ich wuerde gerne wissen wie ein ein Signal beschaffen sein muss um es als "Input" fuer ein Audiogeraet benutzen zu koennen, zB ein Mischpult. Also wieviel Volt min/max und wieviel Strom muss die Quelle liefern? Und schwingt das Signal dann normalerweise zwischen 0 und (zB) +1.2V oder schwingt es zwischen -1.2 und +1.2V.
Hintergrund ist das ich eine Tonabtastung fuer Filmtonspuren gesehen habe, bei der ein High-Power LED durch die Tonspur auf ein BPW34 Photodiode scheint. Die Photodiode ist direkt ueber ein Kabel mit dem Line-In eines Mischpults verbunden. Der Pegel (am Mischpult) ist hierbei allerdings sehr gering, wenn man die Gainregler des Mischpults und der Verstaerker dahinter ganz aufdreht ist es zwar "laut genug" aber es sind auch stoerende Rauschgeraeusche zu hoehren.
Nun wuerde ich gerne wissen ob diese Schaltung so im Ansatz Sinnhaft ist - im Internet findet man naemlich keine Hinweise auf solch eine Schaltung zur "Audiouebertragung" mittles LED und Photodiode, lediglich Schaltungen bei denen die Photodiode im "reverse bias mode" betrieben wird und das Signal mittel zwei Op-Amps verstaerkt wird.
Noch ein Hinweis: Eine Filmtonspur funktioniert so das neben dem Film ein dunkelgruener Streifen aufgebracht ist. In der mitte ist der Streifen lichtdurchlaessig, an lauten Stellen ist der lichtdurchlaessige Teil breiter, an leisen schmaler, siehe [1].
Einen schmalen Lichtspalt auf den Film projizieren, aber ich denk das ist vorhanden und es geht nur um die Empfängerseite.
Frage: hast schon einmal eine BPW34 ins Licht gehalten und gemessen ob sie eine Spannung abgibt wie eine Solarzelle?
Auf jeden Fall brauchst einen Vorverstärker bevor zur Soundkarte gehst. Der Soundkartenmikrofoneingang ist zwar sehr empfindlich, aber von der Qualität schlecht.
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Und Wechselspannung geht immer von - nach + und nie von null nach irgendwohin.
Kommt auf das Mischpult an (bzw. dessen Eingangsempfindlichkeit). Bei den Pulten meines Arbeitgebers war z.B. 0dBu (775mV) Nennempfindlichkeit üblich (an einem "richtigen" Line-Eingang; an Cinchbuchsen für CD-Player o.ä. eher +6dBu).
Die Photodiode ohne weitere Beschaltung am Line-Eingang macht IMHO keinen richtigen Sinn. Eine minimale Testschaltung, bei der die Diode im "reverse bias mode" betrieben wird, könnte z.B. so aussehen:
VCC + | - D ^ | #| o---#|---o Out | #| .-. C | | | | R '-' | === GND (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05
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D ist die BPW34, VCC sollte im Bereich +5 .. +12V liegen und stabilisiert sein, C >= 1µF. R bestimmt gleichzeitig Arbeitspunkt, Ausgangsspannung und Ausgangsimpedanz. Wert solltest Du ausprobieren, da ich den Lichteinfall auf die Photodiode nicht kenne. Ich würde 2,2k als Startwert vorschlagen, evtl. auch größer.
Die Ausgangsspannung wird vermutlich immer noch unter 0dBu liegen, aber vielleicht lässt sich das mit dem Gain-Regler am Mixer ausgleichen.
Super, ich werde mir einfach noch ein BPW34 zum basteln bestellen und das damit mal ausprobieren. Noch eine Frage zu deiner Schaltung: Spielt die Art des verwendeten Kondensators eine Rolle? Da bei deinem Kondensator kein + Eingezeichnet ist nehme ich an man kann keinen Elko nehmen?
Ah, verstehe, deshalb war die eine Seite "dicker" (#) gezeichnet als die andere (|). Tut mir leid, ist der erste ASCII-Art-Schaltplan den ich gesehen habe.
"Hohe Frequenzen" muss man aber relativ zum Lichtton sehen und dieser ist zwar besser als Telefonqualität - aber nicht viel. Rauschen ist bei Licht- ton ebenfalls übel. Es gab eine Zeit, wo auf dem Film parallel zum Magnet- ton auch Lichtton drauf war. Jeder Vorführer hoffte, dass der Magnetton funktionierte...
