Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fotodiode DC-Anteil


von Vuvu V. (vuvu)


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Hallo liebe Leute:)

ich habe vor  Daten mit freiraumübertragung zu verschicken und diese 
dann mit einer Fotodiode zu empfangen und auszuwerten. (das ist die kurz 
version :)  )
Das Datensignal soll ca ein 20 kBit/s Rechtecksignal sein.


Allerding wird die Photodiode nicht nur den Lux Wert von meinem 
Datensignal detektieren sondern die Umgebungshelligkeit.

Das heisst ja dan wohl: ich habe einen DC Anteil durch das Licht in der 
Umgebung und dan eben meinen Informationsstrom der dann 20kBit/s hat.

(Nur ein Beispiel)

DC-Anteil : 200 nA

Pegel-Informationsstrom: 1µA und 2µA

Frage:

wie bekomme ich da das Umgebungslicht aus meinem Signal ?

Hat da jemand eine Idee oder Erfahrungen ?

wäre sehr froh über Vorschläge.

gruß vuvu

von oszi40 (Gast)


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filtern

von Roland .. (rowland)


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Mit einem Hochpass, die Filtern für gewöhnlich Gleichanteile.
Ich weiß nicht welche Übertragungsrate so ein IR-Empfänger schafft, aber 
die TSOPxxxx-Empfänger machen genau das selbstständig.

von Falk B. (falk)


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@ Roland ... (rowland)

>Mit einem Hochpass, die Filtern für gewöhnlich Gleichanteile.
>Ich weiß nicht welche Übertragungsrate so ein IR-Empfänger schafft, aber
>die TSOPxxxx-Empfänger machen genau das selbstständig.

Die schaffen aber keine 20 kBit/s Datenrate.

von Reinhard Kern (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Die schaffen aber keine 20 kBit/s Datenrate.

Für die Abtrennung von DC reicht ein Kondensator im Signalweg - wieso um 
alles in der Welt sollen da keine 20 kbit/s durchkommen? Das hat man 
schon vor 50 Jahren in Röhrenverstärkern problemlos geschafft.

Gruss Reinhard

von oszi40 (Gast)


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>> Die schaffen aber keine 20 kBit/s Datenrate.

Kommt auf die Empfänger-Diode und die Störungen durch Sparlampen usw. 
an.
Wenn unser TS hier im Forum etwas gründlicher sucht, wird er noch viele 
nützliche Hinweise dazu finden. Kurz: Koppel-C und optische Filter 
könnten helfen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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vuvu vivi schrieb:
> DC-Anteil : 200 nA
>
> Pegel-Informationsstrom: 1µA und 2µA

Da ist ja der Umgebungslichtanteil kleiner als das Nutzsignal. Du kannst
also das Signal ganz normal mit einem TIA verstärken und anschließend
filtern.

Spannender wird die Sache, wenn der DC-Anteil das Nutzsignal um eine
oder gar mehrere Größenordnungen übersteigt, das Nutzsignal mit einem
hohen Faktor verstärkt werden soll und trotzdem noch eine gute
Bandbreite erreicht werden soll. Dann sollte der DC-Anteil idealerweise
direkt an der Quelle (nämlich der Fotodiode) entfernt werden. Dies
geschieht dadurch, dass dort ein Gegenstrom addiert wird, der so
ausgeregelt wird, dass der DC-Anteil der Summe zu null wird.

Hier gibt es eine Diskussion mit einigen Schaltungsvorschlägen zu diesem
Thema:

  Beitrag "Fotodiode Gleichanteil entfernen"

von Roland .. (rowland)


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Reinhard Kern schrieb:
> wieso um
> alles in der Welt sollen da keine 20 kbit/s durchkommen?

Da hat Falk schon Recht. So ein TSOPx arbeitet laut Datenblatt nur bei 
einer Minimaldatenpulslänge von 10 Impulsen der Trägerfrequenz 
zuverlässig. Bei einem 54kHz-Type wären also gut 6kBit/s möglich.

von Falk B. (falk)


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@ Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH) (rk-elektronik)

>Für die Abtrennung von DC reicht ein Kondensator im Signalweg

Nicht immer.

>- wieso um
>alles in der Welt sollen da keine 20 kbit/s durchkommen?

Beitrag "Re: Fotodiode DC-Anteil"

< Das hat man
<schon vor 50 Jahren in Röhrenverstärkern problemlos geschafft.

Das ist gar nicht das Problem.

Beitrag "Re: Fotodiode DC-Anteil"

von Ulrich (Gast)


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Wenn möglich sollte man versuchen den DC Anteil beim Licht klein zu 
halten, etwa durch einen Optischen Filter. Mehr Hintergrundlicht gibt 
auch immer mehr Rauschen. Zum Senden wird man vermutlich 880 oder 940 nm 
IR Dioden verwenden - dafür gibt es Fotodioden mit Filter, die zumindest 
nur für den Teil von etwa 750-1000 nm empfindlich sind.

Die üblichen TSOP... reichen von der Datenrate nicht aus. Es könnte aber 
auch ähnliche ICs für höhere Datenraten geben. Sonst müsste man den 
Empfänger halt einzeln aufbauen - vermutlich mit einer etwas 
aufwendigeren und weniger Fehleranfälligen Modulation/Demodulation der 
Daten, damit man mit der Frequenz und Bandbreite nicht so hoch gehen 
muss.

von Bernie (Gast)


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Will man den Anteil des Umgebungslichts vom Signal eines
IR-Empängers abtrennen, ist es wohl angebracht, mit DC
(durch Tageslicht), sowie mit niederfrequenten Störungen
von Glühlampen und Leuchstoffröhren zu rechnen.

Im einfachsten Fall, reicht ein Hochpass (1 kHz) um dein
Nutzsignal für die Auswerteschaltung deutlich erkennbar
zu machen. Dazu sollte es aber mindestens ein RS232-Signal
sein, um nicht auch niederfrequente Teile des Nutzsignals
abzuschwächen. Start-/Stopp erscheinen bei 20 kBaud im
2 kHz-Takt, Datenbits mit >= 2 kHz.

Problematischer kann es mit Sparlampen, oder LED-Lampen
werden! Dort sind u.U. Spannungswandler verbaut, die das
Licht mit höheren Frequenzen modulieren.

von dolf (Gast)


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eventuell bietet dir das hier ne anregung.

http://www.discovercircuits.com/PDF-FILES/20mrvr2.pdf

die fotodiode sollte ein tageslichtfilter eingebaut haben.

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