Hallo NG, ich bin auf der suche nach einem einfachen A/-Wandler, undzwar möglichst zum slbst löten.
Das ganze soll zur Modulation eines Laserstrahls dienen. Der A/D-Wandler soll ein analoges Audiosignal in ein digitales, serielles Signal umwandeln. So zu sagen in einen Bitstream. Dieser Bitstream soll dann auf ein kV-Signal aufmoduliert werden welches dann per Kerr-Zelle den Laserstrahl schalten soll.
Ich habe schon einen Schaltplan für einen A/D-Wandler gefunden der an den Parallelport des PCs angeschlossen wird, doch dieser IC braucht wohl noch eine Error-Leitung und eine Leitung die das Ganze startet. So etwas brauche ich nicht. Es sollen nur Bits rauskommen und am anderen Ende sollen die Bits wieder in ein analoges Signal umgewandelt werden.
Sebastian Siewert wrote: : Hallo NG, : ich bin auf der suche nach einem einfachen A/-Wandler, : undzwar möglichst zum slbst löten.
: Das ganze soll zur Modulation eines Laserstrahls dienen. : Der A/D-Wandler soll ein analoges Audiosignal : in ein digitales, serielles Signal umwandeln. So zu sagen : in einen Bitstream. Dieser Bitstream soll dann auf ein kV-Signal : aufmoduliert werden welches dann per Kerr-Zelle : den Laserstrahl schalten soll.
: Ich habe schon einen Schaltplan für einen A/D-Wandler gefunden der an den : Parallelport des PCs angeschlossen wird, doch dieser IC braucht wohl noch : eine Error-Leitung und eine Leitung die das Ganze startet. So etwas brauche : ich nicht. Es sollen nur Bits rauskommen und am anderen Ende sollen die Bits : wieder in ein analoges Signal umgewandelt werden.
: Ich bin für jede hilfe dankbar! Da du über die benötigte Genauigkeit und Geschwindigkeit nichts gesagt hast, würde ich spontan zu einem U/f bzw. f/U Wandler raten. Erlaubt die Kerr-Zelle keine analoge Modulation?
Ich dachte an ICs, jedoch besteht ja durch die optische Übertragung keine möglichkeit dem IC ein startsignal oder gar errorbits zu senden. Oder gibts auch ICs die einfach alles was analog reingeht gnadenlos in einen Bitstream wandeln?
Also ich hab null Ahnung von sowas, ich dachte mir so learning-by-doing wäre nicht schlecht. Und so direkt gefragt reicht telefonqualität voll und ganz aus.
Als wie ich schon Uwe Hercksen antwortete reicht telefonqualität völlig aus.
Spannungs/Frequenzwandler? Hört sich gut an! Man müßte nicht einmal Byts erzeugen, direkt die frequenz am anderen ende wieder in eine spannung umwandeln und Ende. Ist nur die Frage ob die "nahezu verzögerungsfreie Schaltung" der Kerr-Zelle die hier auftretenden Frequenzen umfaßt. aber das kann man ja ausprobieren.
Nein, leider nicht. Ab einer bestimmten Spannung schaltet sie einfach, fast wie eine Z-Diode.
"Sebastian Siewert" schrieb im Newsbeitrag news:bvtcdr$3vj$02$ snipped-for-privacy@news.t-online.com...
Normalerweise hast du das Problem, dass du immer nur ein Bit auf einmal Übertragen kannst. Deine Audiodaten wollen aber wenigstens mit
8 Bit abgetastet werden, d.h. dein Empfänger muss in dem Bitstream herausfinden welcher der Anfangsbit eines Abtastwertes ist =>
Synchronisation. Gerade jetzt geht bei uns ein Studentenprojekt wo Musik digital über eine Lichtstrecke übertragen wird zu Ende. Nur wird das hier viel aufwändiger gemacht: Die Audiosamples werden über USB von einem PC an einem FPGA geschickt dieser macht die Modulation, Scrambling, etc. Die empfangenen Daten werden in einem 2. FPGA aufbereitet (Demodulation, Synchronisation, Descrambling) und über USB an einem 2. Rechner geschickt und abgescpielt. Verwendet wird ein einfacher Laserpointer im on/off Betrieb. Die Nettodatenrate liegt z.Z. bei ~600kbps.
In deinem Fall wäre es wohl am einfachsten einen U/PWM wandler zu nehmen, d.h. ein Rechteckgenerator dessen Pulslänge von deinem Eingangssignal (Audio) abhängen. Das sollte einfach mit einem 555 machbar sein. Beim demodulieren musst du dann einfach dein Empfangssignal Tiefpassfiltern. Ist aber keine richtige A/D Wandlung (im binären Sinn).
es gibt A/D Wandler mit seriellem Ausgang. Aber um aus seriellen Daten=20 und Takt ein einziges Signal zu machen m=FCsste man noch z.B. eine=20 Manchestercodierung benutzen. Auf der Empfangsseite muss wieder=20 entsprechend dekodiert werden. Bei Floppies und Platten passiert=20 =E4hnliches, da m=FCssen auch Daten und Takt zusammen auf den Magnetkopf.=
Ich f=FCrchte da hast Du Dir sehr viel, wenn nicht sogar einiges zuviel=20 vorgenommen. Da w=E4re wohl der Ansatz mit einem Spannungs-Frequenz Wandler besser und= =20 einfacher.
