfach "stupide" Modulation mittels einer entsprechenden 
Frequenz, d.h. z.B. 1 kHz. Auf der Empfängerseite, schaue ich dann, ob 
das empfangene Signal entsprechend moduliert ist (z.B. mittels FFT?). 
Oder ist etwas wie PLL nötig? Leider habe ich von PLLs bisher nicht 
allzu viel Ahnung und ich weiß nicht inwiefern das in Software machbar 
ist.

Wie handhabt ihr das?

von Schmaler Stapel (Gast)


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Ja, man kann mit einer festen Rechteck-Frequenz modulieren. Auf der 
Empfaengerseite macht man eine Synchrondemodulation, und dann fallen 
nicht passende Anteile weg.

Wenn man mehrere Lichtschranken kreuz und quer angelegt sind, kann man 
mit einer Pseudozufallsfolge modulieren und damit auch demodulieren. 
Dann sehen sich Lichtschranken auch auf derselben Frequenz nicht.

von CNY70 (Gast)


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Schmaler Stapel schrieb:
> Wenn man mehrere Lichtschranken kreuz und quer angelegt sind, kann man
> mit einer Pseudozufallsfolge modulieren und damit auch demodulieren.
> Dann sehen sich Lichtschranken auch auf derselben Frequenz nicht.

Kannst du das vielleicht ein wenig ausführen? Das wäre bei mir nämlich 
der Fall ...

von Sens (Gast)


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Schmaler Stapel schrieb:
> Synchrondemodulation

Wie geht das?
Mit schnellem ADC mit und ohne Puls samplen und die Differenz bewerten?
Wie erfolgt die Bewertung bei einer Pseudozufallsfolge bzw. wie ist 
diese zu wählen?

Bsp: A sendet 10101 und empfängt (Signal wird vom Objekt reflektiert) 
11101, weil B dazwischenfunkt.

Oder ist es wie bei Funk oder Multimasterbussen eine Kollisionsdetektion 
für Zeitmultiplex (jeder probiert kurz zu senden)?

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Sens schrieb:
> Wie erfolgt die Bewertung bei einer Pseudozufallsfolge bzw. wie ist
> diese zu wählen?
>
> Bsp: A sendet 10101 und empfängt (Signal wird vom Objekt reflektiert)
> 11101, weil B dazwischenfunkt.

Statt einer Pseudozufallsfolge setzt man lieber zueinander orthogonale 
Impulsfolgen ein, z.B. in Form eines Walsh(-Hadamard)-Codes:

https://de.wikipedia.org/wiki/Walsh-Code

> Oder ist es wie bei Funk oder Multimasterbussen eine Kollisionsdetektion
> für Zeitmultiplex (jeder probiert kurz zu senden)?

Nein, bei Kanalkodierungen mit zueinander orthogonalen Symbolen wird das 
"Übersprechen" verhindert bzw. deutlich reduziert. Bei einer 
Lichtschranke ist die Sache sogar extrem einfach, da ja das Sendesignal 
als Referenz zur Verfügung steht.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Sens schrieb:
> Schmaler Stapel schrieb:
>> Synchrondemodulation
>
> Wie geht das?

Das war vor mehr als sieben-und-einem-halben Jahr. Warum kaperst du 
einen Thread für eine allgemeine Frage? Mach doch einen neuen Thread 
auf.

> Mit schnellem ADC mit und ohne Puls samplen und die Differenz bewerten?

Ist Wikipedia kaputt? https://de.wikipedia.org/wiki/Synchrondemodulation

> Wie erfolgt die Bewertung bei einer Pseudozufallsfolge

Genauso?

> bzw. wie ist diese zu wählen?

Passend zur Anwendung. Es ist ein Unterschied, ob du einfach nur 
Fremdlicht unterdrücken willst oder ob du ein System von gepulsten 
lichtschranken hast die sich gegenseitig stören können oder ob du ein 
Sicherheitssystem für eine Bank baust, wo ein Angreifer die Impulsfolge 
nicht rekonstruieren können soll.

von Sens (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> orthogonale
> Impulsfolgen

Gibt es dazu für nicht-Mathematiker anschauliches Material?
Hier steht ein bisschen was 
Beitrag "Was passiert, wenn man Rauschen mit Rauschen mischt?":
Marek N. schrieb:
> Macht man sich doch auch bei UMTS und GPS zu Nutze, wo jedes Bit mit
> einer Walsh-Hadamard Sequenz gechippt wird, um so gleichzeitig innerhalb
> eines Kanals mehrere Datenströme mittels Codemultiplex zu übertragen. Im
> Empfänger wird dann das Signal mit dem gewünschten Code korreliert. Alle
> Signale mit anderen Codes fallen bei der Kreuzkorrelation raus, weil sie
> untereinander und zum Nutzsignal orthogonal sind und die Autokorrelation
> mit dem Nutzsignal liefert ein Maximum an der verzögerten Stelle tau,
> die von der Laufzeit des Signals abhängt.

