IR Datenübertragung Carrier + Nutzfrequenz

[IR (Gast)]

Hallo,

ich verstehe eine Sache bei der IR-Übertragung  nicht.

Typischerweise arbeiten Fernbedienungen mit einer Trägerfrequenz von ca. 
40kHz, d.h. 12,5us Puls- sowie Pausendauer

Signale werden nun durch Pausen bzw. durch einen High-Pegel von ca. 1ms 
Dauer dargestellt.

Das ganze soll also quasi eine Trägerfrequenz von 40kHz und eine 
Nutzsignalfrequenz im Bereich von knapp 1 KHz darstellen.


Nur was mir dabei ganz einfach nicht in den Kopf will:
Die Trägerfrequenz ist doch während der Datensignalübertragung gar nicht 
vorhanden, sondern für diesen Zeitraum abgeschaltet.
Trägerfrequenz und Nutzfrequenz liegen doch nur sequenziell nacheinander 
an...

Wo ergibt sich aus diesem Signalverhalten eine höhere Störfestigkeit 
gegenüber einer Übertragung nur mit der Nutzsignalfrequenz...?

Versteht ihr was ich meine?

[Mike (Gast)]

IR schrieb:
> Wo ergibt sich aus diesem Signalverhalten eine höhere Störfestigkeit
> gegenüber einer Übertragung nur mit der Nutzsignalfrequenz...?

Guck dir die Innenschaltung eines Empfängers an. Da gibt es ein Filter 
für die Trägerfrequenz und eine AGC, die letztendlich die Schaltschwelle 
festlegt. Dadurch kommt nur die Trägerfrequenz zum Demodulator und die 
Entscheidungslogik kann feststellen, ob das Signal gerade an oder aus 
ist, um damit den draufmodulieren Datenstrom zu rekonstruieren.

[Frank M. (ukw) (Moderator)]

IR schrieb:
> Typischerweise arbeiten Fernbedienungen mit einer Trägerfrequenz von ca.
> 40kHz, d.h. 12,5us Puls- sowie Pausendauer

Typisch sind es meist 38kHz. Ältere Protokolle (RC5 etc) verwenden 
36kHz, andere wie z.B. SIRCS (Sony) tatsächlich 40kHz. Es gibt aber auch 
exotischere Modulationsfrequenzen. Zum Beispiel benutzt Bang & Olufsen 
tatsächlich 455kHz.

Details dazu siehe auch:

  http://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP#Die_IR-Protokolle_im_Detail

> Signale werden nun durch Pausen bzw. durch einen High-Pegel von ca. 1ms
> Dauer dargestellt.

Nein. Sie werden durch Träger ein, Träger aus dargestellt. Siehe auch 
eingefügtes Bild.

> Das ganze soll also quasi eine Trägerfrequenz von 40kHz und eine
> Nutzsignalfrequenz im Bereich von knapp 1 KHz darstellen.

Kommt ungefähr hin. Meist sind aber die Trägerpulse noch kürzer als 
1msec. Desweiteren sind es meist ganzzahlige Vielfache der 
Trägerfrequenzlänge.

> Die Trägerfrequenz ist doch während der Datensignalübertragung gar nicht
> vorhanden, sondern für diesen Zeitraum abgeschaltet.

Nein. Es gibt kein High-Signal, es gibt nur Träger ein / Träger aus.

> Trägerfrequenz und Nutzfrequenz liegen doch nur sequenziell nacheinander
> an...

Nochmal nein. ;-)

> Wo ergibt sich aus diesem Signalverhalten eine höhere Störfestigkeit
> gegenüber einer Übertragung nur mit der Nutzsignalfrequenz...?

Die IR-Empfänger (TSOPxxxx) benutzen Filter, die genau auf die 
Trägerfrequenz sensibilisiert sind. Dadurch wird anderes IR-Licht, 
welches nicht mit dieser Modulationsfrequenz herumschwirrt (z.B. 
Sonnenlicht) weggefiltert.

[Mike (Gast)]

Frank M. schrieb:
> Die IR-Empfänger (TSOPxxxx) benutzen Filter, die genau auf die
> Trägerfrequenz sensibilisiert sind.

