Eigenbau Diversity

[Käpt'n Balu]

Ich versuche gerade ein einfaches Empfängerdiversity zu entwerfen, das von 4 Videoempfängern das beste Signal durchlässt.
Basieren soll das ganze auf der Rssi Spannung, die am Videoempfänger anliegt.
Ich hab zwar ein bischen Ahnung von Elektronik, bin jetzt aber nicht gerade der Vollprofi.
Da die Rssi Spannung Analog ist, dachte ich mir ich vergleiche einfach die Spannungen über Komparatoren und UND Gatter. Den ersten Entwurf sieht man auf den Bildern.

Der erste Block vergleicht jeweils E1 mit den drei anderen Spannungen, um zu sehen ob E1 die größte Spannung ist. Für ein 4-fach Diversity bräuchte ich also vier dieser Blocks. der zweite Block dient nur zur Absicherung um nachzuschauen ob noch ein anderer Ausgang aktiv ist, so dass nicht 2 Ausgänge gleichzeitig durchgeschaltet werden können.

Hinter diese Schaltung soll dann ein Analogswitch Ic kommen das mit den vier Ausgängen (A1 bis A4) angesteuert wird und zwischen den Videosignalen der Empfänger hin und her schaltet.

Könnte das so funktionieren ? Oder gibt es noch eine andere Möglichkeit die 4 Spannungen zu vergleichen ?



721

 

[Vampyr]

Hi Marc,
interessantes Projekt.
darüber habe ich auch schon nachgedacht und war mir über einen Vergleichsalgorithmus nicht ganz schlüssig.

Allerdings ist die Schaltung sehr interessant, da ich mir nahezu das Gleiche letzte Woche mit meinem E-Technik-Prof zusammen ausgesponnen habe um ne Einzelzellenüberwachung bei Lipos zu realisieren.

Das größte Problem, was ich momentan sehe, ist, dass die Komparatoren ja an sich Gleichspannungen vergleichen. Das aber extrem schnell.
Das heißt im schlimmsten fall könnten die Komparatoren ein Wellental im Signal als Unterspannung detektieren. Das währe zu prüfen.


Hast du mal ein paar Quellen deiner bisherigen Informationen?
Dann würde ich mich da mal ein wenig einlesen.

Gruß
Christoph

 

[Mashu]

Sehr Interessantes Projekt,

Ich hoffe es wird nicht wie so viele andere Projekte an der Umsetzung oder mangels Durchhaltevermögen scheitern.

Grüße Mashu

 

[Steffen Graap]

Hy

Ich würde nicht jedes Signal mit jedem vergleichen. Es reicht wenn du den Vergelich nach dem K.O.-System machst.
1 mit 2 vergleichen
3 mit 4 vergelichen
die jeweiligen Gewinner miteinander vergleichen
1 oder 2 mit 3 oder 4
das sparrt ein wenig Elektronik.

Das Problem wird aber die Syncronisierung der Signale. Wenn z.B. 1 das stärkste Signal hatte und jetzt 2, wie verhält sich das Ausgangssignal bei umschalten von 1 auf 2 (Phasenverschiebung, Signallaufzeiten, ect.). Wenn dann der Vergleich zwischen zwei Signalen noch im Grenzbereich ist, hat man daueren ein Hinn- und Herschalten zwischen den Signalen. Ich behaupte mal das das für das Bild nicht förderlich ist. Wenn über den Audiokanl noch ein Datenstrom übertragen wird, wird dieser immer wieder unterbrochen.

Ich denke mal das Diversitysystem muss über einen Microcontroller laufen, der einmal entscheidet welches Signal das stärkste ist, und dann die Umschaltung syncronisiert.

Gruß Steffen

 

[Käpt'n Balu]

Soooo... Ich habe jetzt mal eine Skizze gemacht wie das ganze mit einem Ko System aussehen könnte.
Das Problem bei dem Teil wird das Umschalten im Grenzbereich werden. Also wenn 2 Empfänger ungefähr gleich guten Empfang haben, wird das Signal ständig hin und her geschaltet. Dann müsste man so etwas ähnliches wie bei einem Komparator mit Hysterese einbauen, dass das Signal erst umspringt wenn es z.B. 0,2 V niedriger ist als das andere. Im Moment suche ich noch nach einer Lösung, wie ich das hinkriege.