Ein ordentliches Mischpult liefert an seinen Mikrofoneingängen 48 V, um Kondensatormikrofone zu versorgen. Die kann man natürlich auch verwenden, um die Beschaltung der Photodiode zu versorgen. Und Verstärkung hast Du dann ebenfalls reichlich.
Hehe, ich dachts mir doch, dass irgendwer über diese Beschreibung stolpert:-)
"symmetrisch um 0" bedeutet, dass es eine positive und negative Halbwelle gibt. Die Ruhelage der Spannung ist 0. Das hat nichts mit der Anschlussart zu tun. Auch bei asymmetrischer Verkabelung (wie die von dir genannte Cinchverbindung) ist die Spannung - sofern es sich um Audio handelt - symmetrisch zu Ruhelage. TTL und analoges Video sind Signale, die asymmetrisch zur 0 sind; die gehen nur in den positiven Bereich.
Wunschdenken. Da kocht jeder Consumgeräte-Hersteller sein eigenes Süppchen.
Bei (semi-)professionellen Geräten hat man noch die größte Chance, dass das zutrifft, aber verlassen würde ich mich nur auf die Anleitung.
-10dBV, 0,775V, 1V, +4dBV, +6dBu sind alles Pegel, die schon bei den (Semi-)Profis verwendet werden und bei Unkenntnis dessen immer wieder gerne zu kuriosen Problemem führen. Manche Geräte lassen sich umschalten. Da hat man dann (wenn beide Stellungen nicht passen sollten) wenigstens die Möglichkeit, die am wenigsten störende Einstellung zu verwenden.
(+2 dBu sind 0 dBV, also sind +6 dBu wiederum +4 dBV - d.h., es gibt da nur die beiden: dBV für 1 Volt und dBu für 0,775 Volt als Referenzspannung.)
Es gibt da aber keine gröberen Überraschungen mehr. Der Zugang ist einfacher, wenn man es praktisch sieht: bei Normalpegel etwa um 300 bis 400 mV reicht eine einfache Stromversorgung von fünf Volt und knapp darüber ohne Klimmzüge, mit kleinen Reserven für Übersteuerung und Treiberverlust. Wichtig dabei ist, dass auch ein wenig Strom fließen darf, dass also Eingangswiderstände nicht viel über 30 kOhm gehen.
Das ist sozusagen der "Line"-Pegel von Waldundwiesenhifi und funktioniert ziemlich kreuz und querbeet, was ja nicht schlecht ist, wenn sich das eingependelt hat. Von da gibt es dann einen Sprung zu so dem, was als "richtiger Line"-Pegel koexistiert, also entweder 1 Volt, oder 0,775 (=sqrt(0,6), wg. antiker "1 mW an 600 Ohm"-Technik) oder 1,55 Volt. Und nur bei denen trifft man dann gehäuft die TRS-Klinken ("Tip, Ring, Sleeve") und XLR für symmetrische Signalführung.
Das wird auch damit zu tun haben, dass in den Warenregalen die Geräte recht artig auseinandersortiert bleiben. Und viele Bühnengeräte haben auch gern für beiderlei die Anschlüsse, wenn das nicht Grund zu Überraschungen bietet (also fette Endstufen haben das aus dem Grund dann nicht). Aber das Wohnzimmergeraffel braucht das nicht wirklich, soweit es nicht unter Produktionsbedingungen herumgeschleppt wird.
Es mag einmal eine Zeit gegeben haben, da tendierte man gern dazu, letzterer Gerätschaft aus reinen Prestigründen das Mascherl umhängen zu wollen, dass es auch richtige und ausgewachsene Elektronik sei. Da hat es dann parallel aber noch den 1 mA-Anschluss gegeben, um das Chaos perfekt zu machen - also
1 mV (oder 1,1?) pro kOhm Abschlusswiderstand, und 1 Volt also nur bei 1 MOhm, woran sich aber im Lauf der Zeit immer weniger hielten, das war dann eben 1 Volt, egal warum, später dann meist an 47 kOhm als so ein typischer Wert. Das ist wohl mit dem fünfpoligen DIN-Stecker zusammen dann den Bach hinunter.
