AM Demodulator 40kHz

Hüllkurvendetektor war die Idee, aber welche Werte für R und C sind 
angebracht?

Mir kommt es vor, als wenn die Antwort von Ano Nym noch ergänzt werden 
könnte um völlige Klarheit zu schaffen.

AM wird nicht mit einem RC-Tiefpass demoduliert. Das wird klar, wenn 
Du Dir das Spektrum einer AM-Modulation anschaust. Die Leistung ist um 
das die Frequenz des Trägersignales herum verteilt. Mit einem 
RC-Tiefpass, mit einer Grenzfrequenz in der Grössenordnung des 
Modulationssignales wirst Du garnichts am Ausgang erhalten. Wäre die 
Grenzfrequenz etwa im Bereich der Trägerwelle um z.B. das untere 
Seitenband auszufiltern, erhälst Du zwar ein Signal aber immer noch ein 
moduliertes Signal, das obendrein auch wieder bei einer viel höheren 
Frequenz als das modulierte Signal liegt.

Notwendig sind die von Ano Nym genannten Schaltungen (oder auch andere 
mit gleichem Zweck).

Ihr habt natürlich völlig recht, Tiefpass war Blödsinn, da habe ich was 
durcheinander gebracht.

Ich meinte eigentlich von Beginn an Hüllkurvendemodulator, sorry dafür.

>Hüllkurvendetektor war die Idee, aber welche Werte für R und C sind
>angebracht?

Du solltest mal nach "Hüllkurvendetektor" oder "Spitzenwertdetektor" 
vielleicht mit dem Zusatz "Dimensionierung" googeln.

Der Kondensator bildet mit der Ausgangswiderstand der vorhergehenden 
Schaltung und der Diode den Widerstand des Tiefpasses, so das man Dir 
keinen konkreten Wert angeben kann, denn wir kennen ja weder die 
vorhergehende Schaltung noch die Diode. Am besten Du probierst nach 
einer groben Enschätzung dieser Kombination, d.h. deren 
Gesamtwiderstand, einige Kondensatoren aus.

Der Widerstand parallel zum Kondensator symbolisiert erstmal nur die 
nachfolgende Last.

Marko T. schrieb:
> ... da mein Nutzsignal eigentlich mit 0Hz vorliegt ...

Ein Nutzsignal mit 0 Hz gibt es nicht, wenn du damit irgendetwas 
übertragen möchtest.
Guck dir die (echte) Bandbreite deines Nutzsignales an. Dann kannst du 
dein demoduliertes Signal mit einem passenden Tiefpaß in der Bandbreite 
begrenzen und dazu die passende Abtastfrequenz für den ADC wählen.

Mehr läßt sich ohne genauere Info zum Signal nicht sagen.

>Ein Nutzsignal mit 0 Hz gibt es nicht, wenn du damit irgendetwas
>übertragen möchtest.

Nun, das ist leider so nicht richtig. Stille kann durchaus eine 
Nachricht sein, wenn sie nicht die einzig mögliche ist. Z.B. die 
fehlenden Abwaschgeräusche der bei Ihrer Mutter weilenden Hausfrau.

Guru schrieb:
> Stille kann durchaus eine Nachricht sein, wenn sie nicht die
> einzig mögliche ist.
Bei einer Bandbreite von 0 Hz gibt es aber keine Chance, in den anderen 
Zustand zu wechseln. Damit ist es keine Information.

>> Stille kann durchaus eine Nachricht sein, wenn sie nicht die
>> einzig mögliche ist.
>Bei einer Bandbreite von 0 Hz gibt es aber keine Chance, in den anderen
>Zustand zu wechseln. Damit ist es keine Information.

Genau das sagt mein Absatz ja auch: "wenn sie nicht die einzig mögliche 
ist".

Genau genommen hat ja der TO nicht geschrieben, das die Bandbreite 0Hz 
ist, sondern "da mein Nutzsignal eigentlich mit 0Hz vorliegt". Das ist 
wörtlich genommen sowieso Unsinn, also darf man es nicht wörtlich nehmen 
zumal der nachgefragte Tiefpass ohnehin auch 0Hz durchlässt (nach ein 
paar Tau).

