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Franziskus

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21.12.2018,
20:13
 

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz (Elektronik)

Hallo Forum,

passend zum aktuellen Thema
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=266276&page=1&category=all&order=time
das ich nicht kapern wollte, hätte ich eine Frage zu Differenzverstärkern:

Ich brauche einen sanft regelbaren Differenzverstärker bis 200kHz, um Fledermaussignale aufzunehmen.
Die Fledermaus soll im Sitzen aus größerer Distanz anvisiert werden, aber auch im Flug verfolgt werden.
Da sich ein Schwenkrichtmikro dafür nicht eignet soll eine elektronische Verfolgung hergestellt werden.
Per Hand und später am Computer soll mit Potentiometen (dann digitalen) ein Spannungsverhältnis hergestellt werden, um die Signale aus Mikrofonen so zu mischen, dass ein akustischer Fokus auf das Zielobjekt entsteht.
Angewendet werden soll diese Methode mit hochempfindlichen Mikrofonen:
http://96khz.org/oldpages/cardioidemulationdecca.htm

Die, die wir haben, sind solche Kugelcharaktermikros und sehr klein. Sie reichen bis zu annähernd 100kHz in der Ultraschallbereich.
Das Testen mit festen Spannungs- und Verstärkungsverhältnissen hat schon funktioniert und es zeigt sich, dass hauptsächlich die beiden hinteren Mikrofone nachgestellt werden müssen und zwar von -0,6 ... -0,9.

Wir möchten das dahingehend erweitern, dass 360° beobachtbar sind, indem die 3 Mikrofone in der Funktion dynamisch ausgetauscht werden.

Wir brauchen also 3 spannungsgesteuerte Audioverstärker, die sehr schnell reagieren, z.B.in 0,1 ... 0,2s sauber durchfahren lassen.
Mit den Potis haben wir schon das Problem des Knackens.

Wie lösen wir das am Besten?
Kann man solche Verstärker kaufen?
Wie baut man sie am Besten selber?

Wichtig auch:
Wie steuert man sie digital?
Ein einfacher Test mit einem Stufen-DAC und einem Tiefpass, war zu grob oder zu langsam, je nach RC-Glied.

Ich bin für jede Idee dankbar!

xy(R)

E-Mail

21.12.2018,
20:40

@ Franziskus

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz

» Wir brauchen also 3 spannungsgesteuerte Audioverstärker, die sehr schnell
» reagieren, z.B.in 0,1 ... 0,2s sauber durchfahren lassen.

LM13700

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
22.12.2018,
10:16

@ Franziskus

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz

Hallo Franziskus,

» Wichtig auch:
» Wie steuert man sie digital?
» Ein einfacher Test mit einem Stufen-DAC und einem Tiefpass, war zu grob
» oder zu langsam, je nach RC-Glied.

Ich denke, das müsste eigentlich funktionieren, wenn der DAC eine genug hohe Auflösung hat. Das wäre dann das Steuersignal für den OTA LM13700:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nationalsemiconductor/DS007981.PDF

In Frage käme die grundlegende Schaltung in Figure 2.

Falls der OTA (Operational Transconductance Amplifier) für Dich Neuland ist, empfehle ich Dir, lese die folgenden Themen von der "Einleitung" bis und mit "Grundlagen des OTA in Kürze" im Elektronik-Minikurs:

"Was ist ein OTA?" und
"Ein Dynamiklimiter mit dem OTA LM13700"
. . . . http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/otalim.htm

Das weitere Thema widmet sich der Dynamik-Begrenzung, das nicht mehr von Deinem Interesse ist.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Kendiman(R)

22.12.2018,
11:34

@ Franziskus

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz

» Wie lösen wir das am Besten?
» Kann man solche Verstärker kaufen?
» Wie baut man sie am Besten selber?
»
» Wichtig auch:
» Wie steuert man sie digital?
» Ein einfacher Test mit einem Stufen-DAC und einem Tiefpass, war zu grob
» oder zu langsam, je nach RC-Glied.
»
» Ich bin für jede Idee dankbar!

um die Differenz der Ultraschallsignale besser auswerten zu können,
kann man die Ultraschallfrequenz mit einem Frequenzmischer auf
eine niedrigere Frequenz herunter mischen (z.B. 5 kHz)
Dieses Verfahren wird bereits in der Funkortung angewendet.
Dazu das Bild
Bekannt unter Differenzpeiler oder Phasendifferenzpeiler (Suchmaschine).
2 oder mehr Antennen ( oder auch Ultraschallmikrophone ) empfangen das
Signal und werten die Laufzeitunterschiede aus. Damit kann man
die Richtung bestimmen. Der Winkel zur Strahlungsquelle wird digital als
Impulsweitensignal ausgegeben.

Vielleicht hilft dieser Gedanke.


Franzis

23.12.2018,
21:14

@ xy

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz

» » Wir brauchen also 3 spannungsgesteuerte Audioverstärker, die sehr
» schnell
» » reagieren, z.B.in 0,1 ... 0,2s sauber durchfahren lassen.
»
» LM13700
Hi, der sieht vielversprechend aus. Das schaue ich mir an. Danke!

Franziskus

23.12.2018,
21:16

@ schaerer

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz

» Ich denke, das müsste eigentlich funktionieren, wenn der DAC eine genug
» hohe Auflösung hat. Das wäre dann das Steuersignal für den OTA LM13700:
» http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/nationalsemiconductor/DS007981.PDF

Wow, danke für die Unterstützung! Prima!

Franziskus

23.12.2018,
21:19

@ Kendiman

Genauer einstellbarer Differenzverstärker bis 200kHz

Hallo,

danke auch für diesen Gedanken. So ähnlich ist es gedacht, allerdings ohne Runtermischen. Ich kenne mich damit nicht so aus, was bringt das?

Bekomme ich damit eine genauere Auflösung der Phasendifferenz hin?

Ich hätte jetzt die Signale digitalisiert und autokorrelliert um die Phase zu ermitteln und eine Position zu ermitteln.
Der Rest ist Schätzung der Flugrichtung, die ja nicht so genau ist.