HM solangsam begreife ich wofür die Start-Stop leitung dient.
Hört sich ja interessant an, welcher Studienrichtung entspringt denn das ganze?
Eine wirklich A/D-Wandlung ist auch nicht Vorrausetzung. Bei mir geht es eher um die Physik beim Modulieren von Licht. Ich möchte ja wie schon gesagt Musik per Laserstrahl übertragen und hatte mir dafür den Weg über die Modulation der Polarisationsebene ausgesucht. Hier gibt es 2 Varianten: entweder eine analoge Modulation per Faradayspule, welche ich aber leider (noch) nicht auftreiben konnte, oder eine digitale Modulation per Kerr-Zelle. Mangels Faradayspule und Angesichts des recht einfachen Aufbaus einer Kerr-Zele entschied ich mich für die letztere Variante. Die A/D-Wandlung war nur ein Nebeneffekt. Ist die U/f-Wandlung jedoch so einfach wie es hier rüberkommt so werde ich mich wohl dafür entscheiden. Bleibt nur noch die Beschaffung geeigneter Schaltpläne.
Den Wandeler (IC) selber auf die Leiterplatte löten ist OK, ihn selbst in guter Qualität zu entwickeln und aus Einzeltransistoren aufzubauen ist eher Unsinn.
Suche mal nach CVSD (continousely variable (slope) sigma delta) Codecs. Möglicherweise gibt es bei diesem Verfahren Varianten, die ohne bytesynchronisation auskommen. Ansonsten könntest du einen µC mit AD-Wandler und UART verwenden. Der UART (serielel Schnittstelle, wie RS232, nur auf CMOS Pegel) kann die Bytesync mittels Start- und Stopbits erledigen. Wenn sie allerdings zu sehr durcheinadergerät, gibts auch Probleme.
Du könntest auch Manchester Codieren und Manchester-Violations als Startsignal verwenden. So wird das glaube ich bei optisch digital audio gemacht (CD-Player zu MD/DAT recorder) dafür gibt es auch AD / DA Wandler oder Codecs. Der Unterschied zu deiner Anwendung wäre nur die Verwendung von Freistrahllaser statt LWL, den Verstärker, der aus dem TTL Signal die Modulationsspannung macht hast du offensichtlich schon (gelöst).
Wie ist so eine Kerr-Zelle aufgebaut und wie funktioniert sie?
Eher ICs. Ist besser, einfacher und genauer. Man kann antürlich auch mit NE555 oder 2 Transistor Multivibrator FM erzeugen (wurde angeblich in Videorrekordern so gemacht), vielleicht weil man damals mit OPVs o.ä. die Bandbreite von einigen MHz nicht hinbekam, oder es war einfach ausreichend gut. Beim 2T-MV wird die Modulationsspannung an die beiden Widerstände gelegt, die zu den Basisanschlußen führen, statt diese fest mit Vcc zu verbinden.
Die f/U Wandlung könnte man durch Begrenzung, Flankendifferenzieren ( ->
PWM) und Intgration machen, es wahrscheinlich mit Einzeltransistoren machbar aber mühsam. Es kämen wohl auch etlich FM-Diskriminatorschaltungen infrage, aber auch eine PLL (74HC4046 bis NE564). oder digitales Auszählen mittels µC.
Sie besteht aus einer Glasküvette die mit nitrobenzol gefüllt ist und zwischen zwei platten elektroden sitzt. Beim anlegen von ca. 2kV wird die polarisationseben des Laserstrahls um 90° gedreht. durch einen polarisationsfilter dahinter wirkt sie somit als optischer schalter.
Aber auch die ICs wollen vernünftig beschaltet werden.
Hört sich ja alles ganz schön an, allerdings weist mein Wissen erhebliche Defizite in Richtung Elektronik auf, weshalb ich auf einen Schaltplan und Bauteilbezeichnungen angewiesen bin. Das Googlen nach U/f-Wandler+eigenbau kam nicht sehr viel heraus.
Hast du nicht kV gesprochen? Deiner Ausdrucksweise glaube ich entnehmen zu können, daß du da nicht viel Erfahrung hast - verzeih, wenn ich mich irre. Welche Ströme und Spannungen brauchst du da, welche Lastimpedanzen hast du? Ohmsch, Induktiv oder Kapazitiv? Mit _einem_ MOSFET kannst du nur eine Eintaktschaltung bauen, da ein Trenntrafo keine Gleichspannung mag kann das kompliziert werden. Man könnte dann allenfalls Impulse definierter, konstanter Länge auf die Zelle geben (Kondensator, auf einige 100V geladen, wird auf den Trafo geschalten). und die Information in der Pausenlänge codieren. Hat die Kerr-Zelle selbst einen Hochpaßcharakter oder ist sie DC tauglich?
