Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik RJ45 Übertrager ohne MAC+PHY ansteuern (für I²S) ?


von Dirk B. (freaxx)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Moin,

mir schwebt vor eine I²S Übertragung (galv. isoliert) über 
Ethernet-Kabel zu realisieren.
(also 3 Adernpaare ggf. sogar 4 für einen optionalen Masterclock)

Nun gibt es ja schöne RJ45-Buchsen mit integrierten Übertragern für 
"1000 base T" mit 4 Adernpaaren (siehe Anhang).

Da ich ja keine Ethernet-Datenframes (TCP/IP/UDP) übertragen will,
benötige ich doch eigentlich auch keinen MAC u. PHY dafür, oder ?

Könnte ich nicht einfach eine Art Treiberstufe zwischen meinem 
IC-Ausgang (I²S) [5V-Pegel] und den niederohmigen Übertragern in der 
RJ45-Buchse einsetzten ?

Wenn ja, wie müsste das aussehen ?

_____________________________________________________________
(Ich meine sogar ich hätte hier vor Jahren sogar schon mal so einen 
Beitrag gesehen, finde den per Suchfunktion aber nicht...)

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Friedo B. (freaxx)

>Da ich ja keine Ethernet-Datenframes (TCP/IP/UDP) übertragen will,
>benötige ich doch eigentlich auch keinen MAC u. PHY dafür, oder ?

Nein.

>Könnte ich nicht einfach eine Art Treiberstufe zwischen meinem
>IC-Ausgang (I²S) [5V-Pegel] und den niederohmigen Übertragern in der
>RJ45-Buchse einsetzten ?

Sicher. Ein einfaches CMOS-Gatter reicht.

Das Problem ist aber, das ein Übertrager keine Gleichspannung übertragen 
kann. Also MUSS dei Datenstrom gleichspannungsfrei sein. Ein normaler 
I2S Datenstrom ist es nicht. Ausserdem hast du dort 3 Signale, Clock, 
Data, Frame. Man könnte I2S in SPDIF wandeln, dann ist es 
gleichspannungsfrei und besteht nur noch aus einem Datenstrom, welcher 
alle Informationen enthält.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Das grösste Problem dabei wird die LRCLK sein, denn die ist im Vergleich 
zu SDData, SDClk und MClk sehr niederfrequent und deshalb von den 
Ethernet Übertragern nur schwer zu vermitteln (ist ja typisch nur so 
gross wie die Samplerate). Kannst du nicht irgendwie S/PDIF nehmen? 
Damit reduziert sich nicht nur die Anzahl der benötigten Aderpaare, 
sondern auch der Anspruch an die Übertrager. Und es geht sogar über 
Lichtleiter...

Friedo B. schrieb:
> benötige ich doch eigentlich auch keinen MAC u. PHY dafür, oder ?

Nö, die brauchst du natürlich nicht. Einige kräftigere Treiber wie HC244 
sollten dazu reichen. Ich treibe für S/PDIF einen Ethernet Übetrager mit 
einer Quick&Dirty Schaltung mit Gegentakt aus einigen parallel 
geschalteten Gattern aus dem 74HC14. Genauer, ein Gatter erzeugt das 
invertierte Signal und jeweils 2 Gatter sind parallel als Treiber auf 
den Trafo geschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Dirk B. (freaxx)


Lesenswert?

hmmm... ihr habt natürlich recht mit dem DC bzw. langsamen LRCLK

also wenn ich annehme 44,1kHz und 16bit
dann habe ich:
44,1kHz × 16 × 2 = ca.1,4 MHz BitClock (SDClk), richtig ?

und bei 192kHz und 24bit
hätte ich dann:
192kHz x 24 x 2 = ca. 9,2 MHz SDClk ?

und der LRCLK ist im ersten Fall 44,1kHz und im zweiten Fall 192kHz,
habe ich das richtig verstanden ?

und 192kHz reicht immer noch nicht, um durch den Übertrager zuverlässig 
übertragen zu werden ?
;-)

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Friedo B. schrieb:

> und 192kHz reicht immer noch nicht, um durch den Übertrager zuverlässig
> übertragen zu werden ?

Welchen Teil von "gleichspannungsfrei" hast Du nicht verstanden?

Du hast doch eine funktionierende Lösung genannt bekommen: SPDIF 
(single-ended) oder AES/EBU (symmetrisch). Das gibts seit Jahrzehnten 
und funktioniert einwandfrei. Und wenn Du AES/EBU nimmst, dann nimm 
bitte auch die üblicherweise dafür verwendeten XLR-Buchsen und Stecker.

fchk

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Friedo B. (freaxx)

>und der LRCLK ist im ersten Fall 44,1kHz und im zweiten Fall 192kHz,
>habe ich das richtig verstanden ?