Leider ist aber für den lausigen Cinch-Verbinder nichts besseres nachgekommen, im Sinn einer brav befolgten Massenkonvention. Mit den Schweinsohren, die Computernutzern offenbar unterstellt werden, bzw. viel wahrscheinlicher, um vorsorglich Anflüge von Lust auf Analogkopien zu boykottieren, hat sich statt dessen die noch viel lausigere Mini-3,5-Stereoklinke wie eine Seuche verbreitet, und immer schön mit den wüstestmöglichen Signalverderbern dazwischen, von Mikrofon auf Kopfhörer, anstatt dass man sich zum Herumstöpseln nach und nach z.B. an SPDIF hätte gewöhnen dürfen (und bitte immer als Ein- und als Ausgang!). Dass es das nicht gibt, bzw. sehr rar macht, zeigt die Tendenz der Zeit viel klarer, von der verkorksten gesellschaftspolitischen Dimension, die als fetter Hammer von vorsorglicher Blödheit im Hintergrund mitschwingt.
Ich finde es aber, zur Veranschaulichung, z.B. wiederum nett, dass ein USB-Audio-Kasterl mit Gain-Reglern bei deren Links-Anschlag brav den Line-Pegeln aus dem HiFi-Zirkus reproduziert. Ok, das ist dann ein Kasterl, wo der Klinkenausgang wiederum symmetriert ist, mit 1 Volt, die Cinchs asymmetrisch auf 400 mV. So kann man lustig zwischen Geräten herumstöpseln, und es passt doch so gut wie immer. Bei den Schnittstellen zur Computerei ist die Unterwerfung unter die Zumutungen der Paranoia-Fraktionen nur teilweise wirksam. SPDIF raus und rein findet man da auch leicht, man muss nur suchen.
Kurzer Schluss: Man sollte die beteiligten Hersteller nicht immer nur prinzipiell für Rabauken halten. Man findet eher Stilfragen, wie sich der eine oder andere Hersteller mit den relevanten Strängen in der jüngeren Technikgeschichte arrangiert.
Aber wenn jemand die 2 dB Unterschied von 300 auf 400 mV schockierend findet, dann gönne ich dem auch, dass er beim handwerklichen Ionen-Implantierer für exquisite Kupferbestückung jede Ader der Signalleitungen einzeln gegen Gold aufwiegen darf. So kommt auch die Augenmusik beim Tanz der Messgeräte auf ihre besonders fein bedachten Kosten.
Zum Rauschen: es kann auch die LED sein, die das Rauschen verursacht bzw. die Stromversorgung der LED. Ändert sich das Rauschen, wenn Du alle Lichtquellen abschaltest? Falls ja, schalte der LED doch mal einen grossen Elko parallel - am besten einen Typen mit niedrigem ESR. Und das Filmmaterial rauscht ja auch und der Staub und die Kratzer da drauf .... ;-)
wahrscheinlich so, oder aber eben der Verstärker ist murks.
Naja, früher, als es noch erlaubt war, hat man eine Glühlampe verwendet, ohne Kerko für die hohen Frequenzen ;-). Die Photodiode ist eh sehr empfindlich wegen IR-Anteil. Ob der Film IR absorbiert, ist allerdings ein anderes Problem....
Das meiste wurde wohl schon ausdiskutiert. Ein Opamp als Transimpedance Amplifier geschaltet waere hier normalerweise angesagt, dahinter dann z.B. per Kondensator den Gleichanteil abtrennen. Hier muss man ein wenig darauf achten dass der beim Einschalten nicht wie der Besanbaum eines Segelschiffes rumreisst und einen hoellischen Knackser produziert.
Stoergeraeusche sind beim Lichttonverfahren heute wahrscheinlicher als vor 30 Jahren. Ueberall haengen Leuchtstoffroehren und ESL mit elektronischen Vorschaltgeraeten. Die lassen in ihrem Licht einen Restanteil an Rauschen und Geknatter aus ihrer Elektronik ab. Bei LED Leuchten der Sonderangebotsklasse kann es noch schlimmer sein und wenn die PWM-gedimmt werden ist es absolut garstig. Wenn das dann in den Projektor dringt bekommt man es nicht mehr aus dem Signal raus. Umschiffen koennte man so ein Problem indem die LED moduliert und das empfangene Signal wieder demoduliert wird, aber da faengt es an aufwendig zu werden.
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