Hallo, ich versuche gerade, einen Ultraschallwandler zu bauen, indem ich einen Piezo an einen uC (Stellaris Launchpad von TI) anschließe. Das Signal eines solchen Tones vom Piezo ist nun jedoch recht schwach... Deswegen habe ich mal rumgesucht im Internet und fand (und finde nicht mehr) einen Beitrag in diesem Forum, in dem vorgeschlagen wurde, einen Transimpedanzverstärker zu benutzten. Laut Wikipedia sieht der Schaltplan ja recht simpel aus, aber so bleiben die ja im Normalfall nicht. Hier mal meine Fragen: 1. Ist das überhaupt der richtige Weg? 2. Im Moment habe ich einen Widerstand parallel zum uC, um ihn vor hohen Strömen zu schützen, brauch ich den dann imer noch und wenn ja wo? (Ich entlade ja dann schließlich über den Transimpedanzwandler zu GND) 3. Mit wieviel Rauschen muss ich rechnen? Geht dann noch eine FFT oder wird das problematisch? Meine Eckdaten: Signal: - Kommt von anderen Piezo, ist allerdings bereits 10-30m durchs Wasser gewandert - ca 20-30kHz Piezo: - suche noch nach Piezos mit hohen Resonanzfrequenzen um die 20kHz, mom einer mit 6,4kHz uC: - 3.3V Ausgang MfG Til Hoff
Hallo, eine Schaltung zum Empfang von US Signalen findest Du in Powerprojekte mit Arduino und C ISBN-10: 3645651314. Diese Schaltung ist zwar für 40 kHz, dürfte aber mit 20 kHz genau zu funktionieren. Ich sehe bei der Schaltung folgende Vorteile: 1. Rauscharm wegen OP27 2. Nur +5V Versorgung nötig 3. Keine Schwelle bei kleinen Signalen wegen Gleichrichter mit R2R OPV.
Da ich ja nur selten auf dem Arduino arbeite (Das Launchpad ist einfach schneller und günstiger), würde ich jetzt ungern ein Buch dafür kaufen. Hast du (oder hat jemand) einen Alternativschaltplan?
Einfach nur der Parallelwiderstand ist kein guter Schutz gegen Überspannung. Eher hilft da ein Reihen-Widerstand und/oder 2 Dioden parallel. Welcher Verstärker passt, hängt vom Piezo ab. Das könnte ein OP27 (braucht aber deutlich über 5 V)sein, aber ggf. auch ein JFET oder ein anderer OP (z.B. OP343). Eine gute und ggf. auch noch schmalbandige Verstärkung kann da noch einiges heraus hohlen. Ein einfache Version (vor allem für kleine Piezos) wäre etwa ein JFET (BF245 oder ähnlich) mit Source an Masse und einem Schwingkreis an Drain. Als Schutz 2 Dioden parallel und 1 K vor's Gate, und ein Widerstand von z.B. 1 M für den BIAS parallel. 3,3 V sind recht wenig Spannung für die meisten Piezos, entsprechend klein ist ggf. die Leistung. Helfen könnte da gff. eine Spule um damit die Resonanzüberhöhung auszunutzen. Der Treiber muss dann aber auch entsprechend niederohmig sein.
