Servus, ich habe eine Frage zum angehängten Datenblatt. Hat dieses Mikrofon bereits eine Verstärkerschaltung mitintegriert oder muss dieses zusätzlich realisiert werden? Kann ich hierfür einfach nach diesem Artikel vorgehen: https://www.mikrocontroller.net/articles/Entfernungsmessung_mit_Ultraschall LG
Je nach dem was du Machen willst, gibt es sogar "MEMS-Mikrofon" mit integriertem AD Wandler. Tomme schrieb: > Kann ich hierfür einfach nach diesem Artikel vorgehen: > https://www.mikrocontroller.net/articles/Entfernungsmessung_mit_Ultraschall Das von dir verlinkte PDF hat ein Vorverstärker laut Datenblatt mit drin Einfach den Frequenzgang beachten, (glaube gelesen zu Haben 20kHz) dann sollte das in etwa passen, habe jetzt aber nicht die Zeit alles inklusive Verlinkten Beitrag durchzulesen. 73 55
Das Ding hat einen Buffer aber keinen Verstärker. Du musst also anhand der Sensitivität ausrechnen, welche Verstärkung, und ob, Du brauchst.
Rosti schrieb: > Das Ding hat einen Buffer aber keinen Verstärker. Du musst also in der Beschreibung steht jedoch dass er einen Buffer und einen Verstärker am Ausgang besitzt, jedoch ist im Blockschaltbild kein Verstärker zu sehen.
Tomme schrieb: > in der Beschreibung steht jedoch dass er einen Buffer und einen > Verstärker am Ausgang besitzt, jedoch ist im Blockschaltbild kein > Verstärker zu sehen. Meine Einschätzung: der Buffer ist der Verstärker. Er muss ja nicht die Spannung verstärken, als Buffer verstärkt er den Strom, so dass der Ausgang eine niederohmigere Last treiben kann. Zout=380Ω steht irgendwo. Das eigentliche Mikrofon dürfte sehr hochohmig sein und wäre je nach angeschlossener Last bzw. Leitung undefinierbar im Frequenzgang.
Angehängte Dateien:
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Frequenzgang.PNG
42 KB
Die Sendefrequenz des Ultraschalls beträgt 40kHz. Der Frequenzgang (im Anhang) zeigt dass das Mikrofon diese Frequenz ca. auf 15dB verstärkt. Das heißt ich benötige ein Bandpassfilter, welcher die Frequenzen > und < 40Hz dämpft oder ?
Tomme schrieb: > Der Frequenzgang (im > Anhang) zeigt dass das Mikrofon diese Frequenz ca. auf 15dB verstärkt. Ich hätte gesagt: es ist ca. 15dB empfindlicher; was aber einer Verstärkung gleichkommt. > Das heißt ich benötige ein Bandpassfilter, welcher die Frequenzen > und > < 40Hz dämpft oder ? Du meinst 40kHz? Nicht erwähnt hast du, welches Band du mit dem Mikrofon aufnehmen willst. Es ist recht linear im Audiobereich, also dafür optimiert, wird aber um 15dB empfindlicher bei 40kHz als bei 1kHz. Willst du mit 40kHz arbeiten oder bei 0-20kHz? Falls das 40kHz wären: da hat das Teil schon ein ausgeprägtes Bandpassverhalten. Ob dir das reicht und ob Frequenzen in anderen Bereichen stören, ist aus deiner Beschreibung bisher nicht vorgegangen. Wenn du recht selektiv die 40kHz haben willst, kann ein Bandpass unterstützen. Falsch wäre der nicht, ob er notwendig ist kann ohne weitere Infos niemand sagen. Falls es das Audioband sein sollte: dann wäre ein Tiefpass sehr sinnvoll bei 20kHz.
Tomme schrieb: > ich habe eine Frage zum angehängten Datenblatt. Hat dieses Mikrofon > bereits eine Verstärkerschaltung mitintegriert oder muss dieses > zusätzlich realisiert werden? Diese Frage geht doch in die vollkommen falsche Richtung, und keiner kann Dir sagen, ob Du noch nachverstärken mußt, denn wir wissen ja gar nicht Deine Anforderungen. Ob das ist Ding einen Verstärker bereits drin hat, ist uninteressant. Das einzig interessante ist doch die Sensitivity, die angibt, wieviel Spannung bei welchem Schalldruckpegel das Ding abgibt. Wenn das Ding bei einem von Dir vorgegebenen Pegel zu wenig Spannung abgibt, mußt Du eben entsprechend nachverstärken, bis Du auf Deine Wunschspannung kommst.
