2011年3月24日 星期四
高速雷射調變電路--- Discrete high-speed laser modulator schematic
http://www.photonlexicon.com/forums/forum.php
This was an early modulatable laser driver that I designed for <300mA diodes. It is capable of very high speed modulation due to its discrete layout, peaking capacitors, and current shunt type modulation, but has drawbacks as a few resistors need to be re-tuned for every different diode type. The power supply needs to be of the regulated type. Also because it is purely a feed-forward design it is very stable with any load wire length/inductance. I don't use this much anymore, so thought I'd release it into the public domain.
D6,V4 are only there to simulate the load laser; R4, V1 and the clock source are for simulation purposes also.
This was an early modulatable laser driver that I designed for <300mA diodes. It is capable of very high speed modulation due to its discrete layout, peaking capacitors, and current shunt type modulation, but has drawbacks as a few resistors need to be re-tuned for every different diode type. The power supply needs to be of the regulated type. Also because it is purely a feed-forward design it is very stable with any load wire length/inductance. I don't use this much anymore, so thought I'd release it into the public domain.
D6,V4 are only there to simulate the load laser; R4, V1 and the clock source are for simulation purposes also.
Demo of aliasing for Matlab
% demo of aliasing 2011/3/23 作者:一心の流
close all;
clear all;
clear tt_sf;
DC=2; %直流偏壓
phi= 2*pi/360*270.03; %相移270.03degree;
freq = 2500000; %freq=fo=發射頻率
samp_freq = 2000000; %freq=fo=發射頻率
n=fix(freq/samp_freq);
freq_nyquist=2*freq;
if samp_freq < freq_nyquist
freq_alias= freq - n*samp_freq;
else
freq_alias=0;
end;
time_base=100000000; %單位10000 point/per second
time_sweep=0.0001; %單位second
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optical Receivers for communications
http://www.modulatedlight.org/optical_comms/optical_rx1.html
Receivers for low-bandwidth optical (through-the-air) communications
When designing a receiver that is intended to be used for optical through-the-air communications, there are some things to be considered that are very different from what might be required in most other situations where detection (and demodulation) of an optical signal is to be done:
- Weaker signals. Signals are likely weaker in through-the-air communications - typically by several orders of magnitude - than in more familiar situations where an optical signal is to be detected from optical fiber systems such as optical fibers, TOSLINK, infrared TV remote, etc. In thse situations the energy present at the receiver is really quite high, suffering only modest attenuation through the medium. Optical cables tend to have quite low loss, while infrared remotes are usually pointed directly at the device being controlled.
- Lower bandwidth. Effective bandwidth is usually lower in long-distance through-the-air communications. For weak-signal detection in through-the-air optical communications and experimentation, voice bandwidth (up to 3 kHz or so) is usually all that is required, while specialized communications techniques (carrier detection, WSJT and WOLF modes) work well with frequencies below 300 Hz. If extreme weak-signal and distance operation is not required, it is possible to use subcarriers into the 10's of kHz and achieve reasonable results.
2011年3月21日 星期一
從月球看地球----Current Moon View of the Earth
Current Moon View of the Earth
The current position of the Moon over the Earth is important to Earth-Moon-Earth (EME) moon-bounce communications, because two or more stations on Earth must be able to see the moon simultaneously to communicate.2011年3月16日 星期三
2011年3月5日 星期六
2011年3月4日 星期五
2011年3月3日 星期四
2011年3月2日 星期三
MEMS
ST 公司的LSM303DLH 是3D數位線性加速度感測器和3D數位磁感測器,滿刻度的線性加速度為±2 g / ±4 g / ±8 g,滿刻度磁場為±1.3/±1.9/±2.5/±4.0/±4.7/±5,6/±8.1高斯,兩者都由用戶選擇.類比工作電壓2.5V-3.3V,數位電源I/O電壓為1.8V,3個磁場通路和3個加速度通路,6D取向檢測,主要用在地圖旋轉和顯示器取向,電子羅盤,手持設備,震動檢測和補償等.
