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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IR-Led/Laser modulieren


Autor: Christian (Gast)
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Hallo,

ich versuche gerade eine normale Infrarot LED mit einem 
Funktionsgenerator zu modulieren. Das ganz soll ein Versuchsaufbau zum 
Dopplereffekt bei Licht werden. Zu diesem Zweck soll eine IR Led mit 
einem Sinussignal aus einem Funktionsgenerator moduliert werden. Ich 
habe dazu eine recht simple Versuchsschaltung mit einem BC337 und ein 
paar passiven Komponenten zur Arbeitspunkteinstellung am BC337 und so 
weiter gebastelt. Leider funktioniert das nicht - die Spannung, die der 
Funktionsgenerator hergibt bricht ein und es kommt nicht mehr viel an 
der Basis des Transistors an. Das Signal wird über eien 10µF Elko 
eingekoppelt und kommt nach einem Spannungsteiler 
(Arbeitspunkteinstellung am Trans.) und einem widerstand an die Basis - 
ist das zuviel (10uF)???? Mit 100nF hat's auch nicht funktioniert. 
Vielleicht hat jemand einen passenden Schaltplan für micht oder Ideen, 
warum das ganze nicht funktioniert - ich hab' mich jetzt schon einen 
ganzen Tag damit beschäftigt - komme aber wirklich nicht weiter. Das 
nächste Problem ist, dass die Schaltung bis min. 100Mhz gehen sollte 
(ich weiß der BC337 ist überfordert - ein BC547 wär' doch was?) Das 
nächste Problem ist, dass das eigentliche Ziel eine modulierte 
Laserdiode ist - wenn zu diesem Thema jemand Ideen oder Internetadressen 
hat bin ich mindetens genauso dankbar!!!

Vielen lieben Dank!!!!

mfg

Christian

PS: Ich hasse Doppelpostings in mehreren Foren gleichzeitig nur weil 
irgendwelche Anfänger nicht erwarten können wann sie endlich 
weiterbasteln können und sich selbst nicht so recht den Kopf über Ihrem 
Problem zerbrechen wollen - ich bin diesemal selber so einer (ich hab' 
mir allerdings den Kopf zerbrochen...) - ihr sollt' es aber wenigstens 
wissen.....(www.batronix.com)

Autor: edi (Gast)
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christian,

zuerst :  hast du eine emitterschaltung eingesetzt ?

  wie kontrollierst du den modulationsgrad ?

  da du richtung laser gehen moechtest waere es gut sofort
  nach Leistung zu schauen.
  einen 7805 kann man modulieren und hat dann strom genug..
  in aelteren SGS handbuch habe ich sowas gesehen.
  100 Mhz allerdings geht damit nicht...100khz schon.

  go!

edi

Autor: Christian (Gast)
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Hallo edi,

vielen Dank für deine rasche Antwort. Ich habe am Emitter einen 
Widerstand für die Diode, parallel dazu ist ein Elko mit 10uF. Am 
kollektor häng tdann gegen +V die Led - ist das eine Emitterschaltung??? 
Danke für den Tipp mit dem 7805 - 100khz sind leider zuwenig. Auf 
www.ichaus.de gibt es einen dt. Firmal die Laserdiodentreiber herstellt 
- die gehen immerhin bis 300khz. Wären die Bauteile endlich da würde ich 
die Schaltung gerne nachbauen - auch wenn mir 300khz nicht viel helfen 
(auf der Seite gibts sogar einen Laserschalter bis 155Mhz - allerdings 
nur ein Schalter. Das Sinussignal ist wichtig!!)
Den Modulationsgrad kontrolliere ich vom Frequenzgenerator aus (du 
meinst doch die Amplitude oder was ist ein Modulationsgrad???)
Tut mir leid - wie du siehst gehen mir ein paar Grundlagen von der 
Analog-Technik ab.....

