Tonabtastung mit Photodiode

[Ernemann]

Hallo,

 

wenn man eine Tonabtsatung mittels Photodiode realisiert und das Signal in zum Beispiel einen CP55 einspeisen will, muss man ja parallel zur Diode einen Widerstand schalten, weil der Prozessor nur Spannung verstärken kann und hochohmige Eingänge besitzt. Ist das so richtig?

Wenn ja, wie groß sollte der Widerstand etwa sein?

 

Würde mich freuen, wenn mir jemand weiterhelfen könnte.

Vielen Dank.

 

Viele Grüße

Pascal

[Jensg]

Diode und Solarzelle ist das Gleiche. Willst du eine Photozelle anschließen, dann sieht es anders aus. Dafür brauchst du erstmal eine Saugspannung von 130-170 V Gleichspannung und einen Entkoppelkondensator.

Jens

[Ernemann]

Hallo Jens,

 

danke für die Antwort. Ich spreche allerdings schon von einer PhotoDIODE / Solarzelle. Ich glaube das mit dem Widerstand hier im Forum mal gelesen zu haben. Würde ja auch logisch erscheinen wenn man sich das Ersatzschaltbild einer Photodiode anschaut. Dieses besteht ja aus einer Stromquelle mit einer Diode parallel dazu. Wenn nun der Verstärker nur Spannungen verstärken kann und hochohmige Eingänge besitzt, bekommt er ja nur ein recht kleines Signal angeboten. Schaltet man nun parallel zur Photodiode noch einen Widerstand, so fließt ein Strom durch diesen und es fällt eine Spannung abhängig von der Größe des Widerstandes ab. Richtig dimensioniert, müsste mal also so eine größere Eingangsspannung für dem Prozessor bereitstellen können.

 

Freue mich auf weitere Beiträge :D

 

Viele Grüße

Pascal

[HAPAHE]

Probiere es mal mit einem 1kOhm Widerstand

 

Gruß

HAPAHE

[Jensg]

Je nach Karte des CP55 hast du entweder einen Trafo oder, bei den Karten des CP65, eine Stromquelle als Eingang. Beide sind ja für die Zelle optimiert, sofern man bei DD von Optimierung sprechen kann. Bei Verwendung hochohmiger Eingangsstufen mit 10kOhm tritt bei den Zellen bei Weißlicht nun eine Arbeitspunktverschiebung in den nichtlinearen Bereich auf. Da muß man dann einen Widerstand parallel zur Zelle schalten. Bei Rotlicht liefert die Zelle so wenig Strom, das der 10kOhm Widerstand meistens ausreicht, um die Zelle im linearen Bereich zu betreiben, je nach Helligkeit der LED/LASER. Die Ausgangsspannung der Zelle sollte bei Film (meine Erfahrung) so max. um die 25mV herum liegen, da ist sie noch linear. Dafür reicht meist eine Belastung zwischen 1-2kOhm aus. Weniger Ausgangsspannung durch geringeren Widerstand schafft nur mehr Verstärkungsrauschen und ein zu hoher Widerstand erhebliche Verzerrungen der positiven Halbwelle. Das kannst du gut mit dem L/R Testfilm sehen, der hat 100% Modulation. Einfach mal nur einen 25kOhm Trimmer als Last anschließen und schauen, ab welchem Widerstand sehen beide Kurvenhälften identisch aus.

Jens

[Dent-Jo]

Moment mal.

Fotodiode und Solarzelle ist nicht das gleiche.

Die Solarzelle liefert ihrerseits eine relativ große Spannung, die verstärkt wird.

Die Photodiode liefert, wenn überhaupt eine sehr kleine Spannung, die aber bei weitem nicht ausreicht. Ein Widerstand parallel dürfte rein gar nichts bewirken, da der Verstärker, wenn er einen normalen kapazitiven Eingang hat, keine eigene Vorspannung liefert, und damit auch kein Stromfluss zustand kommt. Überdies sind Verstärker sehr hochohmig.

Grund: Die Fotodiode verändert ihre Durchlässigkeit abhängig vom Lichteinfall auf die photoempfindliche Fläche.

 

Ich habe da längere Zeit damit rumexperimentiert und es hat auch durchaus ganz brauchbar funktioniert. Deshalb:

Man benötigt, ähnlich wie bei der Photozelle, eine Vorspannung für Fotodioden.

Am besten geht es, wenn man einen Widerstand in Reihe zur Photodiode schaltet. Das freie Ende der Diode an den Masseanschluss des Verstärkers. Dabei auf richtige Polung der Diode achten.