Von Microcontrollern habe ich leider überhaupt keine Ahnung, weshalb ich erstmal die Lösung mit einfachen Logikbausteinen versuchen will.

 

[Steffen Graap]

Ich hätte da noch einen Vorschlag zur Bauteileinsparrung. Das ganze basiert auf der schon Vorgeschlagenen K.O.-Methode. Allerdings würde ich nach der Erstauswahl zwischen E1&E2 und E3&E4 einen Analogschalter einfügen, der jeweils das bessere Signal an den zweiten Vergleicher leitet. Aus den Ergebnissen des ersten und zweiten Vergleiches wird dann der "Winner" gekührt und das entsprechende Signal wieder über Analogschalter dem Ausgang zugeführt.
Eine kleine Hysterese in den Komperatoren macht schon Sinn und würde nur bei wirklichen Unterschieden ein umschalten auslösen.

Gruß Steffen

 

[Käpt'n Balu]

Der Entwurf gefällt mir schon sehr gut, vielen dank. Mit welchem Programm hast du die Zeichnung gemacht ?
Bleibt nur noch die Frage mit der Hysterese. Normalerweise ist ja der Minuseingang des Komparators mit Hysterese auf Masse gelegt. In unserem Fall sind aber beide Eingangsspannungen variabel.
Wie bekomme ich es jetzt hin, dass eine Hysterese von z.B. 0,2 Volt entsteht ?

Komparator mit Hysterese:

 

[okke dillen]

hai!

Du willst ja einen komparator mit hysterese haben. also die beiden (aufbereiteten) rssi's über vorwiderstände in die op-eingänge rein und gut. nochn poti zu dem widerstand im gegenkopplungszweig und die hys ist einstellbar

das programm ist eagle von cadsoft. es gibt auch eine freeware-version

ich hab hier schommal zu dem thema noch ein paar gedanken geäußert

vllt könnte man das hier ja noch weiterverfolgen...?

viele grüße,
o.d.

 

[Steffen Graap]

mist , da ist mir doch eben mein frisch geschriebenes Post ins Nirvana gegangen, jetz muss ich es noch mal tippen

Als Schaltplan- & Layouteditor benutze ich EAGLE. Eine abgespeckte Freewareversion gibt es beim Hersteller.

An die Koparatoreingänge kommen einfach jeweils ein Spannungsteiler und dann sollte das funktionieren. Damit die Eingangsignale nicht belastet werden, sollte jedes Eingangssignal mit einem Impedanzwandler versehen werden. Beides habe ich mal in den Schaltplan eingezeichnet.

Der obrige Schaltplan dient nur als Funktionsplan und ist nicht vollständig. So müssen z.B.: die Koparatorausgänge an die Pegel der Logiceingänge angepasst werden.

Gruß Steffen

 

[Käpt'n Balu]

Das System mit dem Komparator mit Hysterese habe ich jetzt kapiert
Ich weiß allerdings noch nicht wie ích die erste mit der zweiten Schaltung verbunden kriege.
Es muss ja das "alte" stärkste Signal mit dem neuen verglichen werden.
Man müsste also quasi das alte Signal einmal anlegen und dann quasi irgendwie Speichern, oder denke ich da schon wieder zu kompliziert ?
Ich habe die besagt Stelle mal in der Schaltung markiert.