Vielen Dank

Christian

Autor: edi (Gast)
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schnelle schalter= power-mosfets
bei 155mhz einen sinus zu erzeugen ist nicht so einfach.
antworten auf die fragen=ja

ok -mach weiter
viel spass
edi

Autor: Peter (Gast)
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Ich habe zwar so etwas noch nie aufgebaut, aber ich würde so eine Sache 
mit einer spannungsgesteuerten Stromquelle mittels Operationsverstärker 
realisieren, da die Lichtstärke einer LED bzw. eines Halbleiter-Lasers 
proportional zum Betriebsstrom ansteigt. Es gibt gute Leistungs-OPs mit 
hoher slew-rate, die sich hierfür anbieten würden. Das ist zwar 
vielleicht nicht die billigste Lösung, aber meiner Meinung nach auf 
jeden Fall die Eleganteste und funktionssicher ist es auch. Als kleiner 
Tip, es gibt Firmen, von denen kann man sich 2 oder 3 solcher Teile 
kostenlos als Muster senden lassen.

Gruss,

Peter

Autor: Christian (Gast)
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Hallo,
vielen Dank zunächst für eure Antworten!!!!
Der Frequenzgenerator gibt bei diesen Freuquenzen leider nicht mehr 
genug Strom her um einen BC337 mit LED zu modulieren - das hab' ich aber 
nicht gewusst und dachte deshalb, dass ich irgendwelche Bauteile falsch 
dimensioniert habe. Mittlerweile hab' ich mir eine einfache 
Darlingotnstufe eingebaut und jetzt funktioniert es (wenn auch verzerrt 
- vielleicht kann mir ja da jemand helfen - es ist die selbe Schaltung 
wie oben beschrieben nur mit größernen Widerstandswerten und einer 
Darlingotstufe mit 2 BC547B). Nächstes Problem ist im Moment die 
Fotodiode - sie ist einfach zu langsam. Kann mir jemand einen Quelle für 
schnelle Fotodioden (Pin dioden) nennen - vielleicht kann mir ja auch 
jemand einen Typ empfehlen....


Nochmals vielen Dank!!!

Christian

Autor: Christian (Gast)
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Halli Hallo  - bin schon wieder zurück,

ich hab' mich mit einem netten Menschen von www.ichaus.com in Verbindung 
gesetzt (die stellen unteranderem Laserdiodentreiber her). Er hat 
gemeint ich soll mal versuchen eine Schaltung im CW (Dauerbetrieb) der 
Laserdiode aufzubauen (natürlich mit den IC's von ichaus ;-) und dann 
direkt das HF Signal über einen kondi an die Kathode des Lasers 
einkoppeln - er wollt' mir keine Garantie geben ob das funktioniert - 
wär aber doch eine tolle Lösung!!!!
2. Mgl geht nur bis 10Mhz:
Auf IChaus.com gibts irgendwo ein Application note wo eine Schaltung mit 
dem IC-WJ(z) war zur HF Modulation - die geht halt nur bis 10Mhz.

Jetzt noch eine Frage:
Ich hab' doch eine optische Verbindung zwischen einer Empfangsdiode im 
Sperrbetrieb und der oben Betriben Treiberschaltung für die IR-LED 
aufgebaut. Je höher die Frequenz, desto niedriger der Ausschlag am Oszi 
- und das bereits bei 1Mhz (bei 2Mhz gibts scho fast keinen Ausschlag 
mehr) - obowhl die Empfangsdiode rein rechnerisch ( 4ns turn off/turn on 
time lt. Datenblatt) bis 250Mhz geht. Hat jemand eine tolle Idee woran 
das liegen könnte????

Vielen Dank bisher!!

Christian

Autor: Erich (Gast)
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Tach Christian,

also zu deinem Problem fallen mir folgende Sachen ein:
1. Warum verwendest du eine so große Kapazität um das Sinussignal 
einzuspeisen? Ich hab ja keine Ahnung was deine unterste Grenzfrequenz 
sein soll, aber du meintest das Ding sollte bis 100MHz funktionieren. Da 
reicht auch ein Kondensator mir ein paar nF (denk ich zumindest).
2. Wenn die Spannung am Frequenzgenerator zusammenbricht, wird dieser 
wahrscheinlich überlastet (sprich zu kleiner Widerstand deiner 
Schaltung). Ich würd mal versuchen entweder mit diskreten Bauteilen 
(Transistor, blablabla....) oder besser, weil einfacher, mit einem 
Operationsverstärker eine Vorverstärkerstufe vor die eigentliche 
Schaltung zu basteln (ich geb ja zu, daß beim OpAmp die 100MHz 
vielleicht ein Problem werden könnten, aber einen Versuch könnte es wert 
sein ;-)).

