shaun
25.09.2006, 14:26
Hallo zusammen,
für die Aufnahme von Verfahrgeschwindigkeitsprofilen möchte ich in möglichst kurzen Abständen per Laser Entfernungen messen (bis ca. 50m). Die Absolutgenauigkeit ist mir nicht so wichtig (10cm?), die relative sollte aber 1cm oder besser sein. Auch wenn die Sport-Entfernungsmesser, die richtig(!) weit kommen (700m gegen mäßig reflektierende Ziele wird da beworben) mit gepulstem IR-Laser und Time-to-Digital-Konvertern arbeiten - sie sind nicht genau und mir widerstrebt die Detektion und Verstärkung eines ns-langen Impulses aus irgendwelchen gekühlten Avalanchedioden, denn alles andere erscheint mir zu langsam und nicht wirklich reproduzierbar.
So denn, ich habe mir den Spaß gemacht, etwas reverse engineering an einem Industrie-Entfernungsmesser zu betreiben. Das Ding misst bis 100m nach dem Phase shift-Verfahren, was mir persönlich am sympathischsten ist. Der Laser wird mit 1,5 und 48MHz sinusförmig moduliert, mit welcher Amplitude habe ich noch nicht gemessen, auf jeden Fall verdächtig schwach. Sowohl das ausgesendete als auch das empfangene Licht werden von Fotodioden (BPX65, hatte ich mir vor Monaten auch schon mal mitbestellt :) ) detektiert und wie üblich mit Transkonduktanzverstärkern auf Pegel gebracht. Anschliessend werden beide Kanäle mit zwei Mischern - einer für die 1,5MHz, einer für die 48 - auf ca. 10kHz heruntergemsicht, über etliche Stufen mit SC-Filtern gefiltert und dann auf Komparatoren gegeben. Was dann kommt, weiss nur das CPLD, das auch die Modulationsfrequenzen erzeugt, aber die Phasenverschiebung von zwei Signalen mit 10kHz zu messen ist nicht wirklich aufwändig, wenn einem 48MHz Takt zur Verfügung stehen. Mein Ansatz ging zunächst eher in Richtung Lock-In-Verstärker und anschliessender Berechnung der Phase aus Real- und Imaginäranteil des Signals, aber der Unterschied zu einem Mischer ist ja auch nur minimal - in diesem Fall 10 kHz delta-f des Lokaloszillators.
Der nächste Schritt wäre nun, die proprietäre Elektronik aus dem Ding stufenweise durch angepasste eigene Schaltungen zu ersetzen, wobei ich dann weniger auf die angepriesenen 0,5mm Genauigkeit achten würde als auf die Verwendbarkeit diffus reflektierender Ziele. Die SC-Filter könnte man ggf durch einen DSP ersetzen, aber das ist erstmal noch Zukunftsmusik.
Wenn jemand sich schon mal ähnliche Gedanken gemacht hat, würde ich mich über gemeinsames Brainstorming sehr freuen :)
für die Aufnahme von Verfahrgeschwindigkeitsprofilen möchte ich in möglichst kurzen Abständen per Laser Entfernungen messen (bis ca. 50m). Die Absolutgenauigkeit ist mir nicht so wichtig (10cm?), die relative sollte aber 1cm oder besser sein. Auch wenn die Sport-Entfernungsmesser, die richtig(!) weit kommen (700m gegen mäßig reflektierende Ziele wird da beworben) mit gepulstem IR-Laser und Time-to-Digital-Konvertern arbeiten - sie sind nicht genau und mir widerstrebt die Detektion und Verstärkung eines ns-langen Impulses aus irgendwelchen gekühlten Avalanchedioden, denn alles andere erscheint mir zu langsam und nicht wirklich reproduzierbar.
So denn, ich habe mir den Spaß gemacht, etwas reverse engineering an einem Industrie-Entfernungsmesser zu betreiben. Das Ding misst bis 100m nach dem Phase shift-Verfahren, was mir persönlich am sympathischsten ist. Der Laser wird mit 1,5 und 48MHz sinusförmig moduliert, mit welcher Amplitude habe ich noch nicht gemessen, auf jeden Fall verdächtig schwach. Sowohl das ausgesendete als auch das empfangene Licht werden von Fotodioden (BPX65, hatte ich mir vor Monaten auch schon mal mitbestellt :) ) detektiert und wie üblich mit Transkonduktanzverstärkern auf Pegel gebracht. Anschliessend werden beide Kanäle mit zwei Mischern - einer für die 1,5MHz, einer für die 48 - auf ca. 10kHz heruntergemsicht, über etliche Stufen mit SC-Filtern gefiltert und dann auf Komparatoren gegeben. Was dann kommt, weiss nur das CPLD, das auch die Modulationsfrequenzen erzeugt, aber die Phasenverschiebung von zwei Signalen mit 10kHz zu messen ist nicht wirklich aufwändig, wenn einem 48MHz Takt zur Verfügung stehen. Mein Ansatz ging zunächst eher in Richtung Lock-In-Verstärker und anschliessender Berechnung der Phase aus Real- und Imaginäranteil des Signals, aber der Unterschied zu einem Mischer ist ja auch nur minimal - in diesem Fall 10 kHz delta-f des Lokaloszillators.
Der nächste Schritt wäre nun, die proprietäre Elektronik aus dem Ding stufenweise durch angepasste eigene Schaltungen zu ersetzen, wobei ich dann weniger auf die angepriesenen 0,5mm Genauigkeit achten würde als auf die Verwendbarkeit diffus reflektierender Ziele. Die SC-Filter könnte man ggf durch einen DSP ersetzen, aber das ist erstmal noch Zukunftsmusik.
Wenn jemand sich schon mal ähnliche Gedanken gemacht hat, würde ich mich über gemeinsames Brainstorming sehr freuen :)