Du magst zwar, wenn Du das wörtlich nimmst, recht haben, aber das bringt 
die Diskussion nicht weiter, denke ich. Die TOs hier drücken sich sehr 
oft nicht korrekt aus. So oft, dass es, denke ich, nur dann Sinn macht 
sie zu korrigieren, falls dies direkt die Frage beantwortet.

Aber lassen wir das besser. Du wolltest es nur bemerken. Ich wollte es 
nur bemerken. Kein wirklich ernstes Thema.

Vielen Dank schon mal für die vielen Infos.

Offensichtlich habe ich hier einiges noch nicht richtig verstanden.
Ich hatte gelesen, dass man bei einem Signal welches sich innerhalb des 
Integrationszeitraums nicht verändert von einer Frequenz der 
Nutzinformation von 0Hz (und somit einer Gleichspannung) spricht.

Vielleicht noch ein paar Informationen zum Kontext:
es geht um einen Distanzmesser, eine IR-LED sendet ein gepulstes Signal 
(40kHz) aus.
Daneben ist eine Fotodiode montiert, welche Licht das von einem Objekt 
reflektiert wurde empfängt. Die Fotodiode ist an einen 
Transimpedanzverstärker gekoppelt, gefolgt von einem Bandpassfilter.

Als letzte Stufe fehlt mir jetzt eben noch der Demodulator, der mir 
wieder eine Gleichspannung erzeugt welche ich dann mit dem 
Mikrocontroller auswerten kann.

Und wie ich genau diesen korrekt dimensioniere konnte ich bisher noch 
nicht herausfinden.

Ich werde mich mal noch weiter in das Thema einlesen, bin aber natürlich 
weiterhin für Links, Texte, Beispiele oder Erklärungen sehr dankbar!

Viele Grüße!
Marko

>Ich hatte gelesen, dass man bei einem Signal welches sich innerhalb des
>Integrationszeitraums nicht verändert von einer Frequenz der
>Nutzinformation von 0Hz (und somit einer Gleichspannung) spricht.

Das kann man so sagen, wenn man will.
Im Gegensatz zu Deinem Satz aber ist hier eine zeitliche Einschränkung 
gemacht; ein bestimmter begrenzter Zeitraum genannt.
Ganz allgemein aber lässt sich ohne Änderung von irgendwas keine 
Information übertragen.
D.h. in einem der Integrationszeiträume vor oder nach dem fraglichen 
wird ein anderes Signal übertragen um eine Information zu vermitteln. 
Für den Tiefpass ist eine Sichtweise "über alles" also über den gesamten 
Betriebszeitraum nötig oder aber die Extremfälle.

Genau genommen trifft der Fall einer Nutzinformation von 0Hz nur 
punktuell zu. Zu anderen Zeiten wird eben ein Signal, eine Änderung 
vorhanden sein.

Für Deine Anwendung bräuchtest Du übrigens nur in gewissen Fällen, die 
Du hier nicht unterscheidest einen AM-Demodulator. Und zwar dann wenn Du 
z.B. die Entfernung abschätzen willst und/oder Objekte mit verschieden 
starkem Reflektionsvermögen unterscheiden willst.

Gibt es nur eine Art von Objekt das voll reflektiert und kommen sonst 
keine Objekte oder reflektiert sonst nichts im Strahlweg irgendwann die 
IR-Strahlung dann reicht es das Signal selbst (evtl. nach 
Gleichrichtung) mit einer Schwelle zu vergleichen. Denn 
amplitudenmoduliert wird das Signal ja nur wenn sich die Objekte in 
veränderlicher Entfernung befinden oder Objekte mit unterschiedlichem 
Reflektionsgrad vorkommen.

Das nur so als kleine Ergänzung.

Genau, es geht um die Messung der Entfernung zum Objekt!

Leider finde ich bei google bisher immer nur die Grundschaltung und 
keinerlei Informationen zur Dimensionierung der Bauteile...

>Leider finde ich bei google bisher immer nur die Grundschaltung und
>keinerlei Informationen zur Dimensionierung der Bauteile...

Nun, die Antwort haben wir Dir schon gegeben.

