Modulerad fyrkant till sinus?

[Henry]

Hm... det låter klurigt.

Hur kan man förvänta sig att intensitetsmönstret ser ut för en cykel av rörelsen? Om det t.ex. är ett pulståg med 50% duty cycle så kommer det bli svårt att avgöra vilken frekvens som som genererade signalen. 100 Hz rörelse och 20 pulser per cykel kommer ju ge samma signal som 200 Hz rörelse och 10 pulser per cykel. Eller fattar jag fel?

Måste du göra om den detekterade signalen till 0 och 1? Om du vill göra detta analogt borde det vara bättre att behålla ett kontinuerligt mått på den mottagna ljusintensiteten i form av en spänning, även om denna inte är linjär eller perfekt på alla sätt och vis.

Jag vet hur pulståget kommer att se ut då jag vet hur ett interferometrimönster ser ut men hur interferometri och dylikt fungerar i detalj orkar jag inte berätta här men det finns det dock gott om info på nätet om.

Interferensmönstret ser från början i stort sätt redan ut som 1 och 0 med ett ljust streck och en lika bred mörk sektion och direkt efter det en upprepning med ett ljust streck osv så det är inte så mycket att göra med det som sådant (förutom med lite avancerad mjukvara som jag inte har) jag putsar bara till det lite för att det skall bli mer skarpt om det skulle behövas men inte nödvändigt som så.

Pulstågets frekvens är i direkt samspel med den genererande signalen som då visar sig i form av frekvensen i sig, det spelar ingen roll om det är 50/50 dutycykel eller något annat det blir en frekvens ändå så att säga som innehåller signalen från ytans rörelse. Frekvensen på rörelsen är sedan alltid lägre än pulstågets frekvens så det kan inte bli tex 200 Hz på mätytan med bara 10 pulståg tex i detta fall.

Det kommer 100 pulser, av ett kontinuerligt pulståg, ja men med vilken hastighet/frekvens kommer dessa 100 pulser med? Det är det som är signalen från ytans rörelse. En låg frekvens ger färre antal pulser per tidsenhet medan en snabb rörelse ger fler per tidsenhet.

[superx]

Jag tror du missförstod mig. Min poäng var alltså att en 100 Hz rörelse med 20 pulser per cykel av rörelsen och 200 Hz med 10 pulser per cykel av rörelsen inte nödvändigtvis går att skilja åt om man inte vet något om hur mönstret kommer se ut. Båda fallen kommer ju ge 2000 pulser per sekund. Därför kommer det vara svårt att ge någon generell lösning på problemet.

[Henry]

Tror du missförstår hur det hela fungerar. Vid en 360 graders sinusvåg/cykel oavsett frekvens så är det alltid ett större antal pulser än frekvensen i sig, tvärtom är inte möjligt i detta fall. Det skapas alltid fler pulser än frekvensen på mätytan oavsett vilken frekvens den kommer att ha så det du nämner kommer aldrig att uppstå och således inte heller bli några problem med det. Hade däremot pulstågets frekvens kunnat bli lägre är mätytans frekvens så hade det du nämnt kunnat ske men så kommer alltså inte att bli fallet.

[Icecap]

Henry: jag er inte helt 100% på hur det fungerar med skapandet av pulser, jag förstår teorin men jag ser inte pulståget för mig.

Hur som helst är det två sammanblandade frekvenser som ska separeras. Det är inte en omöjlighet vid en "stor" skillnad men om skillnaden är t.ex. 10% ska det en hel del signalbehandling till.

Jag set pulståget som 2 st frekvenser som blandas i en XOR-gate - varefter man ska separera dom. Jag har en idé om hur man kan göra men det blir mycket avancerat och jag är långt ifrån säker på att det princip fungerar men den uppgift är nog löst av någon på något tidpunkt.

[Henry]

Grunden jag använder är interferometri och således är en interferometer inblandad där ljus från denna skickas mot en reflekterande yta som reflekteras tillbaka och där jag med hjälp av interferometern sedan kan mäta rörelsen på denna yta mycket noggrant.

Ljuset som återkastas från mätytan "omvandlas" i interferometern till ett antal interferensfingrar (som de kan kallas) som består av ett lysande streck och en lika bred mörk del i upprepande bredvid varandra.

fingrar.jpg

Avståndet mellan dessa är i direkt proportion till våglängden på ljuset som används som för enkelhetens skull i detta fall bör vara koherent.

