Wie verhindert man bei 3 Drähten ein "Übersprechen"?
Also die Situation ist wie folgt: Ein uC hat an 2 Ausgängen je einen
langen Draht angeschlossen, ein dritter ist die Masse. 10m weiter gehen
die 2 Drähte auf den Eingang eines anderen uCs. Die Leitungen verlaufen
ungeschirmt parallel, teilweise auch umeinander gewickelt.
Nun will ich erreichen, dass wenn die eine Leitung schaltet, die andere
nicht beeinträchtigt wird, also habe ich
1) auf der Empfängerseite kleine Kondensatoren (1nF) gegen Masse
geschaltet
und 2) auf der Empfängerseite die internen Pull-up-S angeschaltet (der
Sende - uC schaltet die Ports auf 1 oder 0, als Ausgang konfiguriert)
reicht das? An der verlegten Leitung (altes Telefonkabel, nur 3 Adern
gucken aus der Wand) kann ich nichts ändern.. Ich will so im 5ms-Takt
Signale übertragen..
S1----- ... -------------+
|
S2----- ... ------c1--+ c2
| |
GND---- ... ----------+--+
pwm schrieb: > Wie verhindert man bei 3 Drähten ein "Übersprechen"? Am wirksamsten, da die Leitung ja nicht geändert werden kann, ist eine Begrenzung der Anstiegszeit. Dafür gibts ICs, z.B. tun das RS232C-Treiber, oder RC-Glieder, aber am Anfang der Strecke. Ich würde sowieso empfehlen, Treiber und Empfänger für RS232C oder wenigstens für 0..12V einzusetzen, es geht ja nicht nur um Übersprechen, sondern auch um externe Störungen. Es wäre auch von Vorteil, wenn die Signale synchron wären. Schalten sie immer zugleich, so wird zwar die Abstrahlung etwas grösser, aber dafür gibt es zwischen den Flanken eine stabile Zeitspanne für die Abtastung, in der sie sich nicht gegenseitig stören können. Georg
Hallo, > pwm schrieb: > Wie verhindert man bei 3 Drähten ein "Übersprechen"? z.B. durch Begrenzung der Bandbreite, also Anstiegegeschw. der flanken reduzieren -> Tiefpass und außerdem Sender und Empfänger an Kabelimpedanz anpassen (so gut wie es geht). > Also die Situation ist wie folgt: Ein uC hat an 2 Ausgängen je einen > langen Draht angeschlossen, ein dritter ist die Masse. 10m weiter gehen > die 2 Drähte auf den Eingang eines anderen uCs. Die Leitungen verlaufen > ungeschirmt parallel, teilweise auch umeinander gewickelt. Also eher statischer Betrieb? > Nun will ich erreichen, dass wenn die eine Leitung schaltet, die andere > nicht beeinträchtigt wird, also habe ich > 1) auf der Empfängerseite kleine Kondensatoren (1nF) gegen Masse > geschaltet Kann funktionieren, ist aber suboptimal. Die Kapazitäten am Ende einer langen Leitung sind auch nur eine Fehlimpedanz und können Reflexionen verursachen. Besser sind Reihenwiderstände z.B. 33 Ohm .... 100 Ohm und dann 1...10nF gegen Masse. Ein solcher RC-Tiefpass begrenzt die Flankensteilheit. > und 2) auf der Empfängerseite die internen Pull-up-S angeschaltet (der > Sende - uC schaltet die Ports auf 1 oder 0, als Ausgang konfiguriert) Ja, am Empfänger entweder PulUp oder Pulldown mit ca. 470 Ohm ... 1kOhm. Je mehr Strom fließt, desto mehr Leistung wird übertragen. Dadurch verbessert sich automatisch das Signal-Störverhältnis. > reicht das? An der verlegten Leitung (altes Telefonkabel, nur 3 Adern > gucken aus der Wand) kann ich nichts ändern.. Ich will so im 5ms-Takt > Signale übertragen.. Aha, also doch nicht statisch. Aber 200Hz sind eher unkritisch. Dann stelle den Tiefpass mit den Kond. so ein, dass die 5ms Impulse gerade so gut ankommen, also Tiefpass auf ca. 1...2 ms. Es reicht normal völlig aus, wenn der Pegel nach ca. 3..4ms auf ca. 90% einschwingt. Es kann auch ein annähernd Sinus überrtagen werden. Beim Empfänger ist aber evtl. ein Schmitt-Trigger empfehlenswert. Gruß Öletronika
Wie U.M. sagt, 200 Hz sind relativ unkritisch, einfach einen kleinen Widerstand (10 Ohm oder etwas mehr) und einen Kondensator dahinter, dann sollte das kein Problem sein. Du kannst auch einfach mal mit dem Oszi nachmessen, wie das Signal auf einem Draht aussieht, wenn auf dem anderen was ist.