Bin leider ziemlicher Anfänger, von daher habe ich leider auch ziemlich viele Fragen ;) Ulrich schrieb: > Einfach nur der Parallelwiderstand ist kein guter Schutz gegen > Überspannung. Eher hilft da ein Reihen-Widerstand und/oder 2 Dioden > parallel. Äh, was für Dioden? (Z-Dioden?) > Welcher Verstärker passt, hängt vom Piezo ab. Das könnte ein > OP27 (braucht aber deutlich über 5 V)sein, aber ggf. auch ein JFET oder > ein anderer OP (z.B. OP343). Kann man eine solche höhere Spannung nicht einfach über diese Spannungswandler bereitstellen? > Eine gute und ggf. auch noch schmalbandige > Verstärkung kann da noch einiges heraus hohlen. Ich frag jetzt mal ganz blöd: wie macht man die den schmalbandig (ok, Bandpass, aber wie wird der integriert?) > Ein einfache Version (vor allem für kleine Piezos) wäre etwa ein JFET > (BF245 oder ähnlich) mit Source an Masse und einem Schwingkreis an > Drain. Als Schutz 2 Dioden parallel und 1 K vor's Gate, und ein > Widerstand von z.B. 1 M für den BIAS parallel. Was für eine Frequenz soll der Schwingkreis denn dann haben, die gewünschten ca 20 kHz oder mehr? > 3,3 V sind recht wenig Spannung für die meisten Piezos, entsprechend > klein ist ggf. die Leistung. Helfen könnte da gff. eine Spule um damit > die Resonanzüberhöhung auszunutzen. Der Treiber muss dann aber auch > entsprechend niederohmig sein. Jetzt versteh ich gar nichts mehr. Was ist Resonanzüberhöhung? EDIT: Geht denn jetzt so ein Transimpedanzverstärker?
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Als Schutz am Empfänger Piezo sollten 1N4148 oder ähnliche reichen - die begrenzen die Spannung dann auf etwas unter +-1 V. So viel Signal wird man normalerweise eher nicht bekommen. Eine höhere Spannung für einen alten OP kann man sich erzeugen - es geht aber mit passenden Typen auch mit 5 V oder sogar 3,3 V. Die Verstärkung mit JFET geht auch mit 3 V noch. Einen schmalbandigen Verstärker kann man z.B. mit einem Schwingkreis aufbauen. Das ist bei 20 kHz nicht so ganz einfach (braucht relativ große Induktivität), geht aber schon. Den Schwingkreis stimmt man natürlich auf die Empfangsfrequenz ab. Alternativ kann man auch eine aktiven Filter mit OP aufbauen - auch das geht bei 20 kHz noch. So super Schmalbandig muss es nicht sein, es sollten nur die ganz niedrigen Frequenzen raus, damit man nicht so viel 100 Hz und ähnliches rein bekommt. Da reicht es ggf. auch schon aus die Koppelkondensatoren usw. passend zu wählen. Wenn der Verstärker dann von z.B. 5 kHz bis 50 kHz geht ist das auch schon ganz gut. Der Piezo wirkt als eine Kapazitive Last (zumindest außerhalb der Resonanz) - zusammen mit einer Induktivität in Reihe hätte man dann einen Serienschwingkreis. In der Resonanz kann die Spannung an Piezo dann auch deutlich über die 3,3 V gehen - den Preis den man dafür bezahlt ist, das der Treiber recht viel Strom liefern muss. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten auf mehr Spannung zu kommen, etwa mit einem RS232 Treiber mit interner Ladungspumpe (z.B. max232 bei 5 V) um auf etwa +-10 V. Mit 2 Kanälen als Brücke wäre man da schon bei fast 40 V Spitze-Spitze, sofern der Strom ausreicht.
Das was du vor hast ist als Laie schon sehr komplex. Durch meinem aktuellen Projekt ( frei programmierbarer Turnier Dart Automat) habe ich mich auch mit Sonar beschäftigen müssen. In meinem Fall werden 2 ICs ( TL 851 und TL 852), ein Trafo und ein Transducer genutzt (40kHz), die Steuerung der Messungen und die Auswertung erfolgt per PIC16f887. Evlt eignen sich für dich eher fertige Sonar Module, das hängt stark vom Anwedungsgebiet ab.
