mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik FSK Demodulationsproblem?


Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo, habe ein Problem mit der Auswertung meines FSK - Signals.

Habe mir nach folgendem Prinzip einen Demodulator realisiert:

* 2 Bandpässe (durch SCF Filter realisiert) filtern beide Frequenzen
* Gleichrichtung mit 2 Hüllkurvengleichrichter
* Vergleich mittels Komparator
* Komparatorausgang an den RS232 Eingang meines uCS

Das ganze funktioniert auch ganz gut, jedoch mit folgenden Nachteilen:

* 2 Zustände am Ausgang (0,1) entsprechen 3 möglichen Zuständen
  (FREQ_0, FREQ_1, Keine Frequenz)

* Während keine Daten übertragen werden muss die ganze Zeit die FREQ_1

  ausgegeben werden, damit der Komperatorausgang auf High geht. Nur so

  kann das Startbit (Fallende Flanke) vom Uart des uCs detektiert
  werden!

Gibt es für die Demodulation auch noch eine elegantere Möglichkeit als
den Komparator? Das Prinzip der Demodulation mit den 2 Bandpässen und
die anschließende Gleichrichtung möchte ich beibehalten.

Vielen Dank im Voraus, mfg Mathias



Habe mit Hilfe eines SCF Filters 2 Bandpässe realisiert und die 2
Frequenzen herausgefiltert. Anschließend habe ich beide Signale
gleichgerichtet und mit einem Komperator verglichen. Den A

Autor: Profi (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dass kein Signal anliegt, siehst Du ja an der Eingangsamplitude, welche
gleichgerichtet und kompariert werden kann.

Du kannst Das ja so aufbauen, dass keine Frequenz und Frequ1 beide 1
ausgeben, oder andersherum: nur wenn Freq0 erkannt wird, ist der
Ausgang 0.

Kennst Du den 567 (ich glaube NE567) oder andere FSK-Demodulator-ICs?

Was machst Du damit?

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo profi thx für deine antwort..

genau so habe ich es ja inzwischen realisiert! von dem pll prinzip
wollte ich eigentlich wegkommen, habe zuerst den xr2211 verwendet. habe
nicht gerade die besten erfahrungen damit gemacht. (pll reißt ab wenn
ich nicht dauerhaft daten ausgebe) außerdem benötige ich mit  den scf
filtern keine externen bauteile( außer 3 widerstände). somit muss ich
nicht mit den toleranzen von kondensatoren leben. die 2 quarze die den
50 fachen takt der zu filternden Frequenzen liefern, spare ich mir,
indem ich die beiden Frequenzen per uC ausgebe! (Pin Toggle on Timer
Overflow mit Auto Reload Funktion)

bis jetzt habe ich zum vergleich der beiden freq. einen externen
comperator verwendet! spricht eigentlich etwas dagegen den uC internen
comperator zu verwenden und das ergebnis über einen pin auf den uart
eingang auszugeben?

danke, Mathias

Autor: Christian Rötzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Mathias,

die von Dir angesprochenen Probleme sind quasi hausgemacht, da Du den
FSK-Modulator direkt aus dem asynchronen Signal einer UART speißt. Der
funktionierende Ansatz lautet: Verwende ein Bitcodierung, die sich auch
zuverlässig demodulieren läßt. D.h. beispielsweise, dass zu Beginn einer
Übertragung eine eindeutige Kennung übertragen wird, die z.B. aus einem
ständigen Wechsel aus 0 und 1 bestehen kann. Sowas läßt sich auch prima
in Software eines Mikrocontrollers giessen.
Natürlich kannst Du auch die UART-Version zum funktionieren bringen,
indem z.B. der Komparator etwas empfindlicher auf den Kanal des
Ruhezustands reagiert und somit auch dann in diesem Zustand bleibt,
wenn kein Signal anliegt bzw. maximales Rauschen. In diesem Fall kannst
Du aber auf die FSK verzichten und eine 100% AM mit einem Bandpass
einsetzen. Das bleibt aber im Vergleich zu Deiner FSK eine
minderwertige Lösung.

Grüsse

Christian

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hmm irgendwie wäre es doch auch möglich den uart zu deaktivieren wenn
keine der beiden frequenzen anliegt oder? so hätte ich meine drei
zustände wieder: high, low, und empfang aus!

theoretisch könnte ich doch auf den comperator verzichten und beide
signale direkt in zwei Inputs meines uC's schicken.

beide inputs würde ich dann so verknüfen:

FREQ_0       0  1  0  1
FREQ_1       1  0  0  1
RS232_ON     1  1  0  0
OUTPUT       1  0  0  0

OUTPUT würde direkt mit Rxd verbunden werden. Um mit dem Uart einen
Startimpuls detektieren zu können, müsste ich vor jedem Byte ein High
Bit ausgeben!

Das Ausschalten der RS232 müsste natürlich mit einer gewissen
Verzögerung verbunden sein. Dürfte aber weniger ein Problem sein, da
ich nur mit 300 Baud sende.