Nimm doch einen RS422 transreceiver, oder CAN, das geht auch auf den schlechtesten Leitungen
Ok, die o.g. Widerstände werde ich noch einbauen. Danke für Eure Erläuterungen!
Ach ja, eine Frage noch zur Sicherheit: Die Widerstände für den Tiefpass
könnte ich doch auch auf die Empfängerseite bauen, oder? also so (M wäre
der Messpunkt):
S1----- ... ---------R2--M2--+
|
S2----- ... --R1--M1--c1--+ c2
| |
GND---- ... --------------+--+
auf extra Pull-ups (außer den internen) würde ich erst mal verzichten,
sonst wird mein Messpunkt wohl nicht mehr "low genug" um als 0 erkannt
zu werden.
Nein, das geht so:
1 | 47 Ohm |
2 | S1---[===]---+---------...------------ |
3 | | |
4 | === 1nF |
5 | | |
6 | GND----------+---------...------------ |
Stefan Us schrieb: > Nein, das geht so: Ja, und nur so. 100 Ohm (statt 50) sind ein guter Kompromiss für die etwa zu erwartende Leitungsimpedanz.
pwm schrieb: > Die Widerstände für den Tiefpass > könnte ich doch auch auf die Empfängerseite bauen, oder? Das ist natürlich völlig unsinnig. Es sollen ja die Signale auf dem Kabel verlangsamt werden, nicht am Empfänger. Georg
Mal eine ernstgemeinte Frage: Was sollen denn 47 Ohm Widerstände an einem 5V Ausgang eines Mikros, der in der Regel sowieso max. 20-30 mA treiben kann ? Und warum sollte man bei 200 Hz nennenswert Leitungsanpassung betreiben? Bei 200 Hz spielen doch Reflexionen keine Rolle. Ich würde auf der Empfangsseite einen 1kOhm bis 10 kOhm Widerstand einbauen, der filtert in Kombination mit der Eingangskapazität kurze Störungen raus (auch solche von ganz woanders) und gut. Gruss Axel
Axel Laufenberg schrieb: > Ich würde auf der Empfangsseite einen 1kOhm bis 10 kOhm Widerstand > einbauen, der filtert in Kombination mit der Eingangskapazität kurze > Störungen raus (auch solche von ganz woanders) und gut. Also so wie ich oben gezeichnet habe, oder anders? (08:29) S1----- ... ---------R2--M2--+ | S2----- ... --R1--M1--c1--+ c2 | | GND---- ... --------------+--+ Nicht, dass ich den Empfehlungen nicht folgen will, aber ich habe im Empfänger viel mehr Platz..