Ulrich schrieb: > Als Schutz am Empfänger Piezo sollten 1N4148 oder ähnliche reichen - die > begrenzen die Spannung dann auf etwas unter +-1 V. So viel Signal wird > man normalerweise eher nicht bekommen. Ok > Einen schmalbandigen Verstärker kann man z.B. mit einem Schwingkreis > aufbauen. Das ist bei 20 kHz nicht so ganz einfach (braucht relativ > große Induktivität), geht aber schon. Den Schwingkreis stimmt man > natürlich auf die Empfangsfrequenz ab. Alternativ kann man auch eine > aktiven Filter mit OP aufbauen - auch das geht bei 20 kHz noch. So super > Schmalbandig muss es nicht sein, es sollten nur die ganz niedrigen > Frequenzen raus, damit man nicht so viel 100 Hz und ähnliches rein > bekommt. Da reicht es ggf. auch schon aus die Koppelkondensatoren usw. > passend zu wählen. Wenn der Verstärker dann von z.B. 5 kHz bis 50 kHz > geht ist das auch schon ganz gut. > > Der Piezo wirkt als eine Kapazitive Last (zumindest außerhalb der > Resonanz) - zusammen mit einer Induktivität in Reihe hätte man dann > einen Serienschwingkreis. In der Resonanz kann die Spannung an Piezo > dann auch deutlich über die 3,3 V gehen - den Preis den man dafür > bezahlt ist, das der Treiber recht viel Strom liefern muss. Es gibt aber > auch andere Möglichkeiten auf mehr Spannung zu kommen, etwa mit einem > RS232 Treiber mit interner Ladungspumpe (z.B. max232 bei 5 V) um auf > etwa +-10 V. Mit 2 Kanälen als Brücke wäre man da schon bei fast 40 V > Spitze-Spitze, sofern der Strom ausreicht. Ich denke mal, dass der auf dieser Website mit "Inverting Band Pass Filter" beschriebene Schaltplan sozusagen zwei fliegen mit einer Klpaae erschlägt, sprich ich habe einen Bandpass, eine Verstärkung und einen Impedanzwandler. kenny schrieb: > Das was du vor hast ist als Laie schon sehr komplex. > > Durch meinem aktuellen Projekt ( frei programmierbarer Turnier Dart > Automat) > habe ich mich auch mit Sonar beschäftigen müssen. > In meinem Fall werden 2 ICs ( TL 851 und TL 852), ein Trafo und ein > Transducer genutzt (40kHz), die Steuerung der Messungen und die > Auswertung erfolgt per PIC16f887. > > > Evlt eignen sich für dich eher fertige Sonar Module, das hängt stark vom > Anwedungsgebiet ab. Mein Ziel ist es, nachher ein Signal von A nach B zu verschicken und nicht so etwas wie Laufzeiten oä zu messen. Dass es kompliziert wird, merke ich gerade...
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Nachtrag: Hier der Link zu "der Website": http://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_7.html Habe den dort gelisteten Schaltplan mal in LTSpice simuliert mit folgenden Daten: Av ist ideal R_1 = 36 Ohm C_1 = 1uF R_2 = 510 Ohm C_2 = 10nF Damit ergibt sich: f_l ~ 4823Hz f_h ~ 31206Hz Verstärkung ~ 14.17 Für den Piezo habe ich bis jetzt nur eine Spannungsquelle genommen, muss ich da noch weiteres beachten? Die Kurve scheint mir irgendwie komisch, da sie hinter 30kHz nur sehr langsam sinkt, was ja eher unerwünscht ist. Anbei die Simulation.
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Im Prinzip geht die Schaltung. Allerdings sollten die Widerstände wohl größer sein (etwa Faktor 10 - 100) und die Kondensatoren kleiner. Wie genau hängt von den Daten des Piezos ab - für einen sehr kleinen Sensor ist die Schaltung eher nicht geeignet. Der OP bräucht eine Bipolare Versorgung (aber keine 100 V), oder alternativ eine virtuelle Masse. Das die Kurve so langsam abfällt liegt an der linearen Skala. Üblicher ist eine logarithmische Skalierung. Auch der Sensor wird schon einen gewissen Abfall des Signal zu höheren Frequenzen beitragen.
