Tagchen ich habe mal wieder ein Problem, ich will ein Signal (300-3000 Herz) messen. Dazu habe ich einen Laser aufgebaut. Den schicke ich durch eine Probe und detektiere ihn mit einer Fotodiode. Um Störungen bzw. Rauschen auszufiltern benutze ich einen Lock in Verstärker. Der Laser wird mit 6000 Herz Rechteckspannung moduliert (also 6000 mal an und ausgeschalten in der Sekunde, 6000 wegem den Abtasttheorem). Nun detektiere ich dieses Signal mit der Photodiode. Es ist ungefähr eine 6000 Herz Rechteckspannung, wobei die Flanken noch mit dem 300-3000 Herz Nutzsignal versehen sind. Mit einem Hoch und Tiefpass kann ich nun alle störenden Frequenzen außerhalb von 300-3000 Herz ausfiltern. Das 6000 Herz Signal bleibt jedoch zwangsweise. Mit dem Mixer kann ich das Signal mit dem Referenzsignal(ebenfalls 6000 Rechteck ?) multiplizieren. Wenn ich das ganze in den Integrator stecke dann bildet sich ein Mittelwert über eine gewisse Zeit, dadurch geht aber mein Nutzsignal verloren oder ? Mir ist leider noch unklar was ich machen muss um mein Signal zurückzuerhalten. Die "Spannungslöcher" der 6000 Rechteckspannung müssen irgendwie verschwinden wenn ich das ganze ausgebe sonst hör ich nur ein 6000 herz Signal MfG fragenfriederich
Verstehe ich gerade noch nicht ganz. Das Nutzsignal steckt in den Flanken? Ich hätte jetzt angenommen, es wäre in der Amplitude. Wie wäre es mit einem Sample & Hold Glied, dass vom Referenzsignal getriggert wird? Was wird das? Ein optisches Mikrofon oder sowas in der Art?
Du hast überhaupt nicht verstanden, wie ein Lock-In arbeitet.
ja das soll ein optische mikrofon werden. allerdings geschieht alles im labor also nicht dass sich jetz hier wieder die moralisten zu wort melden. ups ja du hast recht das signal steckt in der amplitude nicht in der flanke. mit einem sample and hold glieg könnte das funktionieren ? @ detlef: mag sein dass ich ihn nicht ganz verstanden hab, aber was soll mir dein kommentar jetzt bringen ?
Fragenfriederich schrieb: > @ detlef: mag sein dass ich ihn nicht ganz verstanden hab, aber was soll > mir dein kommentar jetzt bringen ? Args. Da hilft sogar schon Wikipedia. Lock-in-Verstärker -> extrem schmalbandigen Bandpassfilter. Bitte auch nochmal nachlesen was ein Abtastheorem ist. Falls du dich fragst warum die keiner Helfen will. Es könnte daran liegen das du dein eigenes Problem nicht so wiedergeben kannst das dich andere Menschen verstehen. Vielleicht hat es damit zu tun das du Fachbegriffe verwendest die du offensichtlich selber nicht verstanden hast. Jetzt bin ich wieder der Böse weil ich nicht dein Problem lösen wollte/konnte.
Ich glaube schon dass ich vieles verstanden habe... Also nochmal: Das Trägersignal ist pulsförmig, eine Rechteckspannung mit 6000 Herz Frequenz. Das Nutzsignal hat eine Frequenz von 300-3000 Herz und befindet sich in der Amplitude des Trägersignals. Mein Problem ist nun die Demodulation. Wie mache ich das am besten ? Mir steht die Lock in Technik zur Verfügung. Ich weiß was ein Bandpassfilter, was ein Mixer und was ein Integrator ist, allerdings habe ich Probleme damit das Signal rückzugewinnen. Ich muss im Mixer wohl die 6000 herz Rechteckspannung mit dem gleichen Signal locken. Aber wie verliere ich nun das Trägersignal und erhalte das Nutzsignal? Brauche ich sowas wie eine Amplitudendemodulation bzw. sample &hold Technik nullter bzw erster Ordnung? Das Trägersignal besteht ja aus Spannung an, Spannung aus. Die Spannung-aus Phasen müssen überbrückt werden oder ?
Fragenfriederich schrieb: > Ich muss im Mixer wohl die 6000 herz Rechteckspannung mit dem gleichen > Signal locken. Warum? Da sowieso amplitudenmoduliert ist, warum nicht 'nen (steilen) Tiefpass mit ca. 3 kHz Grenzfrequenz verwenden?
