Scanner Speed limit :) lesenswert

[rusher]

Liebe Laserfreunde

werft mal nen Blick auf den folgenden Link zu einem Artikel den ich heute, weil in der Arbeit sooo viel zu tun war , zufällig gefunden habe...aber wie immer, nicht das Kleingedruckte ganz Unten vergessen

http://www.famous-company.com/pm_nyquist.htm


schönen Abend noch

Gruß, Dave

[Dr.Ulli]

Thanks!
Interresting!

Grüße!

[sanaia]

Warum man hier mit dem nyquist-theorem argumentiert ist mir schleierhaft. Es geht ja nicht um die (re)produktion vom schwingungsformen, sondern um die ausgabegeschwindigkeit vom spannungswerten. Das nyquist-theorem lässt sich auf laserausgabe genauso gut anwenden wie die spektrale auflösungsgrenze auf SNOMs - nämlich gar nicht.

Daß scanner als resonanzfähige TP-systeme anzusehen sind ist eigentlich auch nicht gerade neu. Der denkfehler liegt darin, daß man davon ausgeht, daß jeder spannungswert proportional in einen pixel übertragen wird - was mitnichten so sein muss. Spannungswerte können auch gesetzt sein, um einen vektorpfad zu verbiegen - also den pfad zu modifizieren und nicht als pixel zu erscheinen. Außerdem hat man die stützpunktproblematik völlig übersehen, die daraus resultiert, daß die zeiten zum erreichen eines zielpunktes bei sprüngen, deren vektorkomponenten unegal sind unterschiedlich ausfallen, und somit gerade linien zu einem undefinierten etwas entarten lassen.

Weiterhin gilt: wo kein punkt, da keine farbe. Gerade für farbgradienten braucht man nunmal eine menge punkte. Soll die gescannte figur dann nicht flimmern, erreicht man zwangsläufig ausgaberaten, die nach diesem essay als 'unsinnig' einzustufen sind.

Take it with a grain of salt - würde der engländer sagen

[tschosef]

hai hai...

ja... interessanter artikel....... es is ja nur die Rede von GS und CT galvos.... Frage: weist du von wann dieser Artikel stammt?

Der Ansatz, das zu scannende Bild auf weniger Punkte zu reduzieren, um die Rechengeschwindigkeit der Soft zu erhöhen is interessant.

Das ganze geht aber auch von einem "Typischen Verhalten" für ... elektrische Komponenten (RC, RL, RLC Kreis, Verstärker, Filter) , aus.

Dem is aber bei Galvotreibern nicht zwangsläufig so. Ich hatte mal ein "ka 12 ähnliches" System hier. Das war von hausaus so gemacht, dass diese Grenzfrequenz, also die Frequenz, bei der die Amplitude der schwingung um 3dB sinkt, etwa bei 9 kHz lag.

Durch modifikationen konnte man dem System eine (gedämpfte) Resonanz verschaffen, bei etwa 14 kHz. Ergebniss ist ein Überschwingen der Ecken... aber im Mittel eine höhere pps Rate nach ILDA.

Wenn ein System sich so verhält, dass die Amplitude mit steigender Frequenz nur noch abnimmt, dann stimmt die angegebene Sichtweise aus dem Bericht wohl schon. Ob die 5 kHz noch aktuell sind, weis ich aber nicht.

Man kann das ganze auch aus anderer Sicht erklähren: Fouriersynthese- oder Analyse.

Das sagt ja aus: Man kann jede beliebige Wellenform durch eine Summe von Sinus- und Cosinusschwingungen reproduzieren.

Beispiel: Ein Rechtecksignal mit 1 Khz wird aus folgenden Komponenten gemacht (die Amplituden sind auf 1 genormt)

1 Khz Amplitude = 1
3 Khz Amplitude = 1/3tel
5 Khz Amplitude = 1/5tel
7 Khz Amplitude = 1/7tel..

usw..

Man sieht schon, für ein Rechteck brauchts alle ungeraden vielfachen Schwingungsfrequenzen der Grundfrequenz des Rechtecksignals, jeweils mit der passenden Amplitude 1/n . Um so mehr "Oberwellen" (so nennt man die) über das System gehen, desto genauer wird das Rechtecksignal dargestellt (reproduziert).

Hat man nun ein System, dass bei 5 kHz schon 3 db des Signals verliert, kann man somit das 1kHz Rechtecksignal nichtmehr brauchbar reproduzieren.
Man kann also kein Quadrat zeichnen, das 1000 mal pro sekunde dargestellt wird!! Man wird nur etwas verzogenes sehen!

Für die Augen reichen ja mehr als etwa 20-30 Bilder Pro Sekunde. Nehmen wir mal an, ein Rechtecksignal ist ab etwa 15 Oberwellen als solches zu "ertragen" (was aber wirklich schon hässlich ist)

Dann genügt für für die Darstellung der 30 Bilder Pro sekunde ein System, das eine Grenzfrequenz von 15*30Hz oder höher hat, also etwa 450 Hz. (die Ecken werden dann aber nicht schön sein)

Galvos sind aber meist besser, das wissen wir. Wir können ja auch deutlich komplexere Figuren als ein Rechteck zeichnen... Und desshalb brauchen wir ja auch die Stützpunkte, weil die Galvos sonst viel zu schnell am Ziel währen.

wer das mit der Fouriersynthese nicht glaubt, kann hier mal selber spielen:

http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=17
Vielleicht kennen auch noch manche von Euch diese alten Orgeln (Hammond und co) mit den Schieberegistern. Da macht man nix anderes als am Sound zu drehen, in dem man ne Fouriersynthese macht.
wer ganz viel lu lust hat kann mal mit den 8 Wellengeneratoren von HE-LS ein Rechecksignal basteln.. das geht nämlich auch

Das ganze Spielchen gilt natürlich auch für die Modulation der Laser!!! mein CNI soll ja mit10 Khz modulierbar sein! Aber:10KHz WASS???