Den Verstärkereingang an das andere Ende der Diode über einen 10 Mikrofarad Kondensator (evtl. diesen Wert noch anpassen), also zwischen Widerstand und Diode.

zwischen Masse und freiem Widerstandsende schließt man eine Vorspannung im Bereich 6-9 Volt an, wobei der Minuspol an Masse kommt.

Als Widerstand würde ich ein Poti von ca. 4,7 oder 10 kOhm nehmen, das man in Spannungsteilerschaltung nimmt (also die beiden Festanschlüsse an + und -, Schleifer an die Diode). Dann läßt sich die Vorspannung für den Anfang besser einstellen.

Es ist auch zu überlegen, ob man zwischen Verstärkereingang und Diode ebenfalls ein Poti von 10kOhm in Reihe schaltet, um Übersteuerungen wegregeln zu können, indem man den Gesamtwiderstand der Schaltung damit noch etwas anpasst.

Man stellt dann bei laufenden Gerätschaften zuerst die Vorspannung ein, indem man das erste Poti so einstellt, dass maximale Lautstärke vorliegt.

Dann mit dem zweiten Poti spielen, das am Beginn voll auf (also 0 Ohm) ist. Anschließend die Vorspannung nachregeln, dabei auf Klangqualität achten.

Bei mir hat das so eigentlich sehr gut immer funktioniert.

 

Erklärung:

Durch das Vorspannungsspoti wird eine positive Spannung eingestellt, die in Abhängigkeit der Durchlässigkeit der Photodiode, die wiederum ja lichteinfallsabhängig ist, nach Minus abgeleitet. Es kommt also am Schleiferkontakt des potis zu Spannungsschwankungen, die dann auch verstärkt werden können.

Ohne diese Vorspannung kommt es da auch zu keinen Spannungsschwankungen, wie bei Solarzellen. Und dann gehts einfach nicht.

Wers nicht glaubt, solls probieren.

Inwieweit der CP eine Art Vorspannung liefert, wissen Kenner besser.

Versuche meinerseits mit verschiedenen Photodioden aus Diskettenlaufwerken haben ergeben, dass das ganze aber etwas problematisch ist.

Insbesondere die richtige Positionierung der Diode in der Photozellenkapsel. Mn denke an Bauerzellenkapsel in Roxy oder Sonolux / Selecton oder die Ernemann 7b bzw. 8 Kapsel. Ein Gepfrimel ist das!!

Es hat sich auch gezeigt, dass nur wenige Photodioden wirklich geeignet sind, einerseits wegen dem Wellenlängenspektrum, das bei den Teilen mitunter sehr verschieden ist (Infrarotbereich, den man ja eigentlich wegfiltern will, um Grundrauschen zu minimieren), andererseits, wegen der häufig zu kleinen lichtempfindlichen Fläche der Diode, so dass es insbesondere bei lauten Passagen auf der Tonspur zu fehlenden Toninformationen kommt. Klingt dann nicht verzerrt, sondern da fehlt halt einfach der Teil, der an den Spitzen auf der Tonspur ist. Ich würde mir bei dem bekannten C die 20x20 Silizium Solarzellen besorgen. Für Monobetrieb eine super Sache. Liefern eine Ausgangsspannung ähnlich eines Magnetnadelsystems eines Plattenspielers und sollten für den CP daher auch gehen. Ich verwende ausschließlich nur noch diese, da der Klang auch sehr gut ist und die Einstellung in der Photozellenkapsel weniger kritisch.

Überdies lassen sie sich problemlos mit einer kleinen 20er Trennscheibe beliebig zurechtschneiden.

[TomCat]

Moment mal.

Fotodiode und Solarzelle ist nicht das gleiche.

Die Solarzelle liefert ihrerseits eine relativ große Spannung, die verstärkt wird.

Solarzellen aus Halbleitermaterialien sind im Prinzip großflächige Photodioden. Die Solarzellen werden jedoch als Stromquelle betrieben.

Fotodioden können in drei Betriebsarten genutzt werden:

Als Fotoelement, mit Quasi- Kurzschluss und im Sperrbereich. Augenscheinlich bevorzugt Dent-Jo den Sperrbereichbetrieb. Dass heißt aber nicht, dass die anderen Lösungen, wie sie weitesgehend eingesetzt werden, nicht funktionieren.

Früher, zu Monozeiten wurden Solarzellen beim Umbau von Hochvoltzellen verwendet. Diese konnten in das Fotozellengehäuse eingebaut werden. Auf grund der großen Aufnahmefläche wurden die Zellen direkt, ohne größere mechanische Umbauten (die Saugspannung wurde natürlich abgeklemmt) ausgetauscht .

