Detección Láser de 1 kHz

Question

¿Alguien tiene una ideas sobre cómo estos chicos hicieron de este sistema?

http://www.youtube.com/watch?v=mlyVThcNRE4

Creo que están utilizando un temporizador 555 para alimentar el láser a 1 kHz. Pero entonces yo no sé cómo están utilizando el filtro de paso de banda y la célula solar.

Estoy pidiendo que estoy involucrado con un proyecto similar pero no tengo ninguna experiencia en filtros de paso de banda eléctricas.

Answer 1

Ellos usan una célula solar como un foto-detector y parece que modulan el láser con una onda cuadrada a 1kHz.

Después de la célula solar, la señal se conecta a través de un filtro de paso de banda a "rechazar" dc (luz solar) y todas las frecuencias de otros que aquellos que están cerca de 1kHz. La plaza de la onda de ahora se parece a una onda senoidal (debido a que el filtrado) y esto se puede ver en el osciloscopio.

Ellos parecen implicar (en las palabras escritas debajo del video) que han "apretado" el ancho de banda del filtro de paso bajo el uso de un bucle enganchado en fase (PLL). Tengo la sospecha de que están utilizando un interruptor-condensador de filtro en este punto debido a la mención del PLL.

Esta mejora va a dar mucho más estrecha banda de paso y una vez que "algo" es detectado, el PLL producirá un múltiplo de la 1kHz (tal vez 64kHz) para el reloj de la conmutación de condensadores de filtro.

Otra ventaja de la utilización de un PLL es que si el origen de la frecuencia se desplaza ligeramente, el PLL puede ser configurado para realizar un seguimiento de ella. Por lo tanto, si baja a 990Hz, el PLL se producen 63.36 kHz y mantener el filtro de conmutación "en sintonía".

El PLL puede también establecer los límites superior e inferior "aceptable" para frecuencias de modulación. Esta es otra ventaja de usar este método.

Un gran conmutación de condensadores de filtro es esta parte, la LTC1068 como recomendado a mí por Anindo Ghosh.

Answer 2

Vamos a empezar con la salida de la célula solar. Este se compone de la señal de voltaje producida por el Sol, el medio ambiente (reflexiones/sombras, nubes, pájaros, personas, edificios, etc.), el ruido eléctrico y, por supuesto, el pulso del láser.

El Sol se va a producir una variable de tiempo DC de la señal. Superpuesta en la que será la menor de las fluctuaciones debido al ruido, otras fuentes de luz y los pulsos del láser.

Lo que se requiere es para sacar la pequeña señal de 'ruido' y detectar la presencia o ausencia de la señal de 1kHz.

El primer paso es eliminar el gran componente DC de la señal. Esto se hace pasando la señal a través de un filtro de paso alto (pasar sólo las frecuencias más altas). Ya que el láser de frecuencia se conoce (1kHz) un filtro de paso bajo puede ser usado para reducir el valor de las frecuencias por encima de 1 khz (filtro de paso bajo permite a través de las frecuencias más bajas). La combinación de un paso bajo y paso alto filtro produce un filtro de paso de banda. Esto puede ser realizado con simple CR y circuitos RC. Mediante la elección adecuada de los valores del filtro se puede 'sintonizado' a la frecuencia requerida. (1000 frecuencia (Hz) = 1/2*pi*C*R). Estos sencillos circuito produce un 1er orden del filtro. (Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter )

Los filtros pasivos introducir una pérdida de la señal. Filtra mejor (más estrecha banda superior (P), amplificación, etc.) puede ser diseñado utilizando dispositivos activos (op-amps, transistor, dedicado filtro de ICs, etc.).

El proceso de filtro también se puede lograr mediante el uso de software/micro controlador que también podría ser utilizado para bloquear la señal y realizar un seguimiento de ella.