Diskussion:Lasermikrofon

An Unheil: Ich bin sehr an der Funktionsweise des Lasemikrofons interessiert. Deine Erweiterung des Artikel mit dem Dopplereffekt ist interessant. Wo hast Du diese Info her? Kannst Du mir weitere Informationsquellen dazu geben?

Ich bin generell auch an Quellen interessiert. Das mit dem Dopplereffekt scheint mir straightforward, im Prinzip verwendet man dazu vermutlich ein Michelson-Interferometer. Allerdings bin ich mir nicht sicher ob das wirklich technisch weniger aufwändig ist als die Laserpuls-Methode, weil man dafür vermutlich definitiv einen optischen Tisch benötigt. Außerdem frage ich mich, inwieweit es wirklich was bringt, das Gerät in der Hand zu halten, weil es ja immerhin so präzise sein muß, dass der reflektierte Strahl wieder vom Gerät eingefangen werden muß und ein elektronischer Hochpassfilter ist nun wirklich nicht so schwer zu realisieren. --Cornholio 22:37, 17. Apr 2005 (CEST)

nunja, wenn man ein Interferometer nutzt, dann muss der Strahl tatsächlich exakt eingefangen werden. Bei den beiden anderen Methoden sollte es möglich sein, dann Strahl divergieren zu lassen. Eine Lichtlaufzeitmessung erscheint mir recht schwer, denn Licht ist bekanntlich ziemlich schnell --Krishl 02:25, 9. Okt. 2006 (CEST)

vielleicht helfen diese quellen ja ein wenig: http://www.williamson-labs.com/laser-mic.htm http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/light/light.html

es gibt ein paar anbieter, die fertige geräte für um die 500 dollar anbieten.. ich frage mich nur, wie diese "ein teil" geräte funktionieren sollen....-> einfallswinkel = ausfallswinkel?!?

beste grüße.--Gast 17:20, 31. Dez 2005 (CEST)

der eine Link ist eher eine Übertragung mit Laser. Ich glaube nicht, dass es Anbieter gibt, die etwas vernünftiges für den Preis liefern. Meist kostet ein einziges optisches Bauelement schon mehr. Ein besseres Gerät könnte mit Streulicht arbeiten - bei Glas tritt aber verhältnismäßig wenig Streulicht auf. --Krishl 23:54, 29. Nov. 2006 (CET)

Referenz für Methode Laserimpuls?

Gibt es eine Referenz zur ersten Methode (die mit Laserimpuls)? Meiner Meinung scheint das so wie beschrieben nicht machbar, da Licht sich mit 0.3 m pro Nanosekunde ausbreitet. Um die Auslenkung eines Fensters (schätzungsweise 0.3 mm, wenn im Raum laute Musik), so müsste man das empfangene Signal mit einer Auflösung von einer Picosekunde weiterverarbeiten, um überhaupt einen Unterschied in der Auslenkung des Fensters festzustellen. Man müsste somit den Laser mit weniger als 1ps Ansteigszeit pulsen, die Photodiode muss mit weniger als 1 ps empfangen und der Verstärker muss das dann mit 1ps Auflösung weiterverarbeiten => scheint mir unmöglich. Da das empfangene Signal sehr schwach ist, und deshalb stark verstärkt werden muss, ist zudem das Verstärkungs-Bandbreiteprodukt sehr sehr auf der Seite der Verstärkung => wenig Bandbreite bei starker Verstärkung. (nicht signierter Beitrag von 89.217.162.108 (Diskussion | Beiträge) 11:40, 15. Mär. 2010 (CET))