意法半導體（ST）在單一模組內集成一個3軸數位加速計和一個3軸數字磁感應計，這款數位羅盤模組兼備高精度、小尺寸、低功耗、具有競爭力的價格等多項優點，能夠滿足市場對先進導航功能以及新興的智慧定位服務日益增長的需求。意法半導體的高性能系統級封裝數位羅盤採用霍尼韋爾公司的磁阻技術，讓便攜消費電子應用設備加速採用增強的電子羅盤功能，包括方位查找、地圖/顯示方位、定位服務和步行方位推算。
把高性能運動檢測與磁感應功能結合在一起，可在多方面提高移動設備的使用體驗。意法半導體的新模組增加了向前定向功能，使應用開發人員提高手機/PDA的螢幕利用率，在尺寸有限的顯示幕上顯示強大的地圖功能，在地圖底部指示用戶當前所在位置，讓螢幕其餘部分顯示前進（正前方）方向。
意法半導體的數位羅盤模組可提供準確的前行資訊，當沒有GPS信號時，可指示行人或汽車正在行進的方向；此外還支援航位元推測應用演算法，例如，在沒有GPS信號或強度很弱的高樓大廈內或森林茂密的山區，為行人提供導航功能。
手機內的羅盤模組能夠為先進定位服務創造新的機遇。配備羅盤和GPS功能，消費者只需把手機指向附近的設施，就可以識別和檢索相關目標的資訊，如餐廳或商場等。
這款新模組得益於意法半導體的經過市場驗證的製造技術，以及已經用於6億多顆加速感測器的可靠設計。新模組的高精度感應功能，結合嵌入式智慧功能，包括喚醒/關斷功能，以及當感測器沿三個軸（x,y,z）向上或向下運動時發出信號的6D識別功能。新模組的線性加速度測量範圍為±2/±4/±8g，磁場強度測量範圍從±1.3 到±8高斯(2)，這兩個量程可由用戶任意選擇。
模組內的磁感應元件基於霍尼韋爾的各向異性磁阻（AMR）技術，能夠檢測地球磁場的方向和強度，確定相對於磁場北極的前進方向。這項技術具有領先市場的羅盤計算精度，兼備很低的功耗，這對於電池供電設備至關重要。
AMR技術能夠在Z軸上提供與X軸和Y軸相同的感應靈敏度，而無需霍爾效應型磁敏感測器的磁通量增強器。霍爾效應型磁敏感測器的缺點是：在磁通量增強器磁化後，感測器會發生偏移電壓移位元現象。在磁場強度極低的環境中，如金屬建築物和汽車內，或在加拿大、北歐等高緯度地區，意法半導體這款在市場上獨一無二的三軸感測器解決方案可以降低檢測誤差。
在霍尼韋爾的磁感應計設計內，偏移電壓消除電路可以最大限度減少調校感測器的必要性；獲得專利的置位/復位帶可以使感測器消磁，即去除感測器的磁性，提高每次測量的精度。
LSM303DLH數位羅盤模組採用5x5x1mm的環保型封裝，軟體和寄存器相容意法半導體的三軸數位加速度感測器系列產品（LIS331DLH/M/F）。
你有想過將來直接用手機測身高嗎？新一代基於MEMS的高精度壓力感測器就可實現。如今基於MEMS的加速感測器、陀螺儀、指南針、壓力感測器、麥克風正在成為Android新版本中的指定標配，在主平臺差異化越來越小的同時，週邊器件的差異化成為手機或其他消費電子產品的新武器，而這些新興的感測器各有什麼應用定位？將來如何發展？來自MEMS領先廠商意法半導體的專家張應娜女士在IIC上作了詳細講解，現摘其精華與大家分享。
加速感測器是最早規模商用在PC硬碟、手機、遊戲操作手柄等電子產品中的MEMS器件，其結構在以上幾類感測器中屬於較簡單的一種，如今主流供應商已超過十幾家，也使此類感測器的價格迅速下降，已成為手機中的標配。現在大家要做的就是實現更小的尺寸與更低的功耗。三軸加速感測器因為集成度高，代替三個單軸加速器，已成為主流技術。功耗上則是各家競爭的焦點。此次ST在IIC上展示的最新款3軸加速器LIS3DH，據張應娜稱功耗僅是競爭對手的1%，同時還集成了3個10位的ADC，相當具有競爭力。