pwm schrieb: > Nicht, dass ich den Empfehlungen nicht folgen will, aber ich habe im > Empfänger viel mehr Platz.. In der Garage ist sicher noch mehr Platz, nagel dort ein paar Widerstände an die Wand. Wert ist egal. Georg
Georg schrieb: > In der Garage ist sicher noch mehr Platz, nagel dort ein paar > Widerstände an die Wand. Wert ist egal. > > Georg Bist Du 'n Mädchen oder warum so schnell beleidigt? Ich frage ja nur, ob ich Axels Vorschlag richtig verstanden habe..
pwm schrieb: > Nicht, dass ich den Empfehlungen nicht folgen will, aber ich habe im > Empfänger viel mehr Platz.. Ich denke du brauchst hier keine weiteren Fragen zu stellen da du es sowieso so machst wie du willst. Kompetenten Leuten aus dem Internet zufolge kann man auch Wäscheleinen als Datenübertragungsmedium nutzen.
pwm schrieb: > Ich will so im 5ms-Takt > Signale übertragen.. Mal wegen der 200 Hz Sache nachgefragt. Beziehen sich die 5 Millisekunden auf die Zeitabstände der Datenpakete oder ist das auf die Bitrate bezogen, genauer gesagt auf die Baudrate?
Leitungsdenker schrieb: > da du es sowieso so machst wie du willst. Ja logisch. Ich würde ja beide Varianten ausprobieren, wenn ich wüsste, dass ich Axel richtig verstanden habe. Leitungsdenker schrieb: > kann man auch > Wäscheleinen als Datenübertragungsmedium nutzen Klar, warum nicht - viele haben einen Kern aus Draht.. Carsten R. schrieb: > Beziehen sich die 5 Millisekunden auf die Zeitabstände der Datenpakete 5ms ist der kürzeste Schaltabstand, d.h. die Leitung ist erst 5ms oder länger high, dann 5ms oder länger low usw.
pwm schrieb: > Axel Laufenberg schrieb: >> Ich würde auf der Empfangsseite einen 1kOhm bis 10 kOhm Widerstand >> einbauen, der filtert in Kombination mit der Eingangskapazität kurze >> Störungen raus (auch solche von ganz woanders) und gut. > > Also so wie ich oben gezeichnet habe, oder anders? (08:29) > > S1----- ... ---------R2--M2--+ > | > S2----- ... --R1--M1--c1--+ c2 > | | > GND---- ... --------------+--+ > > > Nicht, dass ich den Empfehlungen nicht folgen will, aber ich habe im > Empfänger viel mehr Platz.. Genau. Gruss Axel
Leitungsdenker schrieb: > pwm schrieb: >> Nicht, dass ich den Empfehlungen nicht folgen will, aber ich habe im >> Empfänger viel mehr Platz.. > > Ich denke du brauchst hier keine weiteren Fragen zu stellen > da du es sowieso so machst wie du willst. > > Kompetenten Leuten aus dem Internet zufolge kann man auch > Wäscheleinen als Datenübertragungsmedium nutzen. Beantworte doch mal meine Frage. Was für einen Effekt erwartest Du von einem 47 Ohm Widerstand, der am 10 mA Ausgang eines Mikros hängt und ein Signal mit > 5 Millisekunden Dauer treibt ? Das würde mich wirklich interessieren. Ich würde den Effekt als vernachlässigbar bezeichnen, aber ich kann mich durchaus irren. Gruss Axel
Axel Laufenberg schrieb: > Was für einen Effekt erwartest Du von > einem 47 Ohm Widerstand, der am 10 mA Ausgang eines Mikros hängt und ein > Signal mit > 5 Millisekunden Dauer treibt ? Der Effekt heisst Leitungsabschluss durch Längswidestand an der Quelle. Wenn die Leitung nicht irgendwie geartet durch Terminierung bedämpft wird können sich Leitungsreflexionen ergeben (oft auch als Klingeln bezeichnet) welche Doppel- oder Mehrfachtriggerungen an einer einzigen Flanke beim Empfänger auslösen können.
pwm schrieb: > Ich will so im 5ms-Takt > Signale übertragen. Also willst Du alle 5ms den Zustand der Leitungen wechseln? Deine Definition ist leider ungenau. Wenn Du synchron alle 5ms arbeitest, könntest Du am einfachsten das Samplen am Empfänger um 2,5ms verzögern, nachdem Du einen Zustandswechsel an einen der Leitungen erkannt hast. Es fehlen leider ein paar Angaben, was Du genau möchtest...