Grenzfrequenz = 10 Khz??
Rechtecksingnal = 10 Khz??
da gibts keine genaue Aussage, von keinem Hersteller. Die währen ja auch doof, das zu sagen !

Gemessen hab ich eine Grenzfrequenz mit 8Khz... So gesehen ist ein "brauchbares" ein und ausschalten des Lasers ALLERHÖCHSTENS mit vielleicht 2 Khz möglich, so dass es noch annähernd einem Rechtechtsignal entspricht, also Laser An... gleichmäßig hellen Strich ziehen, Laser wieder aus. Der Strich wird dann aber schon Helligkeitsschwankungen haben.

Und so gesehen sind vieeele vieele Angaben, die uns bei xbay und Co. geboten werden einfach nur unbrauchbarer Müll...

CW Leistung eines Lasers... für uns eigentlich absolut uninteressant, weil Laser so gut wie niemals CW in einem Projektor laufen

pps von galvos... nur interessant wenn man die Bedingungen kennt, unter denen sie erreicht werden. Wer von Euch würde ein Auto kaufen, das 13 Städte pro Stunde schafft? Die erste Frage währe doch: "Wo?? In Australien, oder im Ruhrpott??"

Modulierbarkeit des Lasers in Hz... eigentlich kaum interessant, weil die gebotenen Werte teils unbrauchbar sind, wie oben beschrieben

So gesehen ist der Artikel wirklich interessant

viele Grüße
Erich

[Dr.Ulli]

Wäre es da nicht sinnvoll, folgendes anzugeben:
Ich gebe einen Sinus auf einen Scanner und messe, bei welcher Frequenz welcher Winkel überstrichen wird....z.B. 1kHz - 10° / 2khz - 4° usw...
Dann hab ich nichts mehr mit pps zu tun, sondern sehe direkt, wie stark der Scanner gedämpft ist..

Gruß!,
Ulli

[sanaia]

Hi tschosef,

das problem ist, daß bereits der grundgedanke des artikels vom ansatz her falsch ist. Das Nyquist-theorem - auch bekannt als abtast- oder samplingtheorem - gibt aussage über die höchste zu (re)produzierende, aus einem abtast- oder synthesevorgang stammende frequenz. Es hat *nichts* mit analogen filtersystemen zu tun (es gilt für digitale filter, aber nicht für analoge.) ! Außerdem steigt der THD wert, je weiter man sich mit der zu generierenden frequenz der nyquist frequenz nähert. Der anteil nichtharmonischer oberwellen im ausgegebenen signal steigt also an. Um das zu minimieren, verwendet man oversampling bei audiogeräten - nicht um die nyquist-frequenz hochzutreiben, sondern THD runter !

Scanner sind rückgekoppelte (bandpass)filtersysteme, die teils ziemlich resonant arbeiten, somit also hochgradig nichtlinear. Diese systeme reagieren sehr wohl auf frequenzen, die für sie eigentlich zu hoch wären - wobei deren einfluß aber, wie du schon sagtest, mit 1/n abnimmt. Dieser fakt ist die basis dafür, daß ein intelligenter DSP treiber ein galvopärchen mit angepassten signalen versorgen kann, so daß es genauigkeiten und geschwindigkeiten erreicht, die es eigentlich gar nicht kann. (da es dann aber permanent im overdrive gefahren wird, leidet logischerweise die lebensdauer darunter.

Die angabe von "grenzfrequenzen" ist bei laserkomponenten unsinnig. Eigentlich müsste man die rise- und fallzeiten angeben, die auch in den datenblättern der komponenten drinstehen.

[tschosef]

hai hai,

die auch in den datenblättern der komponenten drinstehen.

kommt auf den Hersteller an
gruß
Erich

[herkulase]

Hi,

entwickelt sich ja interessant, der topic! Nur als Hinweis, schaut euch mal die Seite genauer an, das erklärt schon einiges!

z.B.

http://www.famous-company.com/employees.htm

Viel Spaß

Gerald

[lightfreak]

ja... interessanter artikel....... es is ja nur die Rede von GS und CT galvos.... Frage: weist du von wann dieser Artikel stammt?

AFAIR stammt der Artikel von Bill Benner, aus der Zeit wo er den Turbotrack entwickelte.

Gruß

Simon

[rusher]

aus der Zeit wo er den Turbotrack entwickelte

das macht dann in Jahren

Thus, at 30,000 points per second, 60% of all points are wasted -- completely unnecessary!

meinen die damit das der Rest nur noch Wiederholung der anderen Punkte sind...also bezogen auf einzelne Figuren kann ich mir das schon denken, aber wenn man jetzt mal die Scanner richtig auslasten würde, sprich Rasterscanning?!

[pishtak]

Hallo,

Dieser artikel habe ich vor 2 jahren aus MEOS web runtergeladen.

Ehemalige link funktioniert nicht.
http://www.meos.com/PDF/ENP28.pdf

Es ist jetzt bei mir hier:
www.technoroam.sk/lasershow/downloads/ENP28.pdf

pishtak