Die Rechnung kann ich nicht ganz nachvollziehen. Auch ohne spezielle Kenntnis der Technik betrachte ich es aber mal anders: Das Grundprinzip ist eine Laufzeitmessung der ausgesandten Laserpulse. Das ist heute Standardtechnik, siehe LIDAR, und funktionert auch bei der Ermittlung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen. Richte ich Pulse auf ein akustisch angeregtes Objekt, so erhalte ich eine entsprechende Modulation der Laufzeitergebnisse. Um die akustischen Signale zu rekonstruieren, müssen meine Laserpulse eine entsprechende Auflösung ermöglichen. Akustische Frequenzen die ich zum Abhören brauche, liegen bestimmt nicht über 100KHz. Für die Pulswiederholrate von Lasern ist das eher langsam, also gar kein Problem. Die Pulse sollten natürlich auch kurz genug sein, was sich aber aus der Pulswiederholrate fast zwangsläufig ergibt. Aber auch hier eine Beispielrechnung: Ein "Wellengang" bei 100khz Schallfrequenz dauert 10 millionstel Sekunden. "Normale" kurze Laserpulse liegen im Bereich von Nano-Sekunden, dauern also im Bereich von Milliardstel Sekunden an. (Ultrakurze Laserpulse gehen bis runter zu piko-, femto- und atto-Sekunden, bedürfen aber aufwendigerer Lasersystem.) Ich hätte also "Platz" für Hunderte Messungen während nur eines akustischen Wellendurchganges einer 100kHz Schallwelle. Und zu guter letzt dürfte eine Megahertz-Auflösung (immerhin 10 faches von 100kHz) auch für die Auswertelektronik kein großes Problem darstellen. (Unabhängig davon, dass ich durch Einsatz von Gating-Techniken viel geringere Rechenkapazität brauche als wenn ich Einzelzeit-Ergebnisse verrechne.) -- 7Pinguine 12:55, 15. Mär. 2010 (CET)

Mit der Rechnung wollte ich zeigen, dass es vermutlich unmöglich ist, eine Fensterauslenkung (ca 0.3 mm) durch Laufzeitmessung zu bestimmen, da man die durch die Fensterschwingung hervorgerufene Laufzeitdifferenz viel zu gering ist, um sie elektronisch messen zu können. (eben ca 1 Picosekunde) Die Distanzmessung duch Laufzeitmessung kann man nur dort anwenden, wo Auflösungen von +/- ein paar Metern gefordert sind (Rangefinder für Panzer, Scharfschützen etc), da man die Zeit zwischen Senden und Empfangen des Laserimpulses nur mit einer Auflösung im Nanosekundenbereich (in 1ns legt Licht 0.3 Meter zurück) messen kann. Laut http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_rangefinder#Technologies braucht man selbst dafür aufwendige Elektronik

Hier ist ein handheld Laserentfernungsmessgerät mit einer Genauigkeit von 3 mm auf die absolute Genauigkeit. Wenn ich eine relative Abweichung messen will, wie im Fall von Schwingungen, kann ich diese viel einfacher mit einem Gate ermitteln. Ich erhalte dann einen Messwert in Abhängigkeit von der zeitlichen Verzögerung eines Pulses gegenüber der "mittleren" Flugzeit, da das Gate einen Teil des Pulses abschneidet. Sprich, ich messe nicht einfach einen Zeitpunkt des Eintreffens eines Pulses, sondern ich messe die Zeitverzögerung der Pulse untereinander. Die Auswertung des Gates muss nur so schnell sein wie die Schwankung des Signals erfordert, also bei Schallanregung bis 100kHz oder so. Die Elektronik muss nicht so schnell wie die Laufzeitdifferenz des Lichtes sein, da der Sensor über diese kurze Zeit hinweg das Signal integriert. (Das Auge sieht ja auch nur 24 Bilder pro Sekunde und kann dennoch sowohl erheblich kürzere Signale sehen als auch schnellere Bewegungen wahrnehmen.) Da die absolute Entfernung für ein Lasermikrofon auch gar nicht berechnet werden muss, brauche ich überhaupt gar keine so hohe Zeitauflösung. Ich muss nur die einzelnen Laserpulse auflösen können und die müssen wiederum die akustischen Wellen auflösen können, wie oben dargestellt. Die Relativbewegung des Mikrofons zum abgehörten Gegenstand kann natürlich stören, ist aber in der Regel viel langsamer als die ausgewerteten akustischen Frequenzen. Bei gleichmäßiger Aussendung der Pulse und im gleichen Takt geschaltetem Gate spielt die bei der ohnehin erforderlich hohen Rep-Rate der Pulse keine Rolle. Nur einen eigene akustische Schwingung des Mikrofons würde sich dem Signal als Störung überlagen. -- 7Pinguine 15:31, 18. Mär. 2010 (CET)

Vielen Dank für die Erklärung, jetzt habe ich das Prinzip der Messung der Phasendifferenz verstanden und einen guten Link zum Funktionsprinzip des oben erwähnten Leica Entfernungsmessers gefunden.