Tomme schrieb: > Die Sendefrequenz des Ultraschalls beträgt 40kHz. Der Frequenzgang (im > Anhang) zeigt dass das Mikrofon diese Frequenz ca. auf 15dB verstärkt. > Das heißt ich benötige ein Bandpassfilter, welcher die Frequenzen > und > < 40Hz dämpft oder ? Das wissen wir auch nicht, da Du ja gar nicht sagst, was Du überhaupt willst. Warum soll die Überhöhung von 15dB bei 40kHz bedeuten, daß Du einen Bandpaß bräuchtest? Eher könnte das doch bedeuten, daß Du Dir sogar einen Bandpaß sparen könntest, wenn Dir die 15dB Dämpfung gegenüber <>40kHz gut genug sind.
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kann mir jemand vllt erklären wie ich das Diagramm (Verlauf des Frequenzgangs) zu verstehen habe. Heißt es dass im Bereich 40kHz das Signal auf ca. 15dB verstärkt und drum herum gedämpft wird? Und was hat es mit einer hohen bzw. niedrigen Sensivität (Empfindlichkeit) auf sich? Im Internet finde ich leider keine angemessene Antworten...
Tomme schrieb: > Heißt es dass im Bereich 40kHz das > Signal auf ca. 15dB verstärkt und drum herum gedämpft wird? Und was hat > es mit einer hohen bzw. niedrigen Sensivität (Empfindlichkeit) auf sich? Eigentlich hatte ich es schon gesagt. Das Mikro liefert bauartbedingt (Membranfläche, andere mechanische Eigenschaften) bei 40kHz 15dB mehr Signal ab als bei 1kHz. Die Luftdruckschwankungen führen zu einer höheren Auslenkung der Membranfläche und damit zu mehr Signalpegel. Hohe Sensivität heißt nur, es 'hört' bei der Frequenz wesentlich besser. Wie schon gesagt, "Verstärkung" würde ich es nicht nennen, weil das für mich ein aktiver Vorgang ist. Deshalb sage ich dazu "höhere Empfindlichkeit". Letztlich kommt es aber auf dasselbe heraus: du hast bei 40kHz mehr Ausgangspegel als bei 1kHz bei gleichem Schalldruck. Meine Frage nach deiner Anwendung hast du noch immer ignoriert - wäre mal Zeit, dazu was zu sagen!
vielen Dank für die Antworten! > Meine Frage nach deiner Anwendung hast du noch immer ignoriert - wäre > mal Zeit, dazu was zu sagen! Ich will ein Ultraschallsignal mit 40kHz (Piezo) mit unterschiedlichen Signalformen ( Sinus, Rechteck, Dreieck und Sägezahn) mit jeweils unterschiedlichen MEMS-Mikrofonen empfangen (zunächst sind Sender und Empfänger face-to-face). Anschließend will ich in 10Grad Schritten das Mikrofon vom Sender abwenden und schauen was sich im Oszi verändert. Basierend darauf will ich die bestmögliche Paarung von Mikrofon und Signalform ermitteln.
Ok, also Verwendung bei 40kHz. Die unterschiedlichen Signalformen außer Sinus haben aber Harmonische. Und die werden von deinem Mikrofon dann wieder gedämpft. Ein zusätzlicher Bandpass verstärkt den Effekt nur. Das Empfangssignal wird bei allen nicht sinusförmigen Sendesignalen, soweit du sie überhaupt mit dem Sender auch formtreu abstrahlen kannst, zu einem sinusähnlichen Signal mutieren. Muss man halt ausprobieren; ob du damit was Nützliches anfangen kannst, kann ich nicht sagen.
HildeK schrieb: > Deshalb sage ich dazu "höhere > Empfindlichkeit". Ich würde eher sagen, daß das Mikro an der Stelle eine Eigenresonanz hat. Sowas führt halt immer zu einem deutlich stärkeren Signal ... Tomme schrieb: > Ich will ein Ultraschallsignal mit 40kHz (Piezo) mit unterschiedlichen > Signalformen ( Sinus, Rechteck, Dreieck und Sägezahn) mit jeweils > unterschiedlichen MEMS-Mikrofonen empfangen (zunächst sind Sender und > Empfänger face-to-face). Anschließend will ich in 10Grad Schritten das > Mikrofon vom Sender abwenden und schauen was sich im Oszi verändert. > Basierend darauf will ich die bestmögliche Paarung von Mikrofon und > Signalform ermitteln. Da kann ich Dir gleich sagen, daß von der Signalform nicht mehr viel übrig bleiben wird, denn Rechteck, Dreieck, Sägezahn und andere nichtsinusförmige Formen bestehen aus Grundschwingung (Grundfrequenz) und Oberschwingungen (n*Grundfrequenz). Und n*Grundfrequenz übertägt ja Dein Mikro nicht mehr so gut wie die Grundfrequenz, bzw. 15dB und mehr weniger. Da wird nur noch ein etwas verbogener Sinus rauskommen ...