Til Hoff schrieb: > Für den Piezo habe ich bis jetzt nur eine Spannungsquelle genommen, muss > ich da noch weiteres beachten? Der Piezo ist eine Spannungsquelle mit einer kleinen Kapazität in Serie - so 1nF ... 20nF, je nach Piezogröße.
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So, habe meine Simulation mal kurz verbessert. Für den Piezo benutzte ich jetzt eine Spannungsquelle und einen Kondensator mit einem 1nF Kapazität. Für den OPV verwende ich jetzt eine Versorgung von +/- 15V. Wenn die Kurve so normal ist, scheint die Simulation ja so weit zu klappen. Meine ausgerechnete Resonanzfrequenz liegt jetzt bei ca 22kHz, also ganz ok. Grenzfrequenzen sind ~15915Hz und ~22286Hz. EDIT: Als C_1 benutzte ich jetzt die Kapazität in dem Piezo. Nachtrag: Wie muss die Diode denn geschaltet werden? Irgendwo stand antiparallel, aber wozu?
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Die 2 Dioden sollten parallel zum Piezo sein. Eine mit der Anode nach GND und eine mit der Kathode nach GND. Die Spannung in der Simulation sollte dann noch etwas kleiner werden, sonst fangen die Diode schon gerade an zu leiten.
Ich behaupte mal, dass man die Dioden gar nicht benötigt. Der invertierende Verstärker hat für ein Piezo-Mikrofon einen viel zu kleinen Eingangswiderstand (hier: 10kΩ); damit ist der Piezo gar nicht in der Lage, hohe Spannungen zu erzeugen. Außer man haut mit dem Hammer drauf .... Leider leitet dadurch auch die Empfindlichkeit.
Til Hoff schrieb: > Ok. Was für einen Wiederstand braucht man denn? Naja, das ist ein Trade-off zwischen dem, was man am OPA noch vertreten kann und möglichst hochohmig. Wenn der OPA geringe Offsetströme hat, kannst du 100k/500k oder 200k / 1Meg für die Verstärkungseinstellung nehmen.
Beim normalen Signal wird man die Dioden nicht brauchen, aber wenn man da mechanisch irgendwo gegen kommt / schlägt kann die Spannung schnell auch mal recht groß werden. Ein Schutz ist schon besser - vor allem wenn praktisch kein Nachteil damit verbinden ist. Die invertierende Schaltung ist halt vom Eingangswiderstand (und auch Rauschen) nicht ideal. Wenn der Piezo klein ist, wäre die nicht invertierende Schaltung wohl besser - auch vom Rauschen, unabhängig von der Größe. Die 10 K wären noch nicht so schlimm, aber ein höherer Widerstand gibt halt auch mehr Rauschen. Der Widerstand ist bei der Schaltung aber mehr oder wenig durch die Kapazität des Sensors festgelegt. Mit einem deutlich kleineren Widerstand (etwa den 36 Ohm vom 1. Versuch, aber mit deutlich mehr als 510 Ohm in der Rückkopplung) kommt man dann ggf. auch in Richtung eines Ladungsverstärkers - auch das wäre eine Option, allerdings mit anderem Frequenzgang.
Wie soll das denn mit einer nicht invertierenden Schaltung gehen, wenn ich vor dem Eingang keinen Wiederstand haben will? Kommt der Bandpass dann als passives Element dahinter?
Bei der nicht invertierenden Verstärkung (ähnliche Schaltung nur den Sensor an den + Eingang) ist es so, dass die Verstärkung wenigstens außerhalb des Nutzbereichs nur knapp über 1 ist. Gegen die niedrigen Frequenzen kann ein Widerstand parallel zum Sensor schon für eine passive Hochpass-Filterung vor dem Verstärker sorgen, und für den DC Arbeitspunkt hilft der Widerstand auch. Die Tiefpassfilterung (sofern man die noch wirklich braucht) kann dann hinter den Verstärker, etwa als 2. Stufe.