Viel Glück und nur nicht klein beigeben

ERICH

Autor: Christian (Gast)
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Servus Erich,

du bist ja lustig - surfts du immer bei den "uralt" Beiträgen rum????
Trotzdem vielen Dank für deine Antwort!!!
Dass mit dem Funktionsgenerator konnte ich durch eine simple 
Transistorschaltung (darlington)lösen und dass mit der Kapazität ist 
nicht weiter schlimm gewesen - ich hab' mit mehreren Werten 
experimentiert und es gab erstaunlicherweise keine großen 
Amplitudenänderungen auf der Empfangsseite......
Das Prblem der Modulation wurde gelöst indem doch ein Laserschalter 
verwendet wurde (auch von ic-haus geht bis 155Mhz).
Theorethisch dürfte es mit einer Rechteckmodulation nicht so gut gehn - 
praktisch geht es sogar besser als mit einem Sinus - ich wollte es 
zuerst unbedingt mit einem Sinus machen, da mir das so empfohlen worden 
ist (von einem erfahrenem Berufselektroniker).
Das Problem mit dem Empfang des reflektierten Signals ist allerdings 
immer noch da. Eine geeignete Empfangsdiode ist die SFH203 von Siemens 
Beispielsweise. Problem: Die diode wird antiparallel über einen 
Widerstand an eine Spannung gelet - am Ausgang fällt dann eine spannung 
über den Widerstand ab - je größer der Widerstand desto größer die 
Spannung am Ausgang ABER: je größer der Widerstand desto langsmaer ist 
die Schaltung.
Es ging ja eigentlich darum einen Low cost dopplereffektsensor auf 
optische Basis zu bauen. Aus diesem Grund ist das Ziel immer noch eine 
Frontend Mischung der reflektierten Frequenz mit der gesendeten Frequenz 
(das extrem Schwache Signal sollte gemischt werden, damit dann mit 
preiswerten NF Operationsverstärkern und Filtern das recht 
niederfrequente Ausgangssignal verstärkt werden kann) - dafür konnte 
aber bisher noch keine passende Lösung gefunden werden - abgesehen davon 
hab' ich zur Zeit nicht soooviel Zeit.

Vielleicht fällt noch jemandem was gutes zu dem Thema ein - dann würde 
ich mich natürlich über ein Posting freuen!!!

mfg

Christian

Autor: wolli_r (Gast)
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hi,
mir ist nicht ganz klar, was Du unter Doppler-Effekt
verstehst.
Ist der Doppler-Effekt nicht eine Frequenzverschiebung des Trägersignals 
und nicht der Modulation ?  D.H. eine Dopplerverschiebung bei
Laser wäre eine Veränderung der Wellenlänge des Laserlichts.
Bei Annäherung an die Lichtquelle ergibt das eine Farbverschiebung in 
Richtung blaues Licht, und bei
Entfernung von der Lichtquellle wäre es eine Verschiebung in Richtung 
Infrarot.

mfg wolli_r

Autor: Christian (Gast)
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Danke für den Tipp - wenn es wirklich so wäre wäre das extrem blöd. Ich 
selber habe davon recht wenig Ahnung, aber ich baue das im Auftrag einer 
Privatperson, die davon eigentlich recht viel Ahnung hat.Wenn sich 
tatsächlich nur die Farbe ändert kann ich das vergessen......

Würde mich freuen, wenn du mir eine Quelle geben könntest oder wenn das 
noch jemand bestätigen könnte.

Vielen Dank

Christian

Autor: Cabal2002 (Gast)
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http://www.christian-doppler.org/html/dopplereffekt.html

Hier ist das jedoch auf schall angewendet. Der Punkt dabei ist, dass bei 
dir ja 2 Schwingungen im Spiel sind. Einmal die eigene Schwingung der 
Lichteilchen im Nanometerbereich und dann die Schwingung der Lichtstärke 
gemäss deiner Modulation. Demnach treten bei dir 2 Dopplereffekte auf 
wobei der Nachweis des ersteren nicht ganz so simpel sein dürfte. 
Ausserdem muss sich der Sender oder Empfänger relativ zum Anderen auch 
noch entfernen oder annähern damit du da was nachweisen kannst.

Ich hoffe mal das stimmt so ???

Gruss Cabal

Autor: mikki merten (Gast)
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Hier noch ein wenig Theorie:

http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/doppler/

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