So genau nun auch wieder nicht. Der Frequenzgang des Filter ist im 
Datenblatt meist in einem Diagramm "Frequency Dependence of 
Responsivity" gezeigt. Bei 10% Abweichung der Trägerfrequenz geht die 
Empfindlichkeit z.B. bei den TSOP312xx auf etwa 40% zurück.

[Frank M. (ukw) (Moderator)]

Sorry, das Bild war unscharf. Hier ein besseres.

Es zeigt die Pulse-Distance-Kodierung. Dabei haben die Pulse gleiche 
Länge und zwei verschiedene Pausenlängen. Diese repräsentieren 1 und 0.

Es gibt aber noch weitere Kodierungen, siehe

  http://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP#Kodierungen

[IR (Gast)]

aaah ok,


Träger da oder nicht da macht den Unterschied.


Danke.

[Frank M. (ukw) (Moderator)]

Mike schrieb:
> So genau nun auch wieder nicht.

Ja, schon klar. Ich meinte mit "genau" auch nur "möglichst genau".

Du kannst mit einem TSOP 31236, der für 36kHz sensibilisiert wurde, auch 
Modulationsfrequenzen mit 38kHz mühelos empfangen. Die Reichweite des 
38kHz Signals nimmt dabei lediglich geringfügig ab.

Aber bei B&O-Frequenzen (455kHz) ists Essig mit dem Empfang ;-)

[IR (Gast)]

...wobei dieses Verfahren durch das Fehlen des Signals die "1" und 
schlimmer noch durch ein langes Fehlen die "0" zu übertragen ja 
tendenziell problematisch ist, wenn der Träger lange angeschaltet 
wird...

Wäre es da nicht sinnvoller, von vorne herein die Existenz eines 
Trägersignals für eine bestimmte Dauer als 1 und für eine andere Dauer 
als 0 zu werten?

[Frank M. (ukw) (Moderator)]

IR schrieb:
> Wäre es da nicht sinnvoller, von vorne herein die Existenz eines
> Trägersignals für eine bestimmte Dauer als 1 und für eine andere Dauer
> als 0 zu werten?

Das macht Sony auch genau so.

Lies doch einfach mal den Abschnitt:

  http://www.mikrocontroller.net/articles/IRMP#Kodierungen

Das SIRCS-Protokoll von Sony verwendet die Pulse-Width-Kodierung. Sony 
ist aber der einzige Hersteller, der die Pulse-Width-Kodierung 
verwendet. Die meisten anderen benutzen die Pulse-Distance-Kodierung.

Es ist eigentlich auch gehopst wie gesprungen, ob Du die Pulslänge oder 
die Pausenlänge variierst. Manche Hersteller machen sogar beides.

Und glaub mir, ich kenne jede Menge IR-Protokolle ;-)

[c-hater (Gast)]

IR schrieb:

> ich verstehe eine Sache bei der IR-Übertragung  nicht.
>
> Typischerweise arbeiten Fernbedienungen mit einer Trägerfrequenz von ca.
> 40kHz, d.h. 12,5us Puls- sowie Pausendauer

Naja, der Bereich der Trägerfrequenz ist recht variabel, reicht von ca. 
20 bis 65kHz.

> Das ganze soll also quasi eine Trägerfrequenz von 40kHz und eine
> Nutzsignalfrequenz im Bereich von knapp 1 KHz darstellen.

> Nur was mir dabei ganz einfach nicht in den Kopf will:
> Die Trägerfrequenz ist doch während der Datensignalübertragung gar nicht
> vorhanden, sondern für diesen Zeitraum abgeschaltet.

Falsche Betrachtungsweise. Vorhandensein oder Nichtvorhandesein des 
Trägers folgt mit der Modulationsfrequenz aufeinander. Das ist 
klassische Amplitudenmodulation (mit 100% Modulation).

Dazu kommt, daß die Modulation der Daten meist mit einem NRZI-Code 
erfolgt (also im zeitlichen Mittel bei AM immer 50% Modulation 
anliegen), nur Syncs weichen absichtlich davon ab, um eben den Sync 
besonders leicht erkennbar zu machen.