>Der Kondensator bildet mit der Ausgangswiderstand der vorhergehenden
>Schaltung und der Diode den Widerstand des Tiefpasses, so das man Dir
>keinen konkreten Wert angeben kann, denn wir kennen ja weder die
>vorhergehende Schaltung noch die Diode. Am besten Du probierst nach
>einer groben Enschätzung dieser Kombination, d.h. deren
>Gesamtwiderstand, einige Kondensatoren aus.

Es ist sinnlos, jedenfalls aber unendlich aufwendig, für jede einzelne 
Schaltung deren Dimensionierung sich aus allgemeinen Grundsätzen ergibt, 
diese noch auf die Schaltung anzuwenden.
Im übrigen gilt in der Elektronik, dass man in der Praxis nicht alles 
rein durch Berechnung bestimmen kann. Deswegen macht man Schätzungen und 
probiert dann aus.

>Achso, soll das Ausgangsssignal analog oder digital sein?

Wenn Du den Thread erstmal gelesen hättest, bevor Du geantwortet hast, 
wüsstest Du es.

Meine Güte!

Ok, vielen Dank!

Dann werde ich mal versuchen den Widerstand der vorhergehenden Schaltung 
bis zurück zur Fotodiode zu berechnen.

Wenn ich das richtig verstanden habe muss dann R*C > 1/40kHz sein, 
richtig?
Möglichst nah daran oder eher weit größer?

Gibt es bei der Wahl der Diode etwas zu beachten?

Abdul K. schrieb:
> Oder nur ein dafür gedachtes IC und klemmst die Fotodiode extern an.

Ich wusste gar nicht, dass es das als separaten IC gibt. Kannst du da 
einen speziellen empfehlen?

Ano Nym schrieb:
> Je nach dem wie hoch die Spannung ist (wird bei einer IR LED nicht so
> hoch sein) kannst du auch erst einen Buffer (Impedanzwandler) vor den
> demodulator setzen. Die sind recht empfindlich wie ich rausgefunden
> habe.
>
> Ich poste später nach Feierabend mal die zwei Formeln die ich im Rahmen
> meiner Arbeit gefunden/erörtert habe um R und C zu bestimmen.

Das hört sich sehr interessant an, wäre super wenn du dafür die Zeit 
findest!!

>Dann werde ich mal versuchen den Widerstand der vorhergehenden Schaltung
>bis zurück zur Fotodiode zu berechnen.

Hm. Es reicht, wenn Du an der letzten aktiven Stufe vor dem Demodulator 
beginnst.

>Wenn ich das richtig verstanden habe muss dann R*C > 1/40kHz sein,
>richtig?

Wenn Du was richtig verstanden hast?

Ein Tiefpass trennt die Signale nicht absolut sondern senkt sie mit 
zunehmender Frequenz im Pegel ab. Irgendwann wird der Pegel dann so 
niedrig, das er nichst mehr bewirkt.

Je näher die Grenzfrequenz an den 40KHz ist, desto mehr wird davon 
durchgelassen. Allgemein gilt, pro Oktave 3dB.

Das ist Deine obere Grenze.

Die untere Grenzfrequenz wird davon bestimmt welche 
"Anderungsgeschwindigkeiten" Du noch erfassen willst. Je niedriger sie 
ist, desto niedriger kannst Du die Grenzfrequenz machen und damit mehr 
Anteile vom Träger ausschliessen.

Willst Du hohe Änderungsgeschwindigkeiten erfassen und wird Dir die 
Grenzfrequenz zu hoch kannst Du mehrstufige (evtl. aktive) Tiefpässe 
verwenden.

Entschuldige, aber das sind doch ganz allgemeine Gedankengänge über 
Grundlagen. Bist Du Schüler oder Student oder in was kann man bei Dir 
voraussetzen? Wenn man das wüsste, könnte man gezielter antworten.

Naja. Ich halte mich wohl besser raus. Ano Nym hat ja wohl was 
Passendes.

Mit ein bisschen mehr Information über das Signal und den ADC ließe sich 
der meiste externe Zirkus mit dam Demodulator eventuell auch vermeiden. 
Der µC könnte das Signal direkt synchron zum ausgesendeten gepulsten 
Signal detektieren. Evtl. braucht man dann nur einen S&H-Verstärker. 
Eine Messung in den Pulspausen liefert dann auch gleich das 
Untergrundsignal - kommt drauf an, wofür das ganze gut ist...