Wenn bei der invertierenden Schaltung kein Widerstand am Eingang verwendet wird, dann ist es im Prinzip der klassische Ladungsverstärker (Den die Elementarteilchen-Physiker mit Gaußpulsen so gerne verwenden). Außerdem hat man im Sensor eigentlich immer einen wenn auch eventuell kleinen Widerstand. Der reale Betrieb ist also immer Mischbetrieb.
Ich versuche mal einen Ladungsverstärker zu simulieren. Reicht es, wenn ich für den Piezo wieder eine Spannungsquelle mit Kapazität verwende?
Was ist es denn für ein Piezo? Also wie sieht das Ersatzschaltbild aus? Du mußt im Ladungsverstärker dann noch eine Gegenkopplungskapazität einbauen. Ich weiß momentan nicht, was besser funktionieren würde. Tippe aber eher auf klassischen Bandpaß. Das ist doch Datenübertragung, oder?
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Hab den Ladungsverstärker noch nicht simuliert, aber mal den nicht-invertierenden Verstärker mit Hochpass davor und Tiefpass dahinter. Ich habe auch versucht, die Dioden mit zu verbauen, jedoch scheinen die so nicht richtig zu funktionieren, da ich ja eine 5V Amplitude habe und trotzdem hinten nachher das normal vierfache davon messe (20V) obwohl die Dioden die Spannung ja begrenzen sollen. Liegt das daran, dass die Dioden bei der Frequenz einfach nicht mitkommen? (Obwohl sie Highspeed heißen?) Rote Kurve: direkt hinter der AC Spannungsquelle (Referenz) Grüne Kurve: hinter dem OPV Blaue Kurve: hinter dem Tiefpass (Ausgang)
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Vermutlich wird die Sim als TRAN nicht funzen, denn am OpAmp müssen + und - vertauscht werden. 51K am Ausgang? Irgendwie alles wirr! Bildformate. Die Dioden wären schon ok, nur in einer AC-Analyse wird deren Begrenzung nicht mitsimuliert. ALLES ist dort vollkommen linear!! Such dir doch eine offensichtlich funktionierende Vorlage.
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So, habe meine Schaltung nochmal überarbeitet (Ich komme leider erst nach den Osterferien dazu sie zu testen). - Ausgangswiederstand verringert - Wiederstand des Spannungsteilers erhöht -> weniger Stromfluss (es existiert ja (im Idealfall) keine Last)
Abdul K. schrieb: > Vermutlich wird die Sim als TRAN nicht funzen, denn am OpAmp müssen + > und - vertauscht werden. Til Hoff schrieb: > So, habe meine Schaltung nochmal überarbeitet Sie wird aus den von Abdul K. genannten Gründen noch immer nicht funktionieren.
Sorry, habe ich vergessen. Hier ist es verbessert. Habe nun nochmal den Transient-Mode getestet, bin aber irgendwie gerade verdutzt, da die Ausgangsspannung auch in den negativen Bereich pendelt, obwohl die Eingangsspannung konstant > 0V ist. Eine weitere Messung hat ergeben, dass die Spannung direkt hinter C1 schon teilweise negativ ist.
Til Hoff schrieb: > Habe nun nochmal den Transient-Mode getestet, bin aber irgendwie gerade > verdutzt, da die Ausgangsspannung auch in den negativen Bereich pendelt, > obwohl die Eingangsspannung konstant > 0V ist. Eine weitere Messung hat > ergeben, dass die Spannung direkt hinter C1 schon teilweise negativ ist. Das ist alles richtig. Mit C1 trennst du den Gleichanteil der Quelle ab (den der Piezo sowieso nicht hat). R3 sorgt dafür, dass er auch auf Null bleibt. Die Ausgangsspannung muss sauber symmetrisch zur Null sein.
