Mejora de la calidad de un transmisor de audio óptico

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He conectado un dispositivo muy simple en el que utilizo un transformador de señal de audio (EI14) para modular la intensidad de un rayo láser (un diodo barato de 650nm, 5mW) de acuerdo con la salida de audio de mi teléfono. Luego, el láser es recibido por una foto-resistencia (G5528 A205) conectada a la toma de micrófono de mi computadora portátil. Con esta configuración puedo transmitir audio entre los dos dispositivos.

No es sorprendente, los resultados no son sorprendentes. La calidad del audio es menos clara que el cristal, pero eso era lo que se esperaba. Aquí hay un ejemplo .

Mi principal preocupación de que este sistema puede ser fundamentalmente limitado es que no son los datos que estoy enviando, desde los cuales se puede recrear el audio; Lo que estoy enviando es solo una 'amplitud' en tiempo real. De hecho, me sorprende lo bien que funcionó esto, ya que mi intuición es que la música consiste en un rango de frecuencias de Fourier y cada punto en la duración de la canción comprende alguna combinación de esas frecuencias en las amplitudes correspondientes. Al mismo tiempo, con un haz monocromático, estoy limitado a variar el brillo de mi haz y, por lo tanto, solo puedo enviar una amplitud en un momento dado, es decir, solo la información sobre una de las frecuencias de Fourier (¿probablemente la dominante? ) puede ser transmitido. ¿Es este razonamiento fundamentalmente correcto y significa que un haz monocromático no puede transmitir fielmente un sonido complejo en tiempo real?

Mis otras preguntas son: ¿qué mejoras a mi configuración muy simple son posibles para mejorar la calidad del audio? ¿Cuáles son los factores limitantes? ¿Es posible obtener una calidad razonable en un sistema así?

    
pregunta Piotr

3 respuestas

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Solo señalaré un contribuidor a tu distorsión de audio:

Figura1.Extractodelahojadedatos PGM 5506 .

No proporcionó un enlace a la hoja de datos de su LDR, pero es probable que sea similar al anterior. Como puede ver, los tiempos de respuesta son en decenas de milisegundos, por lo que, en el mejor de los casos, solo pueden responder razonablemente bien a unos 20 Hz. Todo lo que esté por encima será "limitado a la velocidad de giro", lo que significa que un cambio gradual en la intensidad de la luz dará una respuesta muy parecida a una curva de carga / descarga de resistencia-condensador (RC).

Figura2.Curvasdecarga/descargaRCparaunaseñaldeentradadeondacuadrada.Fuente: EEEGuide1 . El LDR dará una respuesta similar aunque la traza inferior puede invertirse dependiendo de cómo lo haya conectado a la entrada del receptor.

Es posible que deba avanzar a una solución de fototransistor o fotodiodo.

Otra cosa: debe tener un condensador de desacoplamiento de CC entre su receptor y la entrada de micrófono de su computadora portátil. Esto eliminará cualquier componente de CC y puede prolongar la vida útil de su computadora portátil.

    
respondido por el Transistor
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Creo que el problema puede tener más que ver con el comportamiento no lineal del diodo láser que con cualquier otra cosa. Creo que necesitarías aplicar una compresión de audio a la señal que está modulando el diodo láser para obtener una salida más lineal de él.

    
respondido por el Norm
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Toda la distorsión es probable en su modulación de corriente no lineal con un transformador en lugar de una fuente de corriente lineal controlada por voltaje

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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