mit TTL einen Laser steuern

Realname erwünscht.

Ist das ein Modul oder ein roher "5mW"-Laser ? Letzterer hat intern den Laser und eine Fotodiode. Anwender muß damit Regelschleife bauen und z.B. per Poti auf Bauteilstreuung abgleichen. Das schliest die Modulation des Lasers nicht aus, verkompliziert sie aber. Soll der Laser also z.B. im 1sec Takt blinken oder soll er mit hoher Frequenz ( welcher ? ) moduliert werden.

MfG JRD

Also, der Laser strahl zur Photodiode und die beiden sind mit dem Not- Gatter verbunden. Wenn das Licht zur Photodiode kommt, soll dieser den Laser ausschalten und wenn das Licht dann weg ist, soll der Laser wieder an gehen. So m=F6chte ich dann die Lichtgeschwindigkeit, anhand der Frequenz, messen. Entweder durch LWL oder nur mit Spiegel hin und zur=FCck.

Ich denke mal, dass es ein Modul ist, die h=E4ngen zumindest mit nen Trafe in der Steckdose.

Danke

Viele Gr=FC=DFe Daniel Hemmerling

Daniel H schrieb:

Dafür hat man Komparatoren erfunden. Wenn's nicht allzu zeitkritisch ist, kannst Du auch einen normalen Op-Amp als Schmitt-Trigger beschalten. Dann sieht eine einfache mögliche Schaltung so aus:

(+) | .-. (+) | | | | | Photo - '-' (+) ^ | + || o----)------+ U1 o-||-GND | | | |\| || .-. | +-------|-\ ___ TTL out | | .-. ___ | >----o-|___|-o R1| | | |U2, gibt der OP-Amp -Ub=0V aus, ist U1>R2 bestimmt dann die Größe der Hysterese.

Viel Spaß beim Basteln, Jürgen

Hat das Ding einen TTL-kompatiblen Eingang auf dem steht mit vielen MHz man es modulieren kann ? Normales Modul ist nicht modulierbar über Ein/Ausschalten der Versorgung. D.h. die genannte interne Regelung liegt eher im Bereich 100msec.

Es ist hoffentlich klar, daß die Schaltzeit der Elektronik langsam bzw. die Lichtgeschwindigkeit doch recht schnell ist.

Sieht nach einem Versuch zu Laserdistanzmessung aus, wenns nicht gar ein Laserkreisel werden soll. Für Laserdistanzmessung: die Sorte Ringoszillator gabs in den 90ern bei Frauenhofer (?) als Demoprototyp mal. Ist aber keine allzugute Variante.

Findet der Aufbau an einer unserer Bildungseinrichtungen statt oder ist er privates Vergnügen ? Der Bau von sowas stellt etwas Anforderungen an Schaltungstechnik, Meßgerätepark, Budget für APD-Dioden und zerschossene Laser ...

MfG JRD

Ok, den Tipp mit dem Komparator hat Juergen ja schon gegeben. Laserdioden an- und abzuschalten macht man normalerweise anders: Eine Stromquelle praegt einen Strom auf die Laserdiode auf. Ich hoffe mal, das ist sprachlich so richtig. Nun schaltet ein schneller Transistor diesen Strom fuer die Dunkelphasen nach Masse (Current Robbing). Das wird dann richtig flott, wenn es sein muss bis in den Pikosekundenbereich.

In einer Bildungseinrichtung zum Vergn=FCgen ;)

Ich werde heute mal J=FCrgens Schaltung nachbauen und Simulieren, dieses Current Robbing ist mir noch nicht ganz klar. Wird der Laser, wenn er aus sein soll, zu schwach gepumpt?

Wieso denn nicht einen Transimpedanzverst=E4rker an der Photodiode anschlie=DFen? Tuts ein normaler Widerstand genau so gut?

Joerg schrieb:

Nur der Neugierde halber, nicht weil ich es nachbauen will. Ich vermute, dass das Current Robbing verwendet wird um die interne Kapazität der Laserdiode schnell zu entladen. Oder gibt es hier weitere Gründe...

Matthias

Ich vermute es ist die Sorte Schaltung gemeint die auch für simple IR-LEDs verwendet wird:

--+-- V+ | Stromquelle | +-----+ | | | A Diode mit günstigem Spannungsabfall IR-LED A K K | Transistor | C GND B--R--- Logikpegel E | GND

Das IR-LED leuchtet nichtmehr, wenn Spannung knapp unter seine Schwellspannung absinkt. Die Spannung am IR-LED und damit dessen Kapazität wird möglichst wenig moduliert, Strom/Licht aber deutlich.

MfG JRD

Gibts da nicht irgendeinen Betreuer der den Versuch auf Sinnhaftigkeit abklopft ? Die olle "Messung der Lichtgeschwindigkeit" ist wie gesagt kein recht praktikables Ziel.