Project HC schrieb: > Es fehlen leider ein paar Angaben, was Du genau möchtest... Was sind das für Signale? Clock und Data? Zweimal Data, die im Empfänger gesampelt werden?
Kann mir mal jemand erklären, warum ein Tiefpass direkt am Empfänger nicht funktioniert? Punkt A Wenn Signale auf der Leitung übersprechen, dann sind das Hochfrequenzanteile! Schließlich ist die Kapazität zwischen den Leitungen extrem klein. Es ist nun aber vollkommen egal ob die übersprechen, wenn sie am Empfänger herausgefiltert werden. Punkt B Reflexionen betreffen ebenfalls die HF-Anteile des Signals. Wenn ich am Empfänger einen Tiefpass anbringe, so kommen dort auch keine reflektierten Signale zum Tragen. Und Klingeln kann da auch nichts, denn das Klingeln hat eine so hohe Frequenz, dass die durch den Tiefpass weggefiltert wird. Und das sollte bei NF doch nun wirklich gar kein Problem darstellen... --> Bitte korrigieren wenn ich falsch liege.
Experte schrieb: > Wenn Signale auf der Leitung übersprechen, dann sind das > Hochfrequenzanteile! > Schließlich ist die Kapazität zwischen den Leitungen extrem klein. Ich hab so Werte von 50 pf pro Meter im Kopf, das wären bei 10m 500pf. Das würde ich nicht als klein bezeichnen. MfG Klaus
Experte schrieb: > Kann mir mal jemand erklären, warum ein Tiefpass direkt am Empfänger > nicht funktioniert? Beim Empfänger schon, aber nicht bei der 10 Meter langen Sendeantenne die Du Leitung nennst. Man dämpft zunächst einmal möglichst in der Nähe der Ursache, also beim Sender. Wenn du dir Gedanken über das Übersprechen machst, wer sagt denn daß die Störung bei der Nachbarleitung Halt macht? Falls man mit eingefangenen Störungen Probleme haben sollte sind zusätzliche Maßnahmen sinnvoll. Axel Laufenberg schrieb: > Mal eine ernstgemeinte Frage: > Was sollen denn 47 Ohm Widerstände an einem 5V Ausgang eines Mikros, der > in der Regel sowieso max. 20-30 mA treiben kann ? Im Prinzip hast du da theoretisch recht. Aber de 47 Ohm kommen zusätzlich zum Innenwiderstand der Pins und irgendwie ist ein hartes Aufschalten auf eine so lange Leitung bei der nur die Lieferfähigkeit des Pins als Begrenzung dient ein wenig unschön, besonders auf Dauer gesehen mit vielen Schaltvorgängen. Je eine Ferritperle pro Ader sollte auch helfen. Sollte man bei derartig langen ungeschirmten Leitungen nicht auch bei Ausgängen auf die Empfangswirkung achten, besonders da sie teilweise nicht einmal verdrillt sind?