[Film-Mechaniker]

Am besten geht es, wenn man einen Widerstand in Reihe zur Photodiode schaltet. Das freie Ende der Diode an den Masseanschluss des Verstärkers. Dabei auf richtige Polung der Diode achten.

Das sage ich auch. Der Widerstand gehört in Reihe geschaltet mit der Diode, sonst kann sie in die Binsen geh'n. Ich plädiere für einen 2000-Ohm-Trimmer, eventuell kleiner. Das Allerwichtigste ist, daß dein Element ein Maximum an Leistung durchlassen kann, wofür es ordentlich Licht erhalten muß. Vor der elektronischen Experimentiererei also hammerkrass Tonspur ausleuchten, auch in die größeren Wellenlängen hinein.

 

Wenn dann die Vorwärtswechselspannung kommt, würde ich für Vorverstärkung sorgen, sogleich hinter der Diode. Vorverstärker mit anpaßbarem Eingang (Widerstand) gibt es günstig. Danach CP und Kram

 

Ganz toll puncto Lichtanschluß ist das Klangfilm-Europa-Tongerät (1928 erschienen). Man kann 6-x-6-mm-Zellen mit Gummikleber am Schutzblech ankleben, das den Glasstab umschließt. Ideal wäre natürlich optisches Verkitten der Zelle mit dem Glasprisma . . .

[Ernemann]

Hallo Filmtechniker,

 

kannst Du mir einen günstigen Vorverstärker empfehlen?

 

Viele Grüße

Pascal

[Jensg]

Was gibt denn das für ein Experimentieren. Wo fehlst denn?. An der Zelle oder der Lichtquelle?

Jens

[Ernemann]

Hallo Jens,

 

woran es liegt weiß ich auch nicht so recht. Ich verwende eine 3W Luxeon LED und eine KOM2125 Fotodiode. Alles ist bestens ausgerichtet. Trotzdem reicht der Pegel aber nicht wirklich aus für den CP55 um den Dolby Pegel einzustellen.

Es klingt zwar ganz vernünftig, muss aber sicher noch besser gehen.

 

Viele Grüße

Pascal

[Film-Mechaniker]

Hallo, Ernemann, schau doch bei Conrad unter Vorverstärker, irgend so ein Bausatz oder Fertigteil tut's vollkommen. Gut gesiebte Gleichspannung einfüttern!

[Jensg]

Welches Tongerät. oftmals ist die Verkittung der Linsen im Tongerät gelb. Das dämpft gehörig. Meine Umbauten mit KOM und 3W LED arbeiten problemlos. Nur ist es ein Märchen, das die 3W Led bei 700mA 3 W hat. Dafür brauchst du min. 1,2A.

Jens

[Ernemann]

Hallo Jens,

 

es ist eine Ernemann VIIB. Es war zwar nicht ganz einfach einen Halter für die Zelle zu basteln, aber die Kanaltrennung ist doch ganz gut.

Hast Du da Erfahrung mit den Linsen?

Vielleicht sollte ich mal andere Linsen probieren?

 

Viele Grüße

Pascal

[Jensg]

Eher zerlegen und reingen, sofern keine Kratzer darauf sind. Mir sind schon einige mit erheblichen Löchern im Glas untergekommen. Die E9 Optik ungereinigt mach auch nicht viel Pegel, da gibts auch Probleme mit der BPW34 als Monozelle, je nach Zustand super Pegel bis mattes Lichtlein. Bei den Klangfilm Tongeräten bringt das Reinigen eine ganze Menge, die Verkittung ist quittegelb und dämpft erheblich. Teilweise ist sie auch durchgerissen. Kölnisch Wasser zum Entfernen des Kitts klappt erstaunlicherweise sehr gut, nachher einfach wieder die Linsen ohne Kitt zusammensetzen, die optischen Eigenschaften sind viel besser als mit bröseligem Kitt.

Jens

[MichaelB]

Hallo,

Ich habs bisher immer ohne Widerstand gebaut. Dann muss der Verstärker

niederohmig sein, im Idealfall Null so wie hier:

http://home.arcor.de/gittibu/projektion.../index.htm

Dann wird der Strom der Fotodiode komplett in einen Spannungshub am

Ausgang der ersten OP gewandelt und über der Fotodiode hast du, zumindest

theoretisch, garkeine Spannung. Gruß,

 

Michael

[MichaelB]

Und noch was

1.2A macht bei der Luxeon 3W, bei guter Kühlung, kein Problem. Mann

sollte allerdings gut darauf achten, das der Strom nicht, z.B. durch

Temperaturschwankungen, noch größer wird.

 

Michael