Das heißt also, dass die Schaltung sich genau so verhält wie sie es tun würde wenn man sie so aufbaut, allerdings noch nicht ganz genau das ist was ich brauche, da ich einen gewissen Offset brauche, sodass das Signal konstant über 0V bleibt, da ich nichts anderes mit meinem uC messen kann. Wie heißt eine Schaltung, die dies bewirkt? PS: Die Dioden scheinen doch zu funktionieren, jetzt wo ich den OPV gedreht habe, da ich bei einer 110V Amplitude hinten nur meine gewünschten 2.5V Amplituden bekomme.
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Einen Offset kann man bei der Schaltung relativ leicht erhalten, indem man einen weiteren Widerstand (so groß wie R2) vom Inv. Eingang des OPs nach +5 V dazu nimmt. Damit die Verstärkung nicht größer wird dann noch R1 halbieren. Ein passender Wert für R2 wäre etwa 1 K, 100 K wie oben im Plan ist viel zu groß und gibt viel zusätzliches Rauschen.
Mit den von Ulrich H. vorgeschlagenen Änderungen liegt das Signal so zwischen -10V und -12.5V Volt, also habe ich erst mal die Spannung von V4(neu) invertiert, sodass ich auf 10-12.5V kam. Als ich dann (durch Ausprobieren muss ich gestehen, leider kein genialer Gedanke oder so) die Spannung von V4 auf 1V verringert habe, bekam ich ein Signal zwischen 0 und 5V... Wieso?
Til Hoff schrieb: > Als ich dann (durch > Ausprobieren muss ich gestehen, leider kein genialer Gedanke oder so) > die Spannung von V4 auf 1V verringert habe, bekam ich ein Signal > zwischen 0 und 5V... Wieso? Du addierst am invertierenden Eingang eine negative Spannung. Doppelte Negation --> positiver Offset.
Der Vorschalg war tatsächlich in die Falsche Richtung. Passend wäre es an den Eingang eine kleine Positive Spannung einzukoppeln. Also etwa noch einmal 100 K nach + 5 V. Die kleine DC Vorspannung sollte den Piezo nichts ausmachen. Bei viel Verstärkung könnte es hilfreich sein die DC Verstärkung auf 1 zu begrenzen indem in Reihe zu R2 noch ein Kondensator ist. Das macht die Einstellung des DC Punktes noch etwas stabiler.
Mein Problem mit den bisher vorgeschlagenen Lösungen ist immer, dass diese Sinusform verloren geht. Da ich später das Signal mit einer FFT oder evtl. einem Goertzel auswerten will, weiß ich nicht ob das klappt, wenn man keinen Sinus sondern eine Dreiecksspannnung oder so vorliegen hat. Im Moment kommt nämlich (zumindestens im Sim) ein sehr regelmäßiger Sinus raus.
Das Problem an dem Addierer ist eben, dass er invertiert. Mit einem invertierenden "Verstärker" dahinter mit v=1 ging das zwar, aber da sind dann schon wieder jede Menge Wiederstände auf dem Weg, sodass das Rauschen wahrscheinlich stark zunimmt...
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Solange das Signal nicht durch die Dioden begrenzt wird, bleibt die Wellenfrom (z.B. Sinus) erhalten. Mit einem relativ langsamen OP könnte ggf. noch die Slew Rate ein großes Signal verzerren. So etwas wie der Goertzelalgorithmus erkennt auch noch ein Dreieck oder ähnliches - es wird halt nur die Amplitude der Grundwelle bestimmt. Beim Dreieck ist das aber noch der größte Teil. Eine 2. Stufe dahinter verursacht in der Regel nur minimal höheres Rauschen. Da das Signal schon einmal deutlich (z.B. 10 fach) verstärkt ist, und das Rauschen sich Quadratisch addiert ist das Rauschen der 2. Stufe dann schon fast zu vernachlässigen. Es ist auch nicht die Zahl der Widerstände die für das Rauschen verantwortlich ist, sondern der Wert und die Wirkung in der Schaltung. Den richtigen DC Level legt man am besten über einen Kondensatorkopplung am Ausgang fest. In der vorgeschlagenen Schaltung mit dem LT1128 als OP, dominiert z.B. das Stromrauschen des OPs. Von den Widerständen stören da am ehesten noch R2 und R5 (rauschmäßig parallel). Da wäre z.B. ein OP mit JFETs die bessere Lösung, einfacher (und wohl auch Rauschärmer) noch eine Verstärkung mit diskretem JFET.
