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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zur Schaltung eines Ultraschallenfernungsmessers


Autor: moin (Gast)
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Ich bin dabei einen Ultraschall-Entfernungsmesser zu bauen, der später 
mit einem Parabolspiegel versehen werden soll um den Empfangsbereich 
einzugrenzen (wenn es denn funktioniert).

Ich bitte euch um Verbesserungsvorschläge.

Schaltung (siehe Anhang):
Sender
-Der Sender sendet 20 Impulse mit 40kHz. Die Pegel werden mit einem 
MAX232 erzeugt.

Empfänger
-Zwei normale OPV - Verstärkerstufen
-Die Verstärkung der ersten Stufe soll durch eine Mikrokontroller 
regelbar sein, damit der Sendeimpuls nicht auf den Empfänger 
überspricht. Nach Aussenden der Sendeimpulse soll der Empfänger die 
erste Millisekunde sehr unempfindlich sein.
-Die Verstärkung der zweiten Stufe lässt sich mit einem Poti fest 
einstellen.
-Die Laufzeit des Signals wird über eine Komparator und einen 
Mikrokontroller (Mega8) ausgewertet

Fragen:
-Gibt es sinnvollere Möglichkeiten die Verstärkung zu regeln?
-Warum kann ich D und S beim Mosfet vertauschen und erziele die gleiche 
Wirkung (habe ich ausprobiert)? Ist die Wahl des FETs sinnvoll?
-Wie kann ich Störungen/Rauschen besser unterdrücken?
-Würdet ihr die Schaltung mit hochohmigeren Widerständen dimensionieren?

Euer moin

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Ein Logarithmierer wie der AD8307 würde die Verstärkungsregelung unnötig 
machen, enthält aber gleich den Detektor, die verstärkten 40 kHz sind 
nicht von außen zugänglich.
Ich meine, die Schaltung um den Polaroid-Ultraschallsensor enthält auch 
eine irgendwie logarithmische Schaltung.

Autor: moin (Gast)
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Ist in meinem Fall wirklich ein Logarithmierer die Lösung? Würden dann 
nicht die Störungen stärker verstärkt werden als die Reflektionen, die 
ausgewertet werden sollen. Die Einstrahlungen des Senders in den 
Empfänger könnte ich dann auch nichtmehr auswerten.
  -- oder habe ich die Funktion des AD8307 falsch verstanden?

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Der Logarithmierer bewirkt, dass Echos, die sonst exponentiell mit der 
Entfernung schwächer werden, nur noch linear schwächer werden.

Autor: moin (Gast)
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Könnte man nicht auch einen Logarithmierer bauen, indem man einen 
Transistor in den Rückkopplungspfad des OPV schaltet?

Autor: Winne (Gast)
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Zunächst würde ich selektiv Verstärken und nicht so ein Scheunentor 
bauen Stichwort Bandpass

2. kann man den Empfängereingang zur Ausblendung des Sendesignals 
kurzschliesen z.b. mit einem Oopenkollektorausgang
In der Radartechnik erledigen das Sperrröhren(Glimmlampen)

3. Da Du die Signallaufzeit messen willst und nicht die Signalstärke 
empfiehlt sich ein Begrenzungsverstärker hinter eine selektive Vorstufe 
mit Mittlerer Verstärkung welche den Störabstand auf ein erträgliches 
Maß bringt.

4. Sollte das nicht genügen kanst du das Sendesignal noch kodieren und 
so neben der frequenz ein zweites Selektionskriterium schaffen welches 
dir eine klare Unterscheidung zwischen echo und störung ermöglicht.

Die Impulsgruppendauer mus natürlich << als die kleinste zu messende 
Laufzeit sein.

Aber das weißt du ja sicherlich selbst. ; - )


Autor: moin (Gast)
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@Winne
-Meinst du mit selektive Vorstufe einen Bandpass?
-Was ist ein Begrenzungsverstärker?

Als Info: Ich bin bisher nicht über die 'normalen' OPV Schaltungen 
hinausgekommen.

Autor: Winne (Gast)
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bin kurz essen später mehr

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Mit "Logamp" findet Google einiges, hier ein Artikel von Analog Devices:
http://www.analog.com/UploadedFiles/Technical_Arti...

Die einfachste Logarithmierschaltung ( man könnte es auch 
Begrenzerschaltung nennen, aber mit "weichem" Begrenzungseinsatz) 
benutzt die log. Strom-Spannungsabhängigkeit von Dioden:
http://www.st-andrews.ac.uk/~jcgl/Scots_Guide/audi...

Die Schaltung mit Transistor ist schon die "bessere" Version, mit zwei 
Transistoren wird auch noch die Temperaturabhängigkeit kompensiert. Das 
begrenzt aber nur eine der beiden Halbwellen, da der Logarithmus nur für 
pos. Zahlen definiert ist. Mit den zwei Dioden wird das ganze 
symmetrisch zum Nullpunkt begrenzt.

Autor: Winne (Gast)
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>>-Meinst du mit selektive Vorstufe einen Bandpass?
Ja aber noch recht Breitbandig


>>-Was ist ein Begrenzungsverstärker?
ein verstärker welche den pegel so stark anhebt, das das signal ein 
gleichmäßigge amplitude auf weist unabhängig vom eingangssignal
wird auch mit opv realisiert aber sehr hohe Verstärkung und durch 
antiparallelgeschaltete Dioden begrenztes Eingangs signal

>>Als Info: Ich bin bisher nicht über die 'normalen' OPV Schaltungen
hinausgekommen.

ich ahnte  es.

Du mußt dich hier entscheiden, dein Projekt ist für einen Analoganfänger 
ein wenig oversized, aber realisierbar. Du solltest zunächst nach einem 
Blockschaltbild eines Echolots Ausschau halten. Wenn du die 
Funktionsweise der Baugruppen und ihr Zusammenspiel verstanden hast 
wirst du schnell vorwärtskommen. Sonst wirst Du dich nur wundern ,warum 
es nicht funzt.
Solltest du mich wieder kontaktieren wollen findest du mich dort 
http://www.progforum.com/index.php? in diesem Forum ist es ruhiger und 
geht mir übersichtlicher zu. Fachlich unterstütze ich Dich gern, wenn du 
dafür etwas Zeit aufbringen möchtest, es gibt da viel zu lernen, da das 
Gebiet etwas komplexer ist als eine LED zum blinken zu bringen. ;-)

Autor: Max Murks (Gast)
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Benutze als Empfänger Verstärker und Bandpassfilter einen NE567.

Autor: moin (Gast)
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Ich will meine Anwendung nochmals eingrenzen.
Ich möchte einen Ultraschallentfernungsmesser bis ca. 6m und mit einer 
guten Richtungscharakteristik bauen. Der Preis soll auch den 
Hobbybereich nicht übersteigen.
moin

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