 

[okke dillen]

moin leute,

ich will euch jetzt echt nicht den wind aus den segeln nehmen, eher im gegentum, aber die betrachtung des rssi signals als einzige informationsquelle für die "güte" des empfangenen videosignals halte ich für nicht ausreichend!

grund:
stellt euch vor, euer flieger ist 500m weit weg. das rssi-signal, das zu EUREM flieger gehört ist also klein. nun fliegt ein ANDERER auf demselben band (garnichtmal demselben kanal!) in geringem abstand - sagen wir 100m - an einer anderen quadrantenantenne vorbei und was passiert? dessen feldstärke erzeugt einen dickeren rssi-wert und das diversity schaltet auf die von eurem flieger abgewandte antenne um! resultat: bild weg!

das rssi ALLEIN auszuwerten, funktioniert nur, wenn man als einziger weit und breit unterwegs ist.

abhilfe:
videosignal bewerten! habs zwar schonmal in einem anderen fred gepostet, aber in diesem hier isses besser aufgehoben...

--> gesucht werden also kriterien, die gut (=eindeutig) meßbar sind und sich proportional zur sog. "empfangsgüte" verhalten.

mein ansatz dazu wäre die bestimmung des flächeninhalts der h-syncs. sinkt deren flankensteilheit, dann tut sie das, weil die bandbreite des videosignals sinkt. und die bandbreite sinkt, weil die übertragungsgüte verluste hat. somit sinkt das flächenintegral der h-sync-pause und das ist bequem meßbar. hebt sich zudem noch der sync-boden, verstärkt das den effekt. der rx mit dem größeren flächeninhalt im h-sync gewinnt. so die idee.

das rssi signal entspricht dem agc-verstärker-pegel im rx, der die amplitude des empfangenen rohsignals annähernd konstant halten soll. damit wäre das rssi eigentlich disqualifiziert...
hoppla, das wollten wir ja gar nicht! aber es könnte ja als "frühwarnsignal" dienen, bevor die videoinformation unlesbar wird!
solange alle videosignale noch satt sync-fläche aufweisen, wird das höherwertige rssi-signal bevorzugt. spätestens jedoch sobald eines der beiden signale eine signifikante sync-flächenverkleinerung zeigt, wird zwangsumgeschaltet. quasi als letzte instanz.

es gäbe also 2 instanzen:
1. ist alles im grünen bereich, entscheidet der bessere rssi-wert
2. ist die abweichung der sync-flächen zu groß, ist das das umschaltkriterium, unabhängig vom rssi-wert.

alles unter der annahme/forderung, daß die "gefühlte" bildqualität proportional zum flächenintegral=flankenqualität des h-sync-signals ist, die man objektiv messen kann.

oder schieße ich jetzt über das ziel eines einfachen diversity hinaus? immerhin, alles beschriebene läßt sich mit analogtechnik lösen, ohne daß man was programmieren muß. firmwarelösungen (digital) sind eh zu langsam!

viele grüße,
o.d.

 

[Steffen Graap]

Hy
@ okke Dikken
Leider stecke ich noch nicht so weit in der Materie, das ich die 100% folgen könnte. Ich bin gerade dabei mir ein bodengebundenes Versuchsobjekt zu Bauen, und die ersten Komponenten (Billigkamera, Sender, Empfänger) trudeln so langsam ein. Vielleicht können wir uns in ein/zwei Monaten nochmals genauer über deine Theorie unterhalte, da ich auch auf der Suche nach einem brauchbaren Diversity & Trackingsystem bin. Das Trackingsystem vorzugsweise ohne GPS.

Aber zurück zum ursprünglichen Ansatz, ob der nun richtig funktioniert bleibt zu ermitteln. Da ich den Schaltplan nicht gespeichert habe, habe ich die ganzen Details ins Bild eingetragen.
Die zweite Schaltung ist schon Bestandteil der ersten, allerdings etwas detalierter gezeichnet. Die beiden Komparatoren N1A & N1B müssen durch die zweite Schaltung ersetzt werden. Für den Komparator N1C wird nur der Komparatorteil der der zweiten Schaltung benötigt, die Impedanzwandler sind ja schon in den Eingängen vorhanden.
Beim zeichnen des ersten Schlatplanes ist mir ein Fehler unterlaufen. Die Eingänge von U2x sind natürlich die Viedeosignale und nicht wie im Schlatplan dargestellt die RSSI-Signale.

