Вариант ЭМОС - ЭООС

[bondar100]

Не пинайте, если что - просто тихо перенесите ветку в "для начинающих".

Итак, ЭООС - электро оптическая обратная связь.

Когда-то я сконструировал систему для измерения формы поверхности поского кремневого диска из которых делают чипы. Так вот, эту систему можно применять и для регистрации движения диффузора диманической головки. Чувствительность прибора на уровне на уровне десятков мкм смещения поверхности, быстродействие определяется быстродействием ОУ.

В прикрепленном файле схематическое решение. Лазерный луч падает на поверхность, отражается от нее, и падает в позиционно чувствительный датчик, который анализирует текущее положение поверхности. Величина ЭДС датчика есть функция от координаты поверхности, на которую падал луч лазера. Именно координаты поверхности, а не ее скорости или ускорения.
ЭДС меняется в диапазоне примерно 0-1 Вольт, т.е. это вполне заметные величины.


На динамик придется наклеить маленькое легкое зеркальце из кусочка CD-диска, размером примерно около 1х4 см в зависимости от угла падения луча, и максимального хода диффузора. Но такое увеличение массы диффузора не должно сказаться на качестве, если само положение диффузора мы сможем контролировать с точностью нескольких микрон.
По крайней мере для НЧ-звена точности позиционирования за глаза должно хватить.

К сожалению, я не нашел материалы на форуме про такое устройство. Возможно искал не по тем ключевым словам. Так, что если что, извините.

В моем понимании, сравнение величины ЭДС от такого датчика с эталонным сигналом от музыкального источника должно исключить влияние всех промежуточных звеньев на достоверность звука.
Т.е. движение диффузора будет повторять форму первоначального сигнала.
Будет влиять акустическое оформление. ИМХО в этом случае лучше будет система ОЯ, забитый козьей шерстью, чтобы звуковое излучение от тыльной стороны динамической головки там и погибал.

Уровень шума такой системы в основном определяется тем, что динамическая головка движется от внешних звуков. Но правильно настроеная система должна эти изменения компенсировать. Т.е. если подойти и нажать пальцем на диффузор - он должен ответить тем же, ведь сравнение с входным сигналом выявит несанкционированное отклонение положения диффузора.



Я буду благодарен, за высказанные мнения, если эта тема вообще заслуживает внимания уважаемого комьюнити.
А также, если кто-то мне подскажет, как правильно организовать сравнение сигнала от датчика с входным сигналом от источника?
Возможно ли эту ЭДС прямо завести на ОС в УМ (например на инвертированный вход диф.каскада), но как-то так, чтобы он не возбуждался?
Может, сделать комбинированную ОС? По ВЧ - обычную ООС, а по сч/нч - через ЭООС?

Спасибо.

[Nota Bene]

пока самый технологичный датчик

Вот только плоскость маски я бы сделал лежащей в радиальной плоскости диффузора. Иначе маска будет сильно вибрировать из-за деформаций диффузора.

[Viktor S]

Я так себе представлял. Паралельно образующей диффузора.

[Viktor S]

Для дифф-датчика маску наверное лучше выполнить так:

[bondar100]

Иначе маска будет сильно вибрировать из-за деформаций диффузора.

Точно так и получилось у меня на первом варианте (когда я крепил элемент солнечной батареи) - возникали "паразитные вибрации".

Для дифф-датчика маску наверное лучше выполнить так:

Этот вариант, конечно, более хорош. А в какой программе вы задаете градиент? Я вот владею Power Point и Corel Draw.
Но дело в том, что мне кажется, не все графические программы могут математически точно сделать линейный градиент линий (по частоте или/и толщине) или по плотности заполнения точек. В частности, Power Point я не могу доверять в этом вопросе.
Там бывает написано "линейное" заполнение, а на самом деле, ведь неизвестно, что они имеют под словом "линейное", поскольку эти программы рассчитаны на визуальное восприятие человека, а не на математическое понятие "линейности". Я не прав?