Wird erst relevant, wenn man vorhat Ansteuerung für rohe Laserdiode ( die aber wohl aufgesetzte Optik haben sollte ) zu entwickeln. Demolierte Laser sollte man bei ersten Gehversuchen miteinkalklieren. Vgl. auch Laser & Spiegel: wenn man Spiegel passend vor die Laserdiode hält ist sie auch hin. MfG JRD

Wurde sogar von einem Betreuer vorgeschlagen. Ich h=E4tte auch lieber was cooleres gemacht, aber ich habe gerade etwas Freiraum und da bot es sich an mal was praktisches zu machen.

Ich hatte auch bessere Ideen, aber diese wurden leider geblockt.

Oh weh! Ich höre schon die üblichen Verdächtigen wieder einmal die Hände über dem Kopf zusammenschlagen ob des Zustands des deutschen Bildungssystems.

Myn

Mit dem halt nochmal Rücksprache halten. Man kann einen Ringoszillator machen, aber dessen Frequenz wird eher von Laufzeit in der Elektronik als von der Laufzeit des Lichts bestimmt. Erhöht man a la Laserdistanzmesser die Strecke des Lichts in Luft wird trotz Spiegel als Reflektor wegen des schwachen zurückkommendenen Signals der Aufbau schwierig. In Glasfaserkabel ist das Problem nicht ganz so ausgeprägt, aber letztlich hat das auch Dämpfung.

Randbedingungen für gangbaren alternativen Vorschlag klären:

• Was soll erlernt werden: Schaltungungstechnik oder Physik ?
• Wieviel Zeit ist verfügbar ? Real dauert alles doppelt so lange wie man sich vorstellt. Wird auch im späteren Leben so sein.
• Was ist an Sachmitteln verfügbar ? Wenn man unter Zeitdruck arbeitet sollte man sich nur auf Klimbim stützen den man gelagert hat und mit dem man eventuell schon mal gearbeitet hat. Wird auch im späteren Leben so sein.
• was ist an realem Knowhow sicher verfügbar: Leute die mit Simulation rumtun haben oft wenig Übung mit Breadboards und echter Hardware. Da ist der erste Schritt eben Schaltungen und nicht komplexe Systeme zu bewältigen.
• Wie wichtig ist der Erfolg ? Eine Studienarbeit kann man oft ungestraft in den Sand setzen. Eine Diplomarbeit die man später in Bewerbungsunterlagen für Erstbewerbung benötigt weniger. Da sollte man auch bezüglich Thema wählerisch sein.

MfG JRD

Wurde sogar von einem Betreuer vorgeschlagen. Ich h=E4tte auch lieber was cooleres gemacht, aber ich habe gerade etwas Freiraum und da bot es sich an mal was praktisches zu machen.

Ich hatte auch bessere Ideen, aber diese wurden leider geblockt.

"Daniel H" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@a23g2000hsc.googlegroups.com... Guten Tag zusammen, ich möchte gerne mit dem Signal von einer Photodiode einen Laser steuern. Und zwar invertiert, also Photodiode hat ein Signal und die Laser geht aus und umgekehrt.

Photodiode --TTL--> NOT-Glied ---20V---> Laserdiode.

Ich habe in der Simulation zuerst nach der Photodiode einen Transimpedanzverstärker angeschlossen, und dann eine Nichtinvertierender Verstärker um ein TTL Signal zu bekommen, und nach dem NOT-Gatter dachte ich mir wieder einen OP zu schalten um dsa Signal zu verstärken um damit einen kleinen Diodenlaser anzusteuern.

Würde das so mit den OPs gehen? Wie würdet ihr das machen, wahrscheinlich gibt es eine viel bessere Lösung?

Vielen Dank und noch ein schönes Wochenende...

Hallo Daniel,

Das Ganze geht doch viel einfacher.

Differenzverstrker -> Laser(Kollektorstrom=Laserstrom)

Das kann man mit wenigen HF-Transistoren bauen. Wenn du eine Laufzeit durch die Elektronik von

Gruß Helmut

Im Rahmen von Optischen Messtechnik

Kann ich nicht so genau sagen, sollte aber alles da sein.

Ich geh=F6re leider noch eher zu diesen Leuten ;) Aber bei dem gro=DFem Zeitraum sollte es m=F6glich sein.

Wenn es nicht m=F6glich ist, ist ein versagen nicht schlimm. W=E4hre nat=FCrlich schade wenn es an Inkompetenz meiner Seits scheitern w=FCrde.

