Kreuzkorrelation mit Ultraschall

[Ajax (Gast)]

Hallo,

ich würde gerne eine Art "GPS" mit Ultraschall Sensoren aufbauen. 4-6 
Empfänger sollen verschiedene Gold Sequenzen aussenden. Soweit so gut.

Ausgesendet wird ein 40 kHz Signal wobei die Logische 1 um 180° 
Phasenverschoben zur Logischen 0 ist. Das Funktioniert ganz gut wenn ich 
viele "Sinus-Wellen" für ein Bit verwende (desto mehr desto deutlicher 
wird der Phasenversatz, mindestens aber 16). In verschiedenen Papern hab 
ich gelesen das es auch mit 1 bis 4 Sinus-Wellen funktioniert. Meine 
Empfängerkapsel schwingt aber bei so wenigen wellen noch zustark nach um 
einen Phasenversatz erkennen zu können.

Ist es möglich das Nachschwingen zu dämpfen? bzw. gibt es Ultraschall 
Kapseln die eventuell für schnelle Wechsel entworfen worden?

Viele Grüße und Danke für eure Hilfe!

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Ajax schrieb:
> Ist es möglich das Nachschwingen zu dämpfen?

Diese Piezowandler sind so schmalbandig, dass es schwierig bis unmöglich
ist, sie gegen ihren Willen schnell ein- und ausschwingen zu lassen.

> bzw. gibt es Ultraschall Kapseln die eventuell für schnelle Wechsel
> entworfen worden?

Es gibt elektrostatische Wandler wie diese hier, die sehr breitbandig
sind:

  http://www.senscomp.com/ultrasonic-sensors/
  http://www.robotstorehk.com/sensors/sensor.html

Auf der zweiten Webseite nach "Polaroid" suchen.

Sie wurden in den 70er Jahren für die Entfernungsmesser der
Sofortbildkameras von Polaroid entwickelt, scheinen aber heute noch
produziert oder zumindest vertrieben zu werden. Wo man die Dinger als
Hobbyist in Deutschland am leichtesten herbekommt, weiß ich aber auch
nicht. Die Wandler brauchen auch eine andere Treiberschaltung als die
Piezowandler, da sie mit Spannungen von ein paar hundert Volt arbeiten.

[lrep (Gast)]

Ajax schrieb:
> Meine
> Empfängerkapsel schwingt aber bei so wenigen wellen noch zustark

Das ist ein Problem.
Man kann versuchen durch elektrische Anpassung dem schwingfähigen System 
möglichst viel Energie zu entziehen, aber wenn der piezoelektrische 
Kopplungsgrad niedrig ist, wird das nicht gelingen.

Wahrscheinlich ist es vernünftiger ein breitbandiges Kondensatormikrofon 
und viel Verstärkung zu verwenden.
Ob billige Elektretmikrofone mit eingebautem JFET dafür geeignet sind, 
weiß ich nicht, aber bei einem Stückpres von 50 Cent kann man das ja 
einmal ausprobieren.
Oder die Fledermausbelauscher danach fragen.

Übrigens ist es auch möglich, daß die Güte deines US-Lautsprechers zu 
hoch ist und der lange ausschwingt!
Ich denke da an die bei vielen Händlern erhältlichen 40kHz Sende (T) und 
Empfangskapseln (R) von Murata.

[Ulrich H. (lurchi)]

Die offenen US Kapseln haben eine hohe Güte und schwingen entsprechend 
nach. Die Wetterfesten (für Auto Abstandswarner) sind ggf. stärker 
gedämpft, haben aber auch weniger Wirkungsgrad.

Ein wenig lässt sich das Nachschwingen Dämpfen, aber nur begrenzt. Beim 
Sender kann man ggf. mit geänderter Wellenform, d.h. aktives 
gegensteuern ohne Rückkopplung das Nachschwingens, dies auch stärker 
reduzieren - die Leistung ist dann aber ggf. Begrenzt.

Einige der kleinen Elektretmikrofone (< 6 mm) gehen auch bis in den 
US-Bereich, aber nicht alle. Wenigstens bis 40 kHz sind die Chancen da 
nicht so schlecht.

Ein Problem kann aber die Refelxion des US an Wänden werden. Man 
Empfängt nicht nur das direkte Signal sondern auch Reflexionen.