Jag använder en laser på 650 nm så om strecken rör sig ett hack i sidled så har ytan rört sig 650 nm eller 0.65 µm. Fortsätter de att röra på sig så är det bara att räkna antalet streck så vet man hur mycket ytan rört sig med en i mitt fall upplösning på 0.65 µm.

Rörelsen på mätobjektet kommer att vara mycket större än 0.65 µm men exakt hur mycket vet jag ej men det kommer då att vara en väldig massa streck som hela tiden per tidsenhet kommer att röra sig med olika antal och således frekvens i direkt korrelation till mätytans rörelse/frekvens och alltid fler än frekvensen som sådan eftersom rörelsens amplitud är rätt konstant.

I interferometern kommer dessa kontinuerligt i sidled rörande ljusband att med varierande antal/frekvens per tidsenhet att projiceras över en sensor där dessa ljusa och mörka partier kommer att ge en utsignal mycket likt 1 och 0 där jag sedan kan göra detta mer skarpt på ett enkelt sätt med tex en schmitt trigger om jag behövt.

Frekvensen på detta pulståg är då alltså den uppmätta rörelsen på objektet och som är själva signalen som jag vill ha ut.

[RoPa]

Ditt sista inlägg är begripligt, ett objekt belyses med laserljus som ger upphov till ett interfernsmönster som naturligtvis "rör på sig" om objektet rör på sig.
Mönstret har en dimension som är lika med våglängden och man kan därmed detektera rörelser på 1/2 våglängd (från ljus till mörkt vsv). Med en konstant rörelsehastighet detekteras då en frekvens på ljust/mörkt i proportion till hastigheten, inga konstigheter så långt.

Men var ifrån kommer din andra "frekvens"?

Är det så att objektet dels rör sig och dessutom vibrerar? Att det beskriver en "två fram en bak" rörelse?
Där variationen i rörelsen och vibrationen varierar men där rörelsen alltid ger upphov till en högre frekvens än vibrationen?

Jag förmodar att rörelsen är i en fast riktning medans vibrationen är i oscillerande rörelse?
Om vibrationen aldrig kommer ge upphov till en frekvens över rörelsens frekvens kommer den att uppfattas som en frekvensmodulering av denna. Det låter som något du nämnt ovan.

Om det är så att vibrationene beror på rörelsen så att de blir kopplade i frekvens och rörelen varierar kommer vibrationen att samvariera.

Om signalen körs igenom en frekvens/volt omvandlare kommer du att få en utspänning som är lika med hastigheten +/- vibrationen om denna signal sedan i sin tur körs genom en frekvens/volt omvandlare kommer du få ut hastighetsförändring +/- vibrationen.
Det kommer alltså inte att kunna gå att skilja hastighetsvariation från vibration med mindre än att man kan över tid mäta vibrationsöverlagringen och då måste ett tidsvilkor ställas upp som kan styra ett variabelt filter som filtrerar bort den ena frekvenskomponenten från den andra. Att dynamiskt ställa detta tidsvilkor kommer att bli som en dämpning av reaktionshastigheten på separationen. Det betyder att när hastighet och vibration ändras kommer det att uppstå ett mätfel, jmf. reglerloop. Deta kan optimeras om faktorn i skilnad på de två frekvenserna är känd.

Kan detta vara i närheten av ditt problem?

[Henry]

Du har i stort sett förstått det helt.

Det finns dock bara sammanlagt två uppkomna frekvenser men bara en rörelse och det är rörelsen på ytan, ingen extra påliggande vibration, och denna ytas rörelse mäts kontinuerligt mha interferometern.

Rörelsen på mätytan är i en ledd fram och tillbaka men ytan rör sig med helt olika hastigheter (olika frekvenser) fram och bak som gör att antalet räknade interferensfingrar kontinuerligt kommer att ändra sig i förhållande till detta och som är i direkt relation till ytans rörelse.

Den andra frekvensen är just interferensmönstret i sig som ju på grund av rörelsen på mätytan skapar en rörelse av detta som ger dessa 1 och 0 över sensorn i en snabb kontinuerlig men frekvensmässit ändrande fyrkantsekvens eftersom mätytans rörelse ändras vilket då ger uppkomst till frekvens två, eller om man så vill bärvågen så att säga. Utöver detta finns ingen annan frekvens i systemet.