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Leitungsdenker schrieb: > Axel Laufenberg schrieb: >> Was für einen Effekt erwartest Du von >> einem 47 Ohm Widerstand, der am 10 mA Ausgang eines Mikros hängt und ein >> Signal mit > 5 Millisekunden Dauer treibt ? > > Der Effekt heisst Leitungsabschluss durch Längswidestand an > der Quelle. Wenn die Leitung nicht irgendwie geartet durch > Terminierung bedämpft wird können sich Leitungsreflexionen > ergeben (oft auch als Klingeln bezeichnet) welche Doppel- > oder Mehrfachtriggerungen an einer einzigen Flanke beim > Empfänger auslösen können. Das wäre aber nur relevant, wenn eine der Leitungen tatsächlich ein Takt wäre, allerdings scheint mir das nicht der Fall zu sein, jedenfalls schrieb er was von mindestens 5ms, aber auch deutlich länger. Da würde ich mir bei 10m Länge wesentlich mehr Sorgen machen, dass die Leitung sich sonstwie irgenwelche Störungen einfängt. Das würde ich eher digital filtern (Mehrfachabtastung). Als Low-Cost Variante zusätzlich am Empfänger einen relativ grossen Widerstand (1k - 10k), der einerseits als Schutz wirkt, zum Anderen im Zusammenhang mit der Eingangskapazität des Pins als Tiefpass und ausserdem dürfte er die Reflexionen dämpfen. Gruss Axel
Axel Laufenberg schrieb: > an einer einzigen Flanke beim >> Empfänger auslösen können. > > Das wäre aber nur relevant, wenn eine der Leitungen tatsächlich ein Takt > wäre, allerdings scheint mir das nicht der Fall zu sein, jedenfalls > schrieb er was von mindestens 5ms, aber auch deutlich länger. Wenn man nun nicht wörtlich "an einer Flanke" klebt muß man nicht auf einen Takt kommen. Eine gesendetet Fsignalflanke kann beim Empfänger als mehrere Flanken ankommen. Was daraus wird hängt von der nachfolgenden Schaltung und eventuell Software zur Auswertung ab. Störend wäre das allemal, auf die eine oder andere Art und Weise. Den Flankenanstieg zu begrenzen ist eine bewährte Methode, begrenzt aber natürlich auch die Signalrate je nach Übertagungsverfahren. Das sollte aber in diesem Fall kein Problem sein wenn man es nicht übertreibt. Hinzu kommt die schon genannte Antennenwirkung. Aber im Moment betreiben wir hier Trockenschwimmen.
Hallo, ich kann dir deine Fragen gern beantworten. > Axel Laufenberg schrieb: > Mal eine ernstgemeinte Frage: > Was sollen denn 47 Ohm Widerstände an einem 5V Ausgang eines Mikros, der > in der Regel sowieso max. 20-30 mA treiben kann ? Das wurde eigentlich schon begründet. a) Der Reihenwiderstand in Verbindung mit der Kabelkapazität und auch mit zusätzlichen Kond. als R-C-Glied stellen einen Tiefpass dar. b) Solch ein Reihenwiderstand ist auch eine Anpassung an die Leitungsimpedanz. Damit können rücklaufende Refexionen verringert werden. > Und warum sollte man bei 200 Hz nennenswert Leitungsanpassung betreiben? > Bei 200 Hz spielen doch Reflexionen keine Rolle. Die 200 Hz sind zwar die Nutzfrequenz zur Datenüberrtagung, aber relevant für die Bewertung sind hier primär die Anstiegeszeiten der Signalflanken. Diese können auch bei einem 1Hz Rechteck bis in den Bereich von GHz gehen, weil eben die Flanken im Bereich von wenigen ns bis einigen 10ns liegen. Das führt dann eben zu diversen HF-Effekten auf den Leitungen, wie Reflexionen, Übersprechen, Störabstrahlung. Eine Leitungslänge von Lambda/4 wäre schon eine gute Antenne. Das entspräche aber einer Frequnz von etwas über 5MHz. > Ich würde auf der Empfangsseite einen 1kOhm bis 10 kOhm Widerstand > einbauen, der filtert in Kombination mit der Eingangskapazität kurze > Störungen raus (auch solche von ganz woanders) und gut. Das wird auch durchaus funktionieren. Aber die Leitung ist dann trotzdem ein elender Störsender für jede Frequenz über ca. 5MHz. Das muss doch nicht sein! Gruß Öletronika
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