Gruß Steffen

 

[Käpt'n Balu]

Ok, jetzt ist mir auch klar wo die Hysteresen hinmüssen. Jetzt habe ich noch die Frage wozu die Spannungsteiler vor den Komparatoreingängen sein sollen. Ist die volle RSSI Spannung zu hoch für normale Komparatoren oder hat das einen anderen Grund ?
@ Okke Dillen
Dein Ansatz mit den H-Syncs hört sich sehr interessant an. Kannst du da mal etwas genauer erklären wie man diese Flächen messen kann ?

 

[Vampyr]

Jetzt habe ich noch die Frage wozu die Spannungsteiler vor den Komparatoreingängen sein sollen. Ist die volle RSSI Spannung zu hoch für normale Komparatoren oder hat das einen anderen Grund ?

Das sieht mir mehr nach Differenzverstärker als nach Komparator aus, wenn der Wiederstand nicht zwische Ausgang und nichtinvertiertem Eingang sondern zwischen Out und invertiertem Eingang liegen würde und der Widerstand vom zweiten Eingang zur Masse nicht währe.

Mysteriös

 

[Steffen Graap]

Die Spannungsteiler sind dazu da, damit du zwei Spannungen miteinander vergleichen kannst. Du hast weiter oben ja das einfache Schaltbild eines Komparators mit Hysterese gezeichnet. Damit man aber nicht gegen Masse vergelichen muss wird am invertierenden Eingang ein Spannungsteiler von der Versorgungsspannung nach Masse angeschlossen mit dem die Vergelichsspannung eingestellt wird. Was spricht jetzt dagegen diesen Spannungsteiler nicht an die Versorgungsspannung, sondern als zweiten Vergleichseingang zu benutzen?

@Vampyr
prinzipiell hast du recht, das sieht einem Differenzverstärker schon sehr ähnlich, aber der feine Unterschied der vertauschten Eingänge macht eben den Unterschied.

 

[Vampyr]

Damit man aber nicht gegen Masse vergelichen muss wird am invertierenden Eingang ein Spannungsteiler von der Versorgungsspannung nach Masse angeschlossen mit dem die Vergelichsspannung eingestellt wird. Was spricht jetzt dagegen diesen Spannungsteiler nicht an die Versorgungsspannung, sondern als zweiten Vergleichseingang zu benutzen?

Für mich sprechen die Schwankungen in der Versorgungsspannung dagegen, wenn diese nicht über spawas oder ähnliches stabilisiert ist.

Ich würde ne Referenzspannung z.B. über Spannungsteiler und Z-Diode einstellen, mit der alle Spannungen verglichen werden, da die Widerstände ja auch schwanken.


Aber abgesehen von solchen Details würde ich mich wie in meinem ersten Post und dem wirklich guten Einwand von Okke erstmal mit der Grundidee beschäftigen, da so ein Diversity eben nicht mal eben ein einfacher Spannungsvegleich ist.

Hilfreich währen erstmal Ideen über die Art der Signalauswertung, wie sie Okke sehr gut angeführt hat und dann vllt ein kleines Struktugrämmchen oder ein Blockschaltbild um das Ganze mal zu fokusieren.
DANN und erst dann sollte man an einem Schaltplan rumbasteln

 

[Steffen Graap]

Damit man aber nicht gegen Masse vergelichen muss wird am invertierenden Eingang ein Spannungsteiler von der Versorgungsspannung nach Masse angeschlossen mit dem die Vergelichsspannung eingestellt wird. Was spricht jetzt dagegen diesen Spannungsteiler nicht an die Versorgungsspannung, sondern als zweiten Vergleichseingang zu benutzen?

Für mich sprechen die Schwankungen in der Versorgungsspannung dagegen, wenn diese nicht über spawas oder ähnliches stabilisiert ist.