Ja det blir lite som FM modulering av interferensmönstret men som bara har en överliggande frekvens på denna vilket är rörelsen.

Det har varit en del bra tips i tråden om olika sätt vilket jag tackar för som jag kollat upp och jag har lite olika grejer jag skall testa med filter och se hur utsignalen blir sedan men problemet är ju att signalen och så att säga bärvågen ändrar sig. Men om det skulle funkat att ha ta ut infon i ett lite smalare frekvensområde skulle det kanske fungerat med lite enklare filter och det är lite sådana saker jag tänkt testa för enkelhetens skull om det fungerat.

Även tänkt tanken på bla frekvens/spänning omvandlare men ev en del jobb med att få en utsignal som är i direkt proportion med rörelsen då spänningen måste följa frekvensen rakt av så att säga även med två i serie.

[RoPa]

Ok, men om den belysta ytan bara har en oscillerande rörelse så kommer det inteferensmönster du reflekterar över sensorn (som jag då förmodar har en yta mindre än linjebredden på interferensmönstret) bara att beskriva en röreles som varierar med obejktets rörelse.
Frekvensen på den detekterade signalen kommer att vara direkt proportionell mot hastigheten på objektet (inte frekvensen på dess oscillerande röreles, det är två olika saker).

När objektet vänder, i sin oscillerande rörele, kommer hastigheten att vara noll och detekterad frekvens vara noll.
Om man för enkelhetens skull tänker att objektet beskriver en sinusformad pendelrörelse kommer denna pendelröreles att framstå som en frekvens buren av den frekvens som interferensmönstret ger upphov till.

Om det är så att det bara är ett objekt som rör sig oscillerande utmed en axel är det inte alls svårt att detektera rörelsen.
Det räcker med en frekvens till spänningsomvandlare, om det är en spänning du vill ha ut som proportionell mot objektets rörelse eller annan krets om det är något annat du vill ha ut som signal.
En frekvens till spänningsomvandlare kan realiseras med endast några transistorer, en drös motstånd och några kondensatorer.
Lämpligast används en samplad integrerande halvvågs detektor, alternativt en dubbel för förbättrad följsamhet.

Det behövs inte någon typ av filter för att lösa detta nu när det är klart att det bara är en frekvens (objektets rörelse) som är av intresse. Jag fick intrycket (och förmodat fler än mig) att det fanns mer än en frekvens i signalen vilket skulle gjort det mer komplicerat.

Säg till om du vill ha mer information om själva detektorkretsen.

[RoPa]

PS.
Vågformen på utsignalen kommer att vara den som objektet utför som rörele så om objektet oscillerar sinusformat blir det sinus ut, följdaktligen.
Det kanske gör att frågan om sinusomvandling inte längre är med i frågan?
/DS

[Henry]

Signalen från en frekvens-till-spänning ger en spänning ut som representerar det jag vill ha och med lite förstärkning har jag sinus ut så inget annat behövs nej.

Jag tänkte vid trådstarten felaktigt att signalen skapas så att säga i form av en sinus-till-fyrkant omvandlare med interferometern och att ytans rörelse lagrades på denna fyrkantvåg som en modulation men signalen har förstås blivit helt omvandlad till en varierande fyrkant i direkt proportion med rörelsen, som du också skriver, vilket gör det hela så mycket enklare.

Tänkte då först i början att en fyrkant-till-sinus behövdes för att få ut signalen men en sådan hade skapat en del problem pga frekvensskiftningen, som även nämndes, och således inte fungerat så bra eftersom inte signalen heller var uppbyggd efter den principen så jag körde i början fast lite i mitt tänk. En frekvens-till-spänning är förstås det rätta eftersom det är enbart frekvensen som är det viktiga och som jag även själv skrev innan var i direkt proportion till rörelsen men som jag märkligt nog ändå inte själv kopplade när jag startade tråden.

Men för några få dagar sedan kollade jag på en del scheman på frekvens-till-spänning omvandling för jag tänkte att det borde funka och fick nu även det bekräftat, så tackar för det. Skall även kolla upp det andra du nämnde. Skulle sedan kanske skrivit det hela mer uttömmande från början men kanske framförallt att det handlade om interferometri så det blev mer uppenbart om funktionen.

Tack alla som kommit med tips och idéer!