[devisangela]

Я бы посоветовал прежде всего перевести фотодиод в режим КЗ - у хороших ФД линейность в режиме КЗ достигает 7 порядков и проблема насыщения автоматически исчезает, правда нужно ставить усилитель тока.
Различную оптическую плотность удобно получать печатая просто точки с различной плавно изменяющейся степенью заполнения.
Позиционная неравномерность чувствительности у "профессиональных" ФД (Hamamatsu) достигает 1% и не гарантируется никем.

[Viktor S]

в какой программе вы задаете градиент?

Это не градиент, это полосы переменной ширины, сделано в Кореле, инструмент "перетекание". сетка.zip

Я бы посоветовал прежде всего перевести фотодиод в режим КЗ

Никто не против. Как это сделать практически?

[devisangela]

Это не градиент, это полосы переменной ширины, сделано в Кореле, инструмент "перетекание".




Никто не против. Как это сделать практически?

Поставить за ФД усилитель тока.

[Viktor S]

Отлично! Схему нарисуешь?

или так

[devisangela]

Отлично! Схему нарисуешь?

Если это вопрос о включении фотодиода в режиме источника тока - то нет, не нарисую. Все уже давно нарисовано.

[Viktor S]

это вопрос о включении фотодиода в режиме источника тока

Это был вопрос о электрической схеме дифференциального датчика. Хотя бы черновой. Потому, что мне, например, слабо.

[anatol0]

Это был вопрос о электрической схеме дифференциального датчика. Хотя бы черновой.

Вот схема , правда одноканальная по применению фотодиода в режиме источника тока. Если надо дифференциальную, то выходы двух одноканальных подать на инверт и неинверт входы ОУ.

[Viktor S]

Вот схема , правда одноканальная

ЭМОС в пожарной сигнализации. Хорошая шутка.

[EUGENE]

Привет

Это был вопрос о электрической схеме дифференциального датчика. Хотя бы черновой. Потому, что мне, например, слабо.

Отсюда: http://techdocs.fatal.ru/develop/har...mplex/6-4.html

С уважением
ES

P.S. Мне кажется, что Щелевая диафрагма пошла бы этой системе на пользу

[Viktor S]

Заталкиваю в микрокап, устал.


Если кто заинтересован, может быстрее это сделает?

[bondar100]

Для дифф-датчика маску наверное лучше выполнить так:

Все-таки такая маска (пост #43) будет давать "ступеньку" на синусоиде.

Клинья лучше, но как я писал, клинья лучше не из равнобедренных треугольников, если распечатывать на принтере. Если же их рисовать на плоттере, то тогда мне кажется, что лучше равнобедренные (не так сильно будет сказываться, если маска будет чуть косо закреплена).

Мне кажется, что Щелевая диафрагма пошла бы этой системе на пользу

Мне кажется, что не нужно щелевой диафрагмы. Пусть ведется интегрирование по всему световому пятну - чем по большей площади будет интегрироваться, тем меньше влияние каждой неидеальности рисунка или материала, на котором он нанесен. Кроме того, чем больше будет ЭДС, тем меньше % шумов (или это не так?).

devisangela, Интересное замечание.
В последнем варианте фото- и свето- диоды фиксировано располагаются друг напротив друга.
Фотодиод из всего конуса излучения светодиода вырезает цилиндр, который и будет анализироваться по интенсивности. Безусловно, с одного края фотодиод будет засвечен сильнее, чем с другого, но в силу линейности маски это соотношение не будет меняться.
Конечно, это скорее всего заметно снизит, но не убережет нас от нелинейных эффектов, связанных с неоднородностью свойств фото-кристалла по его площади особенно, если градиент пропускания задается не плотностью точек, а как-то иначе (линиями, треугольниками).

Такая простая доработка исключит эту неоднородность вовсе (если узкое место будет именно в этом):

[devisangela]

Все-таки такая маска (пост #43) будет давать "ступеньку" на синусоиде.

Клинья лучше, но как я писал, клинья лучше не из равнобедренных треугольников, если распечатывать на принтере. Если же их рисовать на плоттере, то тогда мне кажется, что лучше равнобедренные (не так сильно будет сказываться, если маска будет чуть косо закреплена).