Das mit der Spannungsquelle über 100k einhängen hat bei mir dann Proleme verursacht, wenn ich die Amplitude des signals auf 90V gesetzt habe, weil dann die Spannung am Ausgang teilweise negativ war (was meinen uC beschädigen würde). Bei einer Amplitude von 1V kam dagegen ein nicht ganz regelmäßiger Sinus zwischen 0.3v und 3V raus, also ziemlich optimal (man kann jetzt natürlich noch ein bisschen am Wiederstand fummeln, um die Bandbreite des ADC perfekt auszunutzen). Dann habe ich mich auch noch an eine Noise-Simulation gesetzt, jedoch kann ich mit der Einheit nichts anfangen: V / Hz1/2 Was heißt die? Nachtrag: Meine Eingangsspannung liegt bei einem Signal von 1V bei lediglich 500mV, von daher wäre es vielleicht hilfreich, den Überspannungsschutz entpsrechend zu dimensionieren, weil dann auch nie mehr als 500mV verstärkt werden würden, sodass ich auch nicht mehr die negativen Spannungsspitzen bekomme.
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Meß lieber nochmals nach. Dein Piezo ist nach deiner Aussage der Falsche und soll 500mV bringen? Niemals!
Ich kann leider momentan (Ferien) meinen Piezo nicht vermessen, weswegen ich wahrscheinlich meine Schaltung sowieso nach den Ferien neu dimensionieren werden muss.
Wenn der Piezo mehr als 500 mV liefert, kann man den Widerstand parallel so weit verkleinern das die niedrigen Frequenzen genügend abgeschwächt werden. Falls das Signal so stark sein sollte kann man da die Amplitude reduzieren. Das zu erwartende Signal wird wohl eher im Bereich < 1 mV hat (sonst müsste man sich auch kaum Gedanken über das Rauschen oder die Reichweite machen). Für die Auslegung wäre es aber schon gut zu wissen welche Kapazität der Sensor hat, und ggf. auch wie viel Rauschen bzw. Hintergrundgeräusche man etwa zu erwarten hat.
Der Piezo, der momentan in der Schule liegt, hat auch nur eine Resonanzfrequenz von 10kHz, was natürlich nicht unserem Anwendungsgebiet entspricht, weswegen er sich wahrscheinlich auch noch ändern wird. Ich vermute mal, dass bei einem Piezo mit 20kHz Resonanzfrequenz, der ja dann deutlich kleiner wäre, auch die Kapazität schrumpft.
Du mußt den Piezo ERSTmal an das Medium koppeln! DANN kannst du die Resonanzfrequenz messen. Alles andere ist sinnleer.
Ok. Was mich trotzdem interessieren würde wäre, was es mit dieser Einheit (s.o.) auf sich hat.
Das ist das Rauschen bezogen auf eine Spektrumeinheit. Wenn du das über einen Frequenzbereich integrierst, bekommst du den Effektivwert. Würde dein Signal (hart gefiltert an den Grenzen des gewählten Frequenzbereichs) durch ein frequenzunabhängiges Meßgerät gemessen, würde dieses dann diesen Effektivwert anzeigen. Integrier das Rauschen über deine gewählte Bandbreite des gesendeten Nutzsignals. Wenns weniger wird durch Schaltungsveränderungen, dann ist es besser. Aber dazu bräuchtest du mindestens die Kapazität des Piezos.
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