6000Hz?? wenn sich die Scheibe bewegt, an deren Bewegung du den Schall "nachweisen" willst, so hast Du eine Frequenzmodulation, da sich die Gesamtlänge deines Optischen Systems ändert. Vergleichst Du mit dem Referenzsignal, so ist die Ablenkgeschwindigkeit deiner Glasscheibe in der Dopplerfrequenz enthalten. Wo ist denn da eine Amplitudenmodulation? Wenn, dann eher parsitärer Natur. Du brauchast eine deutlich höhere Trägerfrequenz, wenn du den Weg der Scheibe auflösen willst. Wenn Die Scheibe sich um 0.1mm bewegt, so musst Du die Scheibe mit einer adäquaten Frequenz "beschiessen", damit Du von der Bewegung überhaupt etwas mitbekommst, wenn du mit der Referenz multiplizierst. Ist die Scheibe nach außen gebogen, so soll dein Ausgangssignal ins negative auslenken, verbiegt sich die Scheibe nach innen, so soll dein Ausgangssignal positive maxima anstreben, oder? müssen sich die Wellenberge und -Täler aufheben oder aufaddieren. Dazwischen liegt deine Information. Aufmalen geht am besten. von links kommt die Welle, rechts steht deine Scheibe. male Dir un das reflektierte Signal mit auf und bewege die Scheibe um ein klein wenig nach hinten und male erneut die reflektierte Welle auf. dann siehst du schon, was ich meine. Amplitudenmodulatin hast Du nur, weil die Scheibe dein Hauptnutzsicgnal auch zur Seite ablenkt. der Anteil ist aber eher gering.
hi axel, danke für deine gedanken. tatsächlich handelt es sich bei mir um amplitudenmodulation. es gibt keine dopplerverschiebung oder sonstiges. das einzige prinzip auf dem das verfahren beruht is triangulation und daraus folgt eben eine höhere bzw niedrigere Spannung an der fotodiode. der zeitliche abstand zwischen den laserimpulsen liegt im niederen pikosekundenbereich und ist für die fotodiode nicht auflösbar. gruß fragenfriederich
Mein Problem ist: Ich habe ein Trägersignal mit 6000 Hz, Rechteckspannung. Das Nutzsignal ist in der Amplitude des Trägersignals (Frequenz wechselt zwischen 300-3000 Herz). Wie kann ich nun dieses Nutzsignal wieder entkoppeln und das ganze am besten mit Hilfe eines Lock in Verstärkers ? Gruß Fragenfriederich
burr-brown AN105 seite 11 fig 26 hilft das AC-signal mit einem x-beliebigen verstärker auf pegel bringen, dann damit syncron gleichrichten und tiefpass bei 10Hz oder so... das wäre lock in... du willst den dein laser licht durch das medium am-moduleren lassen und das dann messen... nix lock in sonder syncrone demodulation... ähnlich aber nicht gleich... würde das mit einem schaltmixer machen... im grunde auch *1/*-1 aber halt mit 4 schalter, da höhere bandbreite wie die OPV-lösung... den laser pulst du mit 100kHz+ das signal empfängst du, verstärkst du und mischt du mit einem schaltmischer runter ins basisband. dann tiefpass bei 3kHz und gut ist. die 100kHz+ siehst du dann fast nicht mehr... 74hc4066 von TI könnte um die 30Mhz schaltfrequenz (laut verkaufs)... sollte reichen 73
die Antwort klingt recht gut. Einige Fragen hab ich aber noch.
> das AC-signal mit einem x-beliebigen verstärker auf pegel bringen, dann
damit syncron gleichrichten und tiefpass bei 10Hz oder so... das wäre
lock in.. >
Tiefpass bei 3 khz oder ? sodass mein Signalband halt rauskommt?
Für was brauch ich denn den Synchrongleichrichter genau? Ich habe keine
negativen Trägeranteile. Der Modulationsgrad ist m<<1
ich hätte vielleicht dazusagensollen:
Das modulierte "Rechtecksignal" besteht aus:
Licht an= Amplitude + Signal , Licht aus= keine Amplitude, kein Signal
Was habe ich denn für einen Vorteil wenn ich ein Signal mit einem
Schaltmischer ins Basisband mische und nicht direkt das Signal in den
Tiefpass stecke ?
Ist diese Synchronmodulation geeignet um ein mit Rauschen stark
überlagertes Signal zu verstärken?
Gruß
Fragenfriederich
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