Мне кажется, что не нужно щелевой диафрагмы. Пусть ведется интегрирование по всему световому пятну - чем по большей площади будет интегрироваться, тем меньше влияние каждой неидеальности рисунка или материала, на котором он нанесен. Кроме того, чем больше будет ЭДС, тем меньше % шумов (или это не так?).

devisangela, Интересное замечание.
В последнем варианте фото- и свето- диоды фиксировано располагаются друг напротив друга.
Фотодиод из всего конуса излучения светодиода вырезает цилиндр, который и будет анализироваться по интенсивности. Безусловно, с одного края фотодиод будет засвечен сильнее, чем с другого, но в силу линейности маски это соотношение не будет меняться.
Конечно, это скорее всего заметно снизит, но не убережет нас от нелинейных эффектов, связанных с неоднородностью свойств фото-кристалла по его площади особенно, если градиент пропускания задается не плотностью точек, а как-то иначе (линиями, треугольниками).

Такая простая доработка исключит эту неоднородность вовсе (если узкое место будет именно в этом):

Я думаю, что простой диффузор, например кусочек матового стекла или чертежной кальки для туши могут помочь. Плотность оптического клина легко регулировать точками - немного фотошопа - причем до некоторой степени можно учесть всякие нелинейности. Вопрос остается в плоско-параллельном перемещении клина. Отклонение от плоско-параллельного перемещения внесет квадратичную ошибку для светодиода и малую для коллимированного лазера.

[bondar100]

Сегодня наконец-то купил фотодиод!!!
Вот первые опыты с датчиком. Использовал все-таки клинья, и лазер.
Думаю, что от лазера можно будет отказаться чуть-чуть усложнив фоторегистрирующую часть (пока это просто фотодиод).

Увы, пока работаю по-старинке (не умею пользоваться всякими модными программами).
Верхняя кривая - сигнал, подаваемый с усилителя на динамик.
Нижняя кривая - сигнал с датчика (непосредственно с фотодиода).

Это где-то 10 Гц:



Это примерно 20-25 Гц:



Это на частоте резонанса - где-то около 40-50 Гц (сигнал инвертирован):



Это что-то около 80-90 Гц:



Для измерений на боле высоких частотах нужно делать клиновую решетку на более жестком материале.
Сейчас это просто распечатанные клинья на офисной бумаге. Такая решетка начинает трещать уже на 100 Гц - вдоль бумажки идут волны, рождающие треск.

Увы, не знаю, как правильно измерить уровень искажений датчика.
Ничего кроме как развертку осциллографа по Х сделать сигналом с усилителя, а развертку по У сделать сигналом с датчика пока на ум не приходит.
Но в таком варианте искажения динамика и датчика будут неразделимы.
Или же на малых/средних колебаниях искажения динамика будут совсем малы?

Может, посоветуете, какую-нибудь программу для таких измерений?

Offтопик:
3 дня осваивал Микрокап на этой неделе - чувствую, что мозг уж не тот, что в 20 лет.

[Nota Bene]

Сегодня наконец-то купил фотодиод!!!

Какой тип? Копнул свои старые запасы - нашел несколько ФД-К-155 - у них кристалл имеет размер 5х5мм. Ему и экранчик/рассеиватель не нужен, наверное.

[bondar100]

Купил BPW20RF - тоже старался кристаллик покрупнее брать.



В середине 90-хх использовал ФД-7К - у него кристалл вообще 1 см.



Однако, могу предостеречь (если кто не знает), что чувствительность больших фото-кристаллов выше в области близкой к точке пайки кристалла, вернее в области, близкой к проводнику на который стекается потенциал с кристалла.
Т.е. по площади наблюдается некоторая неравномерность характеристик.
Эти нелинейности связаны с транспортом электронов к точке припайки, насколько я помню.

Возможно на звуковых частотах это не будет иметь большого значения.

Сейчас я засвечивал лазером. Светорассеивателем была бумажка с оптическим клином. Фотодиод стоял почти вплотную к опт. клину.

Так, как измерить искажения датчика? Никто не поделится опытом?

[Viktor S]

5х5мм. Ему и экранчик/рассеиватель не нужен, наверное.

тоже старался кристаллик покрупнее брать.

Или поставить линзочку, собрать пучок на кристалл. Недавно купил две очковых полимерных линзы на +15 за... точно не помню, до 200 р. Нужный размер из них режу лазером, можно использовать корончатое сверло.