Das einzige Problem was ich hierbei sehe ist, dass eine anliegende
Freq. mindestens einen Pegel von 0,8V (TTL) haben müsste, um als ein
detektiert werden zu können.

Mfg, Mathias

Autor: Christian Rötzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jetzt hat's irgendie den Server zerbröselt... nochmal:

Du versuchst Dich da irgendwie um die Tatsache herum zu mogeln, dass
Deine FSK in dieser Form einfach nur zwei Zustände übertragen kann.
Stelle Dir nur vor, was passiert, wenn das Rauschen im Kanal groß genug
wird (bei ausgeschaltetem Sender) Wenn die RX-UART damit nicht umgehen
kann, war's das. Wenn Du aber sagst, ist kein Problem, weil Rauschen
viel niedriger, kannst Du gleich wieder nur einen Ton tasten und auf
eine Schwelle horchen -> fertig.

Du kannst die Ausgänge der beiden Demodulatoren ggf. auch auf zwei
ADC-Eingänge geben und Dir dann Schwellen wahlfrei überlegen. TTL ist
sehr undefiniert, was das Verhalten "zwischen" den Pegeln angeht. Tun
wird sich aber trotzdem was. Besser wäre aber schon die Nutzung von
Schmitt-Trigger-Eingängen.

Grüße

Christian

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ christian:

mit dem comperatorprinzip habe ich dann doch einen undef. zustand am
ausgang wenn ich keine daten sende oder? dadurch könnte ja der uart
eventuell ein byte empfangen wenn gar keines anliegt bzw. einen
falschen
startimpuls detektieren.

als alternative könnte ich im ruhezustand dauernt freq. 1 übertragen.
nur was macht es dann für einen unterschied wenn ich überhaupt nur eine
freq. übertrage??

mfg, Mathias

Autor: Christian Rötzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eben! Meine Meinung: Entweder FSK mit anderer Bitcodierung per
"Software-UART" oder einzelnen Träger tasten mit der existierenden
UART.

Wenn der Empfänger der PC ist, muß halt für die FSK noch ein Controller
vorgeschaltet werden, aber da kenne ich Deine Aufgabenstellung zu
wenig.

Grüße

Christian

Autor: Christian Rötzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Noch eine Idee: Falls Du die Bitcodierung am Sender selber beeinflussen
kannst, der Empfänger ein PC ohne zus. Controller sein soll, könntest
Du als RX Pin nicht RXD verwenden, sondern eine der
Handshake-Leitungen, z.B. CTS. Dann machst Du die Bitdecodierung in
einem eigenen Thread, der per Performancecounter und
Event-On-Pin-Change arbeitet. Bei 300 Baud sollte das kein Problem sein
und wird auch konkret so gemacht, z.B. zur Decodierung von
IR-Empfängern.

Grüße

Christian

Autor: Mathias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hallo christian.. als empfänger verwende ich auch einen uC der jedoch
ziehmlich an seinen leistungsgrenzen ist (software pwm) ... aus diesem
grund habe ich das empfangen mittels uart gewählt! kann leider auch als
kostengründen keinen zweiten uC verwenden der sich um die dem. kümmert!

es bringt aber doch einen unterschied wenn ich 2 statt nur einer Freq
übertrage, zumindest wenn ich das ganze per comperator vergleiche.

Autor: Christian Rötzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wir drehen uns im Kreis... FSK ist besser wie Tontastung. Mangels
vernünftiger Bitcodierung, kannst Du die nur einsetzen, wenn Du der FSK
eine Schwelle, bzw. Vorzugslage verpaßt, die sicher über dem Rauschen
liegt, was meiner Meinung nach nicht mehr besser wie eine Tastung eines
Tones ist.

Meine letzte Idee:
Wenn Deine UART in der Lage ist, eine Break-Condition zu detektieren,
könnte das eine prima Synchronisation für Deine Übertragung sein.
Break-Error detektieren und ein paar Sync-Zeichen vor das Telegramm.
Dann braucht's auch keine Vorzugslage mehr für die FSK.

Grüße

Christian

Autor: Benedikt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Aussage, man bräuchte eine vernünftige Bitcodierung, also einen
Manchestercode ist nicht ganz richtig.

Es gibt z.B. einige Langwellensender die senden ebenfalls FSK Daten,
die man mit einem normalen UART empfangen kann, vorausgesetzt des FSK
Dekoder funktioniert. Da gibt es auch keine Manchestercodierung o.ä.

Autor: Christian Rötzer (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und? Wie machen die's?

Es geht ja darum, auf den Start einer Sendung zu synchronisieren.
Sprich, den Übergang von Bitrauschen zu sinnvollen Daten zu finden.
Evtl. genügt es ja schon, den Sender im Zustand der Ruhelage
einzuschalten, zu warten, z.B. 4 Bytezeiten und dann erst mit der
Übertragung zu starten. Der Empfänger muß dann sämtliche Fehlerbits
seiner UART abfragen und ständig zurücksetzen und auf eine Syncsequenz
warten. Ja, das könnte gehen!

Grüße

Christian

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.