Ultraschallempfänger

Gast #3439384 
Hallo! Ich möchte mithilfe zweier Mikrofone eine Ultraschallquelle (ca. 
40kHz) orten. Um eine möglichst hohe Auflösung zu bekommen ist es besser 
die beiden Mikrofone dabei so nah wie möglich beieinander zu haben. 
Daher suche ich Ultraschallmikrofone (bzw. Ultraschallsensoren oder 
-empfänger) die möglichst klein sind. Am liebsen wären mir 
SMD-Empfänger. Leider finde ich nirgends welche die klein genug sind. 
Die kleinsten die ich finde sind von Murata und haben einen durchmesser 
von 9,9mm. Weiß jemand wo ich kleinere bekomme, bzw. was passieren 
würde, wenn ich versuche mit "normalen" Mikrofonen ein Ultraschallsignal 
zu messen?

Grüße,

Dominik
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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite 
Dominik schrieb:
> Hallo! Ich möchte mithilfe zweier Mikrofone eine Ultraschallquelle (ca.
> 40kHz) orten. Um eine möglichst hohe Auflösung zu bekommen ist es besser
> die beiden Mikrofone dabei so nah wie möglich beieinander zu haben.
Wie soll das gehen? Welchen Effekt willst du da ausnützen? Wenn du den 
Abstand maximal verkleinerst, dann hast du 1 Mikrofon mit 1 Membran...

> bzw. was passieren würde, wenn ich versuche mit "normalen" Mikrofonen
> ein Ultraschallsignal zu messen?
Wie sieht denn die Empfindlichkeitskennlinie dieses "normalen" Mikros 
aus?
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Gast 
Hallo,

probier's mal mit Sensoren von knowles. Die haben eins im Programm, das 
sie explizit als Ultraschallempfänger ausweisen:

http://www.knowles.com/search/prods_pdf/SPU0410LR5H.pdf

Einige Typen, die sie eigentlich für Hörgeräte anbieten, sind auch noch 
ganz gut zu gebrauchen im Ultraschallbereich. Isdt allerdings 'ne Weile 
her - welche Typen ich damals verwendet habe, müsste ich zuhause noch 
mal 'raussuchen.
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Gast 
Lothar Miller schrieb:
> Wie soll das gehen? Welchen Effekt willst du da ausnützen? Wenn du den
> Abstand maximal verkleinerst, dann hast du 1 Mikrofon mit 1 Membran...


Ich nutze dabei die Phasenverschiebung des Signals von Mikrofon A zum 
Signal von Mikrofon B.


Diese Phasenverschiebung wiederholt sich allerdings alle x° , des 
Winkels der "Mikrophonachse" und der "Senderachse". Sprich zwischen 1 
Lambda Phasenverschiebung und 2 Lambda Phasenverschiebung ( oder 0,2 und 
1,2 usw.) kann der µC nicht unterscheiden. Wie groß der Winkel ist, um 
den man den Sender verschieben kann, bis sich das vom µC ausgegebene 
Signal wiederholt, ist vom Abstand der Mikrofone abhängig. Er wird 
größer, je enger die Mikrofone beieinander sind ( Der Grenzfall 1 Mikro 
funktioniert dabei natürlich nicht ;) )

@Lochrasterfan: Vielen Dank! :)

Grüße,

Dominik
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Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite 
Dominik schrieb:
> Ich nutze dabei die Phasenverschiebung des Signals von Mikrofon A zum
> Signal von Mikrofon B.
Wenn beide Mikrofone an der selben Stelle sind, dann hast du keine 
Phasenverschiebung mehr. Und ausserdem wird deine Auswertung da ziemlich 
anspruchsvoll.

> Diese Phasenverschiebung wiederholt sich allerdings alle x° , des
> Winkels der "Mikrophonachse" und der "Senderachse". Sprich zwischen 1
> Lambda Phasenverschiebung und 2 Lambda Phasenverschiebung (oder 0,2 und
> 1,2 usw.) kann der µC nicht unterscheiden.
Hallo, hallo! Hier spricht die Theorie. Als kleiner Denkanstoß: deine 
Mikrofonmembran hat eine endlich kleine Ausdehnung...

> Der Grenzfall 1 Mikro funktioniert dabei natürlich nicht ;)
Du strebst ihn aber an, oder nicht?
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Auf dem STM32F4DISCOVERY sitzt ein MEMS-Mikrofon MP45DT02 4.72 x 3.76mm:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/DM00025467.pdf
Thread hier zum Board:
Beitrag "Billiges Cortex-M4-Board STM32F4DISCOVERY jetzt erhältlich"

Ich sehe gerade, das hat keinen Analogausgang, damit ist die obere 
Grenzfrequenz natürlich beschränkt, das Datenblatt zeigt nur bis 10 kHz.
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Gast 
Lothar Miller schrieb:
> Und ausserdem wird deine Auswertung da ziemlich
> anspruchsvoll.

Hat auch lange genug gedauert, bis ich das bei meinem jetztigen System 
zum laufen bekommen habe :D


Klar. Die Membranen haben eine endlich kleine Auflösung und bei einem 
Mikrofon habe ich gar keine Phasenverschiebung mehr. Aber eben weil die 
Phasenverschiebung pro Winkel kleiner wird je näher ich die Mikros 
packe, ist die Konsequenz, dass ich eine höhere Auflösung bekomme.

Ich will eben den Mittelweg zwischen der Entfernung wie ich sie jetzt 
habe (ca. 1 bis 1.5 cm) und einem Mikrofon mit einer Membran.
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Andere Gedanke:

Du modulierst den Sender mit einer PRN Folge. Damit hast du eine 
groessere Periodendauer und damit einen groesseren Abstand zur 
Periodizitaet.
Dann kannst du mithilfe der Korrelationsfunktion den Abstand 
feststellen.
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