Guru schrieb:
>>Wenn ich das richtig verstanden habe muss dann R*C > 1/40kHz sein,
>>richtig?
>
> Wenn Du was richtig verstanden hast?

http://www.martin-mandl.com/da/hk.htm
bzw.
http://www.elektroniktutor.de/signale/am_demod.html

waren die einzigen zwei Hinweise auf mögliche Dimensionierung des 
RC-Gliedes.


Mein Elektronik-Hintergrund ist leider noch sehr beschränkt, da ich mich 
erst seit wenigen Wochen hobby-mäßig mit der Thematik beschäftige.
Insofern sorry falls ich aufgrund mangelnder Grundlagen zum Teil nicht 
direkt folgen kann oder etwas missverstehe, ich arbeite daran.

Ich bin aber sehr motiviert und versuche nun eben nach und nach mir die 
Dinge anzulesen welche ich zur Realisierung meiner kleinen Projekte 
brauche.

In diesem Fall währen das jetzt zum einen ein berührungsloser 
Dimm-Schalter, zum anderen eine räumliche Orientierung / Distanzmessung 
 Objekterkennung  Kollisionsvermeidung für einen kleinen autonomen 
Roboter.

Das nur noch mal als kleinen Hintergrund, euch allen (speziell Ano und 
Guru) vielen Dank für die Geduld und sorry für etwaige dumme Fragen ;-)

>Mein Elektronik-Hintergrund ist leider noch sehr beschränkt, da ich mich
>erst seit wenigen Wochen hobby-mäßig mit der Thematik beschäftige.
>Insofern sorry falls ich aufgrund mangelnder Grundlagen zum Teil nicht
>direkt folgen kann oder etwas missverstehe, ich arbeite daran.

Dafür das Du wenige Kenntnisse hast, brauchst Du Dich nicht zu 
entschuldigen.
Es ist mir nur langsam immer widersprüchlicher vorgekommen, das Du 
einerseits eine AM-Demodulation machen willst, andererseits aber gewisse 
Grundüberlegungen nicht allein machen kannst. Deswegen schien mir die 
Frage auf welcher Ebene man denn ansetzen muss, wichtiger geworden zu 
sein.

Ich wollte mich ja raushalten. Mal sehen was Ano Nym da noch anbringt.

>Genau, es geht um die Messung der Entfernung zum Objekt!
Geht es darum:?
Beitrag "Ultraschall Entfernungsmesser ELEKTOR"

Ano Nym schrieb:
> Da bin ich wieder
>
> Quelle war überwiegend das ARRL Handbook

Vielen Dank Ano Nym, dann werde ich es damit mal versuchen!


@Chris:
Ähnliches Prinzip, aber Infrarot-Licht anstelle von Ultra-Schall.

Marko T. schrieb:
> @Chris:
> Ähnliches Prinzip, aber Infrarot-Licht anstelle von Ultra-Schall.

Nicht wirklich. Bei US misst man die Laufzeit. Du willst aber die 
Amplitude messen. Da die aber vielerlei Einfluessen unterliegt wuerde 
ich an der Stelle das Messprinzip fuer ungeeignet halten. Schon der 
sprichwoertliche Fliegensch.ss an einer Stelle kann die ganze Messung 
unbrauchbar machen.

citb

@Abdul K.

Praezisionsdemodulator fuer einen Wert, der an sich extrem 
fehlerbehaftet ist? Erklaer mal, wie er damit Entfernungen messen soll.

citb

Marko T. schrieb:
> Vielleicht noch ein paar Informationen zum Kontext:
> es geht um einen Distanzmesser, eine IR-LED sendet ein gepulstes Signal
> (40kHz) aus.
> Daneben ist eine Fotodiode montiert, welche Licht das von einem Objekt
> reflektiert wurde empfängt. Die Fotodiode ist an einen
> Transimpedanzverstärker gekoppelt, gefolgt von einem Bandpassfilter.

Meiner Meinung nach ist das Messprinzip dafuer ungeeignet.

citb