Um das Ganze als Lasermikrofon zu implementieren, kann man allerdings nicht direkt die Phasenverschiebung messen, da die Phasenverschiebung in diesem Fall auch die Distanz zum Fenster beinhaltet (einige 100ns bei einem Abstand von 100m). Damit man mein Geschreibsel/meine Überlegungen auch versteht, hab ich mal ne kleine Zeichnung gemacht.

Um die Distanz zum Fenster zu bestimmen, misst man erst mal wie der Leica Entfernungsmesser die Distanz zum Fenster. Nun erzeugt man mittels eines möglichst genauen VCOs (und einem sehr schnellen Schmitt-trigger zur Erzeugung des Rechtecksignals) Impulse, dessen Frequenz nur geringfügig kürzer ist, als die Laufzeit zum Fenster.

Nun synchronisiert man die Empfangsphotodiode mit dem Impulsgenerator, sodass die Photodiode immer nur dann empfängt, wenn die Laserdiode sendet. Über die Photodiode wird nun ein Kondensator aufgeladen, der das von der Photodiode empfangene Signal integriert. Der Kondensator wird danach durch z.B. einen hochauflösenden und langsamen ADC ausgelesen.

Ist das Fenster nun durch Schallwellen nach aussen gewölbt, so kommt der Laserimpuls ein ganz wenig früher am Empfänger an, allerdings verkürzt es die an der Photodiode gemessene Zeit signifikant, da der VCO generierte Laserimpuls auf die Distanz zum Fenster abgestimmt ist.

Für die von mir beschriebene Methode muss der Laser und die Photodiode allerdings eine immer noch eine Bandbreite von 1 Picosekunde / 1 THz besitzen, was die Messung schwierig machen könnte. Daher glaube ich immeroch das die Interferometer-Methode bedeutend einfacher ist. (nicht signierter Beitrag von 84.227.28.62 (Diskussion | Beiträge) 23:18, 18. Mär. 2010 (CET))

Qualität der Aufnahme?

Und was taugt so ein Lasermikrofon? Wo kann man diesen Mikrofontyp qualitativ unter den am Markt verfügbaren Mikrofonen einordnen? Wofür ist es besonders gut geeignet, wofür weniger gut? --109.192.197.21 13:29, 8. Mär. 2015 (CET)

Ich habe einen Link zu einem Beitrag bei Kopfball (WDR) hinzugefügt. Dort wird es ausprobiert und das Ergebnis vorgeführt. M. Meise (Diskussion) 21:15, 23. Mär. 2015 (CET)

Vielen Dank für den Hinweis. --109.192.197.21 22:30, 26. Mär. 2015 (CET)

Quellen fehlen

Ich setze ja ungern den Baustein, aber der gesamte Artikel erscheint mir etwas aus der Phantasie geboren zu sein. Wer einmal ein Interferometer justiert hat (hat hochpräzise Planspiegel) oder an einem Laser-Entfernungsmesser mitgebaut hat (ich), oder eine triangulatorische Messung für eine blanke Oberfläche entwickelt hat (ich), der weiß, dass die ganzen theoretischen Einlassungen einen Pfifferling wert sind, wenn man wirklich damit auf diese Weise spionieren will. Das fliegende Auge ist wohl allzu gegenwärtig in den Köpfen... Bitte also Quellen ergänzen - wenigstens zu den Maschinen-Anwendungen! Sonst werde ich hier erstmalig zum rasenden Pedanten--Ulfbastel (Diskussion) 21:49, 5. Dez. 2016 (CET)