Beitrag "Orthogonale Signale"

Ich habe dazu https://youtu.be/L4Gvu3gQ0wg?t=591 angefangen, und mache 
bei den Linearitätsanforderungen für CDMA (3 Zustände für 2 Teilnehmer) 
erstmal Pause.
Schließe ich daraus korrekt, dass im Fall der Reflexlichtschranke 
mindestens eine "richtige" Frequenzmodulation anstelle AN/AUS 
stattfinden muss?

Entspricht das einfache Messen der Differenz mit und ohne "Licht" 
überhaupt einer Frequenz(de)modulation?

Dann wären z.B. 3 Frequenzen ja noch recht einfach zu senden und 
empfangen (aus, 1 KHz, 1,5 kHz).

Müssen die Sender synchronisiert sein?


Verwandt:
Beitrag "Lock-IN Verstärker (Kreuzkorrellator) vs. Integrator"

von my2ct (Gast)


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Sens schrieb:
> Schließe ich daraus korrekt, dass im Fall der Reflexlichtschranke
> mindestens eine "richtige" Frequenzmodulation anstelle AN/AUS
> stattfinden muss?

Was auch immer du unter "richtige" Frequenzmodulation verstehst -
eine richtige Frequenzmodulation wirst du bei einer IR-LED nicht 
hinbekommen. Auch gibt die kein kohärentes Licht ab.
Allenfalls kannst du sie amplitudenmodulieren und die 
Modulationsfrequenz frequenzmodulieren.

von Sens (Gast)


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my2ct schrieb:
> Was auch immer du unter "richtige" Frequenzmodulation verstehst -
> eine richtige Frequenzmodulation wirst du bei einer IR-LED nicht
> hinbekommen. Auch gibt die kein kohärentes Licht ab.
> Allenfalls kannst du sie amplitudenmodulieren und die
> Modulationsfrequenz frequenzmodulieren.

Daher die Anführunugszeichen. ASK/OOK mit 3 Frequenzen, statt "nichts" 
und "Träger".

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Noch eine orthogonale Folge, keine Ahnung ob die dafür taugt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Linear_r%C3%BCckgekoppeltes_Schieberegister#Gold-Folgen
"lassen sich 2^m−1 neue Codefolgen erstellen, die alle ein relativ 
kleines periodisches Kreuzkorrelationsmaximum zueinander aufweisen, d. 
h., sie stehen fast orthogonal zueinander."

: Bearbeitet durch User
von my2ct (Gast)


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CNY70 schrieb im Beitrag #3043883:
> Reicht eine einfach "stupide" Modulation mittels einer entsprechenden
> Frequenz, d.h. z.B. 1 kHz.

Das kommt auf die Art deiner Störungen an.

Normale, für wenige ct käufliche IR-Fernbedienungs- und 
Lichtschrankenempfänger-ICs filtern auf Modulationsfrequenzen von 30..56 
kHz.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Sens schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> orthogonale
>> Impulsfolgen
>
> Gibt es dazu für nicht-Mathematiker anschauliches Material?

Als Elektrotechniker kennst du die Spektralzerlegung nach Fourier?
Die Fourier-Basis ist orthogonal.

> Schließe ich daraus korrekt, dass im Fall der Reflexlichtschranke
> mindestens eine "richtige" Frequenzmodulation anstelle AN/AUS
> stattfinden muss?

Nein. Die Modulationssignale müssen nur orthogonal sein. Diskrete 
Modulation (vulgo: an/aus) ist natürlich leichter machbar, wird deshalb 
vorgezogen. https://de.wikipedia.org/wiki/Walsh-Funktion zeigt ein paar 
solcher orthogonaler Signale. Und es ist eine Amplitudenmodulation.

> Entspricht das einfache Messen der Differenz mit und ohne "Licht"
> überhaupt einer Frequenz(de)modulation?

Natürlich nicht. Wie kommst du darauf? Synchrondemodulation ist 
Kreuzkorrelation. Entscheidend ist die Amplitude des empfangenen 
Signals.

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