Domanda:
Luce modulata in frequenza
Skyler 440
2014-01-23 06:57:17 UTC
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Ho lavorato un po 'sulla trasmissione ottica all'aperto e ho pensato a qualsiasi fieno che varia l'intensità della luce o qualsiasi altra cosa possa influire sull'ampiezza.

Sarebbe possibile inviare e ricevere una trasmissione di luce modulata in frequenza? E se sì, quanto sarebbe difficile?

Trasmetti PWM, ricevi AM. Correzione errori FEC.
Due risposte:
Brian WB4ES
2014-01-23 22:53:59 UTC
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Tecnicamente parlando, la modulazione di frequenza della luce comporterebbe lo spostamento del colore poiché, se guardi lo spettro EM, in pratica vedi un arcobaleno nella parte visibile di esso dal rosso (frequenza più bassa) al viola (frequenza più alta). Se lo desideri, puoi prendere il segnale originale, farlo passare attraverso un convertitore analogico-digitale e fare i calcoli per modulare le diverse parti di un LED RGB. Tuttavia, il lato ricevente non sarebbe banale, ma si potrebbe fare.

La maggior parte della modulazione della luce che ho visto è stata invece la modulazione di ampiezza. I dettagli per il circuito dipenderanno da ciò che stai utilizzando per una fonte di luce, ma è fondamentalmente una questione di rendere la luce luminosa o attenuata in base al segnale di ingresso. Il lato ricevente per questo potrebbe essere un semplice circuito a fototransistor.

Una possibilità che combinerebbe entrambi funzionerebbe meglio per i segnali digitali, e sarebbe quella di avvicinarsi come il modo in cui funziona RTTY per le onde radio. Usa due colori di luce, più distinguibili, meglio è, uno per la tua frequenza "alta" e uno per la tua frequenza "bassa". Quindi si passa da uno all'altro per trasmettere e si utilizzano 2 circuiti a fototransistor dietro 2 filtri colorati che corrispondono a ciò che si sta inviando per ricevere. Probabilmente dovresti usare anche la modulazione di ampiezza, se non altro per filtrare la luce diffusa, proprio come fanno i telecomandi IR.

NON è assolutamente possibile effettuare la modulazione in frequenza della luce utilizzando un LED RGB in quanto non è possibile effettuare la modulazione FM delle onde radio utilizzando tre trasmettitori CM di frequenza diversa ma fissa. Tutto ciò che puoi ottenere con questo metodo è che all'occhio umano sembrerebbe la stessa luce FM reale.
Stai ancora pensando alla modulazione di ampiezza, che non è quello che stava cercando. Se hai mai cambiato il colore di un LED RGB, hai cambiato la frequenza della sua uscita. Pensaci.
Ti sbagli perché "color"! = "Frequency". Il colore è l'effetto di un intero spettro di frequenze. Se si varia l'intensità di tre LED (rosso, verde, blu) si otterranno sempre solo quelle tre frequenze (ad esempio 620nm, 550nm, 450nm se espresse come lunghezza d'onda). Non otterrai mai luce con 580 nm, anche se mescolando 620 nm con 550 nm, apparirà all'occhio umano dello stesso colore di es. una singola frequenza di 580 nm.
Ora stai parlando di percezione, ma ciò non nega il fatto che la frequenza / lunghezza d'onda è direttamente correlata al colore nella luce visibile. Se usi uno schema simile a RTTY, come ho descritto nel mio 3 ° paragrafo, non è necessario mescolare nulla.
Non ho affermato che la frequenza e il colore non siano correlati, ho solo detto che è lo stesso. Entrambi sono equivalenti solo se stai parlando di una frequenza _sola_, non di un intero spettro o di una miscela di frequenze discrete. Ovviamente ciò che hai descritto funziona per il segnale digitale: spegnere un LED rosso e contemporaneamente accenderne uno è un modo particolare di fare FM. Non funziona per segnali analogici (o più livelli di tensione rispetto a LED di colore diverso).
Se il segnale originale è analogico o digitale è irrilevante. La risposta che ho scritto è stata una linea di pensiero che ha portato all'idea in stile RTTY, e alla fine è stata data risposta alla domanda originale, che è l'intero punto.
Come dice Curd, un segnale LED RGB non funziona in modo analogo alla radio FM. Un led RGB sarebbe più simile a tre segnali AM modulati in concerto. È solo che l'occhio umano non può distinguere tra luce rossa e verde combinate per formare il giallo o la singola frequenza della luce che viene percepita come gialla. Ma uno spettroscopio può certamente vedere la differenza.
JanKanis
2017-08-21 12:50:40 UTC
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Esistono laser sintonizzabili, dove la frequenza di uscita può essere modulata. E esiste qualcosa come un modulatore acusto-ottico anche se non sono sicuro che siano usati per modulare effettivamente la frequenza della luce.

O un più D.I.Y. metodo potrebbe essere: far passare un fascio stretto di luce a spettro continuo (ad es. luce incandescente) attraverso un prisma. Quindi catturare una piccola parte del raggio diffratto, ad es. facendolo brillare in una fibra ottica o utilizzando una piccola fessura. Quando si ruota il prisma di alcuni gradi, la frequenza della luce catturata varia di conseguenza.

E di conseguenza per demodulare il segnale: avere un array di fotocellule e un prisma di fronte ad esso. Quale cellula viene colpita dalla luce dipende dalla lunghezza d'onda. Anche se avrai bisogno di più elettronica per combinare le uscite di tutte le celle in un unico segnale.

ottima risposta! Mi è capitato di imbattermi in AOM tempo fa quando un mio cliente mi ha parlato dei problemi che avevano a controllare il loro. Mi sono subito innamorato del principio di funzionamento di questi dispositivi :) Ma: gli AOM in realtà non cambiano la frequenza; ma potrei immaginarli usati insieme a un dispositivo dispersivo (es. un prisma) per "selezionare" la luce colorata che viene accoppiata in un dispositivo ottico.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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