由於iPhone4的驅動，2010年可以說是陀螺儀的元年，陀螺儀在手機中迅速被採用。“陀螺儀的結構比加速感測器複雜很多，它有一顆心臟，還是一顆活動的心臟，所以不僅複雜，功耗也比加速器大一些。”張應娜解釋。陀螺儀的應用包括提升各種“Motion Control”介面的用戶體驗、圖形穩定、遊戲和導航等，成為提升高端手機體驗的重要配置。最新的趨勢是三軸單Die的陀螺儀，並採用類比和數位混合輸出，ST最新的L 3G 4200D就是一款這樣產品。“它的技術難度在於大規模生產的良率較低，同時一致性與精度也是一個挑戰。”張應娜表示。L 3G 4200D已在去年大規模量產，今年新增加的H版還會加入FIFO功能，可以進一步降低系統的功耗。L 3G 4200D的封裝尺寸僅為4X4X1，可實現三種量程，工作時的功耗僅為6mA。
至於最新的指南針（也叫電子羅盤儀），用過iPhone4的用戶都有劃“ 8”字校準的經歷，蘋果將指南針的應用引入主流，而Android 2.2中也已規定指南針作為手機的標配了。指南針可以為電子產品增加很多新的賣點和新業務，比如地圖指導、基於方向的服務、無需運動的指向、增強型遙控等。“不過，指南針要與加速感測器聯合起來應用才會達到最佳效果。”張應娜解釋，所以ST將指南針與12位的加速器（由霍利威爾公司提供）集成在一個模組中，直接向用戶提供LSM303DLH模組。
ST的這款混合方案保證了三個軸的完美重合，這是分離方案很難實現的。張應娜解釋：“為什麼蘋果的iphone中需要劃8字來調校？因為每次開機時磁場環境都發生了變化，而ST的這款混合電子羅盤儀+加速器，通過加入校準與再校準功能、高精度設計和新的演算法，可以根據環境變自己校準，免去用戶劃8字的麻煩。並且劃8字還是有一定技竅的，不是每個消費都可以劃正確的8字。”期待ST這款不需要用戶自己調校的羅盤儀。
最後談談文章開頭部分提到的MEMS壓力感測器。“Android2.3中已將壓力感測器作為標配，這將會大大刺激壓力感測器在手機中的採用。”張應娜說道。相對于傳統的壓力感測器，MEMS壓力感測器可以做到更小、更薄、更高精度、數位輸出，從而有機會做入手機等移動消費電子產品。“將來高精度的MEMS壓力感測器做入手機後，用戶甚至可以用手機來測量身高。”張應娜稱，不過目前能商用的壓力感測器還沒有這麼高的精度，ST最新的LPS001WP製成的高度計，可測量的精度為0.1mbar，測量範圍300 -1100m bar，可用來測試樓層高度，但還不能測量身高。“很快更高精度、可集成進手機，測試身高的產品就會問世了。”她透露。LPS001WP具有低功耗優勢，連續工作模式下電流為190 mA；低耗電模式下電流為120 mA，關機模式下電流為5 mA。
此外，MEMS麥克風正在手機等消費電子中取代ECM麥克風，因為前者可以實現回流焊工藝，可使PCB板做得非常薄（1mm）。
以上這些所有MEMS感測器件正在越來越多的被用於各種便攜消費電子中，而這些感測器並不是單獨使用，而是多個整合起來實現更豐富的功能和更好的體驗，集成多種感測器的模組也是未來的一種趨勢。“各種MEMS感測器在手機中的應用迅速增加，他們之間的配合則可以實現完美的應用。”張應娜說道，“比如指南針對陀螺儀校準，而陀螺儀又離不開加速器。所以，這些產品的 兩兩 、甚至三三集成是未來的趨勢。”
iPhone 4 的三軸數位陀螺儀
專業電子硬體拆卸網站 iFixit 在與 Chipworks 合作下，日前拆卸了 iPhone 4 內建的神祕微機電系統（MEMS）三軸數位陀螺儀。
整個拆卸過程證實 iPhone 4 裡面所使用的數位陀螺儀，應該就是 STMicroelectronics 所出品的 L3G4200D 。不過證實這件事情並不是什麼大不了的，而是一些顯微照片真的很精彩，值得咱們這些外行人開個眼界，看看熱鬧：
想看更多照片，請造訪 iFixit 網站。
iPhone 4 Gyroscope Teardown
http://www.ifixit.com/Teardown/iPhone-4-Gyroscope-Teardown/3156/1
http://www.frostyplace.com/index.php?story_id=9175
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