Eine Trafospule (für Sperrwandler, einige Watt) von 12V auf 10kV hat zB
25:5000Wdg, die Res.frequenz der Sekundärwicklung ist im kHz Bereich. Ich hatte sie da bei Experimenten zwar schon mal mit 80kHz auch betrieben, aber mit einem definierten Sperrwandler Betrieb hatte das nix mehr zu tun, eher schon mit nem Tesla-Trafo, der Funke ist auch auf den Daumennagel übergesprungen (wurde nur warm). Also ich sehe da auch noch etwas Konstruktionsarbeit vor dir.
"Martin Lenz" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@kreuzgruber.com...
Du hast völlig recht, hab null plan von sowas.
Ich hab weiter oben mal die Kerr-Zelle beschrieben. Ich brauiche so ungefähr 2kV und das ganze ist im prinzip nichts weiter als ein überdimensionierter Plattenkondensator der mit 2kV geladen wird. Bei einem Plattenabstand von ungefähr 15-20 mm wird dort auch nicht sonderlich viel kapazität auftreten.
Ich weiß garnicht ob ein Mosfet nötig ist, kommt halt drauf an wieviel strom durch die Primärspule des trenntrafo fließt.
Ein gewöhnlicher Trafo mag sie bestimmt nicht, aber so wie ich mir das dachte funktioniert das wie die Zündspule im Auto. low-signal: trafo wird bestromt, kommt ein high-signal wird der strom abgeschalten und das schlagartig abgebaute magnetfeld induziert in der Sekundärspule die 2kv und die kerrzelle läßt kurz durch. je schneller die high/low-signale kommen um so schneller ist auch die Schaltfrequenz der Kerr-Zelle.
Hochpasskarakter?
Ich weiß nur das sie wie ein Kondensator wirkt. Das elektrische Feld bewirkt eine Veränderung der optischen Eigenschaften des Benzols. Und sie kann hochfrequente Wechselströme umsetzen, vorausgesetzt die Spannung stimmt.
schlecht, vor allem für Hochspannung und Leistung, je einfacher das A/D Wandlungsverfahren ist umso höhere Bitraten/Frequenzen treten auf ->
Gegenteil: rechenintensive Kompression (zB MP3 oder für Sprache AMBE, etc.), da bekommst du mit 128kbit/s etwa HiFi und Telefon mit 2kbit/s).
Wenn du fertige Chips für opt. Digitalaudioverbindungen verwendest, dann hast du eher 2..3Mbit/s, vielleicht kannst du sie mit reduziertem Takt betreiben, sonst brauchst du eine Kilowatt Sender als Modulationsverstärker.
Also kapazitiv, Nitrobenzol hat eine ungewöhnlich hohe Dielektrititätszahl von ca. 35. Mal rechnen, mit 10cm2 Plattenfläche und
15mm Abstand bekommst du näherungsweise 20pF, die Randeffekte vernachlässigt. Bei angenommenen schmalen Platten (meine Vorstellung
10*100mm, keine Ahnung), also Abstand nicht
Ich meinte nicht MOSFET oder Bipolar, das ist erstmal fast egal, ich würde aber MOSFETs nehmen. Ich meinte 1 (Eintaktschaltung)oder 4 (Vollbrücke).
Genau das habe ich mit der Pulsansteuerung und Pausendauermodulation gemeint, aber ich wusste eben nicht, ob das mit einer Kerr-Zelle geht. Die "Zündspule" hat aber eine Induktivität, die mit der Zellenkapazizät eine Resonanz bildet, wenn man hier geschickt vorgeht (mindestens mit einer Diode an der richtigen Stelle), dann kann man dafür sorgen, daß der Puls nicht länger als eine Halbperiode dieser Resonanzfrequenz ist, das erscheint mir aber schon als das untere Limit, nachdem die Pulslänge hier auch fest ist, habe ich Pausendauermodulation vorgeschlagen.
LCDs vertragen zB keinen DC Anteil in der Steuerspannung, sonst gehen sie kaputt, die Kerr-Zelle scheint sich opt. ähnlich zu verhalten, daher die Frage. Bei gewissen Konzepten von Funkempfängern erzeugt man die Detektorschwelle (L/H) durch Mittelwertbildung des Analogsignals, man kann damit Offsets und Drift Kompensieren, aber keinen DC Anteil mehr übertragen, Bei trafogekoppelte (Netzwerk)Leitungen ist es ebenso. Wenn die Polarisationsdrehung ein dynamischer Effekt ist, dann würde sie auch nicht DC tauglich sein.
Faradayspule kann man ähnlich einfach/schwer bauen wie die Kerrzelle. Und beide arbeiten mit ziemlich scheusslichen und giftigen Chemikalien. Bleibt noch die Modulation mit einer Pockelszelle, ein linearer elektrooptischer Effekt (Kerr geht quadratisch). Schau mal bei den Leuten mit Hochleistungslasern, die haben einen, äh, gewissen "Verbrauch" an solchen Zellen, die dann aber meist noch einen genügend grossen unbeschädigten Fleck für weitere Experimente haben.
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