Ja.

>und 192kHz reicht immer noch nicht, um durch den Übertrager zuverlässig
>übertragen zu werden ?;-)

Doch, das reicht. Siehe hier.

Beitrag "Re: galvanisch getrennt DC/DC 3V/1mA"

von Dirk B. (freaxx)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:
> Welchen Teil von "gleichspannungsfrei" hast Du nicht verstanden?
sorry, ich habe das wirklich falsch verstanden.
Die Takte kann man natürlich übertragen
das Grundproblem ist aber, dass der Datenstrom selbst (SDData) durch die 
fehlende Leitungscodierung (BMC/Manchester) nicht "gleichspannungsfrei" 
ist.

Falk Brunner schrieb:
> Doch, das reicht. Siehe hier.
> Beitrag "Re: galvanisch getrennt DC/DC 3V/1mA"
sehr interessant, vielen Dank !

: Bearbeitet durch User
von Audio Hans (Gast)


Lesenswert?

Hat das Projekt funktioniert? Ich suche gerade auch nach einen 
alternativen Übertragungsweg dieser Art - allerdings direkt für SPDIF

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Audio Hans schrieb:
> allerdings direkt für SPDIF

Das ist lange nicht so kompliziert. Entweder nimmst du das von der Norm 
schon vorgesehene Koaxkabel oder du balancierst mit Übertragern auf ein 
symmetrisches Pärchen deiner CAT Leitung.
Als Übertrager habe ich mit Erfolg die kleinen Dinger aus Ethernet 
Karten verwendet, siehe oben.
Am Ende dann halt wieder so einen Übertrager. Evtl. ist es da nötig, 
einen kleinen Aufholer ranzubauen, musst du dann mal sehen.

: Bearbeitet durch User
von Uwe B. (uwe_beis)


Lesenswert?

Folgendes müsste gehen:

Die S/PDIF-Signale werden differenziert (RC-Hochpass), so dass ein bei 
einer Flanke entstehender Puls deutlich kürzer als eine Bit-Zeit ist. 
Das Signal ist dann ausreichend DC-frei und hat nur noch hochfrequente 
Anteile, was auch die Probleme von niederfrequenten Takten über 
"hochfrequente" Trafos löst.

Auf der Empfängerseite arbeitet ein Schmitt-Trigger mit 
Schwellspannungen symmetrisch zu 0 (bzw. zwei Komparatoren mit einem 
R/S-Flip-Flop).

Ähnliches wird bei galvanisch getrennter Ansteuerung von MOSFETs 
gemacht, nur noch einfacher: Die positiven Pulse laden einen Kondensator 
über eine Diode auf, die negativen entladen ihn über einen Transistor 
wieder.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Uwe Beis schrieb:
> Das Signal ist dann ausreichend DC-frei

Uwe, S/PDIF ist doch von vorneherein DC-frei. Es ist wirklich einfach, 
das so über einen Ethernet Übertrager zu schicken, das mache ich mit 
meinem selbstgebritzelten Bassverstärker mit DSP schon seit Jahren so. 
Das Signal geht dann auf einen Coax S/PDIF unserer Audiokarten. Ich habe 
nen S/PDIF Ausgang am Amp, weil wir notorisch zuwenig Analogeingänge auf 
der Aufnahmemaschine haben.

Wohlgemerkt, das hat mit dem Ausgangsposting (I2S Signale betreffend) 
nichts zu tun, die neue Frage war, wie man das mit Standard S/PDIF 
macht. Und das ist ein Biphase Signal:
https://en.wikipedia.org/wiki/S/PDIF

von Uwe B. (uwe_beis)


Lesenswert?

Matthias Sch. schrieb:
> Uwe Beis schrieb:
>> Das Signal ist dann ausreichend DC-frei
>
> Uwe, S/PDIF ist doch von vorneherein DC-frei. Es ist wirklich einfach,

Autsch, ich wollte natürlich I2S schreiben.... Das sollte mir eigentlich 
nicht passieren!

Dann hätte ich besser auch dazu schreiben sollen, dass nicht nur das 
Datensignal, sondern mindestens auch der L/R-Clock derart getrennt 
werden könnte bzw. müsste. Der Bitclock geht vielleicht auch ohne eine 
solche Maßnahme über den Trafo - das kommt auf den Trafo an. Und auf die 
niedrigste Abtastrate.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.