Ich würde ne Referenzspannung z.B. über Spannungsteiler und Z-Diode einstellen, mit der alle Spannungen verglichen werden, da die Widerstände ja auch schwanken.

da hast du recht, so etwas sollte nur über eine stabilisierte Spannung gemacht werden. Ich wollte ja nicht ins Detail gehen, sondern nur die Herleitung der Schaltung erklären, und damit der Vergleichsspannungszweig nicht unbeschaltet ist, habe ich halt Versorgungsspannung geschrieben.

Zum zweiten Teil deines Post stimme ich dir auch zu. Aber wie schon weiter oben erwähnt, arbeite ich mich erst in die Materie ein. Der Schaltplan war nur ein Gegenvorschlag zu Käpt'n Balus Vorschlag und sollte eigentlich auch nur als Funktionsplan gesehen werden. Im Nachhinnein ist er halt etwas detalierter geworden.

Ein Versuchsaufbau nach der vorgeschlagenen Methode (eventuell mit nur zwei Eingängen) kann aber nicht schaden, daraus lassen sich bestimmt ein paar Erkenntnisse ableiten. Als fertiges Diversity würde ich das dann allerdings noch nicht bezeichnen.

Gruß Steffen

 

[Helimensch]

Leute,

würde an dieser Stelle auch ganz gerne auf ein recht naheliegendes Thema verlinken:
http://fpv-community.de/comm/forum/showthread.php?tid=507

Darin hatte u. a. Okke schon recht detailiert über einen Lösungsansatz geschrieben. Gehört sinngemäß hier mal als Verweis dazu.

Grüße
Mario

 

[okke dillen]

tach auch!

es geht weiter hier, ich bin kräftig am bauen (stadium: noch "schaltplanung") und suche noch nach einer alternative zum LM1881. hat da einer von Euch nen vorschlag dazu? der ist nämlich schon recht betagt und es könnte inzwischen nachfolger geben...besonders zum thema full-hd-support.
das diversity sollte nicht nur standard 4:3 können, sondern idealerweise auch hd und fullhd - so meine planung.

die bewertungsschaltung für das videosignal ist soweit fertig designed. je mehr ich drüber nachdenke (was auch bei der fortlaufenden umsetzung der anfänglichen idee in die schaltungsrealität nicht ausbleibt ), desto mehr komme ich zum schluß, daß die betrachtung des rssi-wertes immer uninteressanter wird. könnte sogar sein, daß ich das völlig außenvor lasse und dieser schaltungsteil wieder komplett rausfliegt. die bewertung der videoqualität erscheint mir inzwischen dermaßen gut, daß auf das "feature" rssi ganz verzichtet werden kann, ja sogar, daß es eher störend wirkt!

und das beste: die ganze schaltung ist immer noch komplett analog! kein (programmierbarer) digitalsch..ß!
da es eine integrierte lösung wird, also 2 empfänger und das diversity in einer box integriert sein werden (ähnlich dem iftrontech), kommt je empfänger eine 8stellige rssi-bargraph-anzeige dazu (denn die information selbst ist nicht völlig uninteressant), und eine kanalanzeige.
jeder empfänger behält seinen eigenen ausgang, zusätzlich zum okke-diversity, also wird es mindestens 3 rca-ausgänge geben. ich gedenke sogar, den diversity-ausgang zu verdoppeln, sodaß brille und dvr gleichzeitig angeschlossen werden kann.

das wären in summe allerdings 12 rca (=cinch) buchsen, zu je 1x CVBS, 1x AUDIO-L, 1x AUDIO-R. das belegt fast die komplette seitenwandfläche, uups :S:

naja mal sehn...

viele grüße,
o.d.


ps: achja, bitte meine eingängliche frage nicht vergessen! die hd-tauglichkeit hängt davon ab

 

[Steffen Graap]

Hy Okke

HD <-> Analog

Ich glaube nicht, das ein analoges HDV gibt, damit solltes auch den von dir gesuchten Chip nicht geben.
Bei Wikipedia mal nach HDV gesucht, da stand was von Verarbeitungsprozessor und MPEG-2.

allerdings ist das nur eine Vermutung von mir.

Gruß Steffen