Na prima: Eine leichte Verschiebung der Aufgabenbeschreibung macht aus der Messung der ohnehin bekannten Lichtgeschwindigkeit eine genaue Entfernungsmessung. Je nach erreicheter Genaugkeit und den Randbedingungen ist das ein Thema das für echte Forschungsmittel gut. In einem früheren Job hatte ich die Ehre für solch ein Projekt einen Prototypen zu entwickeln. Das war so ein typisches "Verbundprojekt", vom VDI gefördert. Wir waren "Die Industrie" und das Laserzentrum Hannover war "Die Forschung". Die Zielvorstellung war eine absolute Genauigkeit von 1e-6 bei Abständen zwischen 10 cm und 1 m, auf beliebiger Oberfläche. So ganz wurde das während der drei Jahre Laufzeit nicht erreicht. Je nach Präsentation wurde mehr oder weniger geschickt darüber hinweg gegangen, dass man nicht alle gewünschten Randbedingungen gleichzeitig einhalten konnte.

Drei Monate sind nicht viel. Physiker haben aus gutem Grund drei Monate allein zum Schreiben. Für das Erarbeiten der Ergebnisse machen sie die neun Monate davor das Labor unsicher. Wenn in drei Monaten irgendetwas halbwegs ansehnliches rumkommen soll, muss das Thema narrensicher und alles an Material, Messmitteln und Know-How vor Ort vorhanden sein.

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Matthias Thiele schrieb:

Ja: Wenn man Strom an der Laserdiode vorbei leitet, ist garantiert, daß die Diode niemals _zuviel_ Strom bekommt. Damit sinken die Chancen, daß man eine teure Laserdiode durch Fehler/Dummheit/Unachtsamkeit grillt, enorm...

Für wirklich schnelle Modulation macht man hingegen eine Impedanzanpassung und speist dann den Modulationsstrom direkt mit einem Bias-Tee zum normalen cw-Strom dazu.

Gruß, Jürgen

Daniel H schrieb:

Nein, ein Transimpedanzverstärker ist natürlich besser, vor allem, wenn es schnell sein muß. Wenn Du allerdings noch nicht selber weißt, warum, denke ich, ist das Projekt eine Hausnummer zu groß, um sofort loszulegen. Kalkuliere ein wenig Zeit ein, dich durch den Hobbs, Building Electrooptical Systems zu lesen und einige Sachen selbst auszutesten. Ein gutes Scope mit eine Bandbreite >100 MHz mit passenden Meßspitzen sollte Dir auch zur Verfügung stehen. Bei den Zeitskalen, von denen Du hier redest, könnte es auch anbefohlen sein, ECL-Logik statt TTL zu nehmen und ein genügend schneller Komparator für Deine Anwendung verlangt schon fast nach einem geätztem/gefrästen Board, um nicht zu schwingen.

Man braucht eine Menge Erfahrung, wie eine Schaltung aufzubauen ist (geometrisch, und nicht nur den Schaltplan), wenn Frequenzen von ~> 10 MHz im Spiel sind und wenn es darum geht, wie eine Signalform aussieht und nicht nur, ob ein Signal da ist. Da es um Schaltflanken geht, kommen die hohen Frequenzen durch die Oberwellen leicht hinein. Spice-Simulationen eines genügend schnellen Transimpedanzverstärkers sind außerdem nur dann annähernd mit der Realität verträglich, wenn man sich genau Gedanken macht, wo überall die parasitären Kapazitäten sitzen. Ansonsten bekommst Du leicht einen UKW oder Mikrowellen-Oszillator statt eines TIA.

Oder anders gesagt: Ohne Erfahrung und entsprechende Ausstattung ist alles im >> 10MHz-Bereich an der Schwelle zu Voodoo. Sei wachsam! :-) Andererseits wirst Du eine Menge merkwürdiger Dinge messen und eine Menge über Elektronik lernen, wenn Du es durchziehst und einen fähigen Elektroniker da hast, den Du mit Fragen löchern darfst.

Gruß, Jürgen

Erwartet der Betreuer dass Schaltungen gebaut oder Module zusammengestöpselt werden ? D.h. ist die Studienrichtung E-Technik ?

Wenn man bei Lichterleitern/Ringoszillator bleibt und Schaltungen bauen will: man kann z.B. Sender- Empfängerschaltungen für digitale Datenübertragung bauen. Zusammengeschaltet ergeben sie ( bei passender Phasenlage ) auch Ringoszillator. Diese Beschaltung ist im Test nützlich zur Optimierung der Geschwindigkeit. Es gibt zwar sicherlich bereits fertige Sender/Empfängermodule mit TTL-Eingang. Aber wenn man Anforderungen an Preis, langfristige Lieferbarkeit der Bauteile und Stromverbrauch hat, kann es immer noch nützlich sein sowas selber zu entwickeln. Wenn der Betreuer meint das ist ihm zusehr "optische Nachrichten- technik" kann man z.B. variieren Richtung Lichtleitersensor. D.h. man variiert bei Glasfaser als Sensor die Dämpfung und wertet das aus.

MfG JRD