Jens G. schrieb: > Ich würde eher sagen, daß das Mikro an der Stelle eine Eigenresonanz > hat. Ja natürlich. Da passen halt die Abmessungen und die Aufhängung der Membran sehr gut zu einer Anregung bei 40kHz. Gut für die Anwendung des TO, ich denke aber, das wurde so gewählt, dass man im Audiobereich einen noch möglichst flachen Verlauf erreichen kann. Die Nutzung der Eigenresonanz zur Empfindlichkeitssteigerung wird/wurde ja z.B. beim Audion auch ausgenutzt.
> Empfänger face-to-face). Anschließend will ich in 10Grad Schritten das > Mikrofon vom Sender abwenden und schauen was sich im Oszi verändert. Hättet ihr Ideen, wie ich das mechanisch am geschicktesten aufbauen kann? Ich bräuchte ja ein Mikrofon -und Senderhalter und eine Drehvorrichtung für die Mikrofone mit Winkelmessung. Fertig gibt es sowas wahrscheinlich nicht (?)
Tomme schrieb: > Hättet ihr Ideen, wie ich das mechanisch am geschicktesten aufbauen > kann? Ich würde das zunächst mal provisorisch machen; einfach um zu sehen, was für ein Ergebnis mich erwartet und ob es was werden könnte. Aber bei mechanischen Aufbauvorschlägen bin ich dann eh raus. Wenn ich das Zeug in Händen hätte und selber an einem sinnvollen Ergebnis interessiert wäre, dann würde mir schon irgendwas einfallen. Tomme schrieb: > Anschließend will ich in 10Grad Schritten das > Mikrofon vom Sender abwenden und schauen was sich im Oszi verändert. > Basierend darauf will ich die bestmögliche Paarung von Mikrofon und > Signalform ermitteln. Was da für eine Idee dahinter steckt und was es für ein Ergebnis bringen kann erschließt sich mir eh nicht so ganz.
> Was da für eine Idee dahinter steckt und was es für ein Ergebnis bringen > kann erschließt sich mir eh nicht so ganz. Das Ganze soll dann Grundlage für eine Distanzmessung sein, weswegen ich zunächst unterschiedliche Mikrofontypen untersuchen will.
> zusätzlicher Bandpass verstärkt den Effekt nur. Das Empfangssignal wird > bei allen nicht sinusförmigen Sendesignalen, soweit du sie überhaupt mit > dem Sender auch formtreu abstrahlen kannst, zu einem sinusähnlichen > Signal mutieren. also meint ihr, dass aufgrund der Oberschwingungen bei nicht-sinusförmigen Signalen, ich immer ein sinusähnliches Signal erhalten würde. Und diese Oberschwingungen kann man nicht filtern bzw. kompensieren? Dann würde es ja in der Theorie erstmal kein Sinn machen, den Versuch auch mit nicht-sinusförmigen Signalen durchzuführen...
Die Signalbandbreite begrenzt die mögliche Ortsauflösung.
Tomme schrieb: > Dann würde es ja in der Theorie erstmal kein Sinn machen, > den Versuch auch mit nicht-sinusförmigen Signalen durchzuführen... Und die Praxis hält sich ebenfalls an die Naturgesetze.
Tomme schrieb: > Und diese Oberschwingungen kann man nicht filtern bzw. > kompensieren? Du könntest zwar ein Kerbfilter dahinter hängen, welches genau den entgegengesetzten Frequenzgang hat, um den Gesamt-Frequenzgang einigermaßen zu egaliseren, aber erstens wird das bei dem krummen Frequenzgang des Mikros nichts genaues, und zweitens wissen wir ja nicht, was nach den 80kHz noch vom Mikro zu erwarten wäre, wo sich all die Oberwellen so tummeln.
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Tomme schrieb: > Kann ich hierfür einfach nach diesem Artikel vorgehen: > https://www.mikrocontroller.net/articles/Entfernungsmessung_mit_Ultraschall Wenn du Entfernungen messen willst, warum nimmts Du dann nicht einen zum Transmitter passenden Empfänger (auf die selbe Frequenz abgestimmt, z.B. den UST-40R passend zum UST-40T, beide im verlinkten Artikel erwähnt). Solche Empfänger sind schmalbandig genug um die meisten Störungen mit anderen Frequenzanteilen zu ignorieren. Der Einsatz eines MEMS-Mikro verlangt für diesen Anwendungsfall doch nur vollkommen unnötigen Schaltungsaufwand.
Burkhard K. schrieb: > Tomme schrieb: >> Kann ich hierfür einfach nach diesem Artikel vorgehen: >> https://www.mikrocontroller.net/articles/Entfernungsmessung_mit_Ultraschall > > Wenn du Entfernungen messen willst, warum nimmts Du dann nicht einen zum > Transmitter passenden Empfänger (auf die selbe Frequenz abgestimmt, z.B. > den UST-40R passend zum UST-40T, beide im verlinkten Artikel erwähnt). da hast du Recht aber 1. ein MEMS-Mikrofon nimmt viel weniger Platz weg 2. wie bereits erwähnt, will ich nicht nur face-to-face messen, sondern bis 90Grad und da soll ein MEMS besser sein
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