Hallo zusammen Wir haben in der Schule gerade das Thema Kommunikationstechnik und ich komm dort nicht so richtig vorwärts.Die folgenden Frage bezieht sich auf eine Schnittstelle mit 38‘400 Baud; 8 Daten-Bit, ohne Parity und einem Stop-Bit. Ausserdem ist eine Signalfolge gegeben, bei der sich der 0 und 1 Pegel abwechseln. Welche Frequenz hat das Rechtecksignal (siehe Baud-Rate )? Ich hab keinen Schimmer wie man das ausrechnet^^? Welche Formel muss man hier einsetzen? Gruss
Markus M. schrieb: > Welche Frequenz hat das Rechtecksignal (siehe Baud-Rate )? Kommt drauf an, was übertragen wird. Bei 0101010101 beträgt die Frequenz die Hälfte der Baudrate. Bei 0000000000 sehe ich gar keine Frequenz, dito bei 111111111. Bei 001001001 sind dann wieviel kHz?
Dies ist ein Byte (Start-Bit, 8 Daten-Bits, Stop-Bit):
1 | _ _ _ _ _ |
2 | |_| |_| |_| |_| |_| |
Die Länge eines Bits ist eine 38400-tel Sekunde. Das Ausrechnen der Frequenz ist trivial, man muss nur verstanden haben, was genau mit der Frequenz gemessen wird. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Frequenz . Bei einer Rechteck-Welle entspricht eine Periode nicht einem Bit.
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Markus schrieb: > Kommt drauf an, was übertragen wird. Das ist doch bis auf die Dauer der 0- und 1-Pegel klar. Markus M. schrieb: > Ausserdem ist eine Signalfolge gegeben, bei der sich der 0 und > 1 Pegel abwechseln. Auch sollte man Baudrate und Symbolrate nicht durcheinander schmeißen. Für die Frequenz ist die Symbolrate entscheidend. Bei einem Bit pro Symbol ist die einfach aber gleich der Baudrate, so dass man da nicht groß rechnen muss ;-)
Markus schrieb: > Bei 0101010101 beträgt die Frequenz die Hälfte der Baudrate. > Bei 0000000000 sehe ich gar keine Frequenz, dito bei 111111111. ??? > Bei 001001001 sind dann wieviel kHz? immer noch genauso, meintest du etwa 1100110011 ?
Joachim B. schrieb: > ??? > >> Bei 001001001 sind dann wieviel kHz? > > immer noch genauso, meintest du etwa > > 1100110011 ? Dann definiere man zuerst, was man mit Frequenz meint. Die Frage war: Welche Frequenz hat das Rechtecksignal (siehe Baud-Rate )? Welches Rechtecksignal zustande kommt, hängt von der übertragenen Bitfolge ab.
Markus schrieb: > Kommt drauf an, was übertragen wird. Richtig. > Bei 0101010101 beträgt die Frequenz die Hälfte der Baudrate. Falsch. Das sind 10 Bit, die kannst du nicht über 8N1 senden. Richtig wäre gewesen: 10101010 = (LSB first!) 0b01010101 = $55 = 85 = 'U' > Bei 0000000000 sehe ich gar keine Frequenz, dito bei 111111111. Auch falsch. Der Trick einer UART ist die Wortsynchronisation durch Start- und Stop-Bits. Das Startbit ist immer logisch Low, das Stopbit ist immer logisch high. In jedem Wort gibt es also immer mindestens einen Pegelwechsel zu Beginn des Startbits. Und zusätzlich mindestens noch einen weiteren, der bei den von dir gepostetenen Beispielen entweder am Beginn des Stopbits (0b00000000) oder am Ende des Startbits (0b11111111) erfolgt. Die Frequenz ist in beiden Fällen gleich, nämlich Baudrate/10, nur das Tastverhältnis variiert (1:10 bzw. 9:10). Oder anders ausgedrückt: Keine Frequenz (f=0/"DC") kann man niemals dadurch erzeugen, dass man irgendwelche normalen Daten sendet. Das geht nur, indem man entweder nix sendet, dann ist der Kram IDLE (konstant logisch high) oder indem man einen BREAK sendet, dann ist der Kram konstant logisch low (für die Dauer des BREAK, mindestens eine Datenwortlänge).
Markus M. schrieb: > Ich hab keinen Schimmer wie man das ausrechnet^^? Welche Formel muss man > hier einsetzen? Da muss man erst mal nicht einfach Werte in "eine fertige Formel aus der Formelsammlung einsetzen", sondern "Nachdenken"... Joachim B. schrieb: > Markus schrieb: >> Bei 0101010101 beträgt die Frequenz die Hälfte der Baudrate. >> Bei 0000000000 sehe ich gar keine Frequenz, dito bei 111111111. > ??? >> Bei 001001001 sind dann wieviel kHz? > immer noch genauso Ich würde da 1/3 der Taktfrequenz messen, genausoe wie bei 110110110 > meintest du etwa 1100110011 ? Das ergibt dann 1/4 der Taktfrequenz genauso wie 100010001000 und 111011101110 ... Markus schrieb: > Markus M. schrieb: >> Welche Frequenz hat das Rechtecksignal (siehe Baud-Rate )? > Kommt drauf an, was übertragen wird. > Bei 0101010101 beträgt die Frequenz die Hälfte der Baudrate. Und übertragen wurde dabei 10101010, denn die erste 0 von 0-10101010-1 ist das Startbit, die letzte 1 das Stopbit... > Bei 0000000000 sehe ich gar keine Frequenz, dito bei 111111111. Weil aber immer mindestens ein Startbit dabei ist, ist die niedrigste erreichbare Frequnez bei dauernder Übertragung 1/10 der Baudrate: 0-11111111-1 und 0-00000000-1 EDIT: Pech, Zweiter... ;-)
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Danke für die vielen Antworten :) Es ist egal ob die Zeichenfolge mit 0 oder 1 beginnt, es ist einfach abwechselnd. Also vier Nullen und vier Einsen. Darum würde ich einfach rechnen: Baud/2 = 38‘400/ 2 = 19200 Hz.
Lothar M. schrieb: >> meintest du etwa 1100110011 ? > Das ergibt dann 1/4 der Taktfrequenz genauso wie 100010001000 und > 111011101110 ... sicher? wenn 2 oder mehr aufeinander folgende Bits gleich und danach genauso 2 oder mehr aufeinander folgende Bits anders sind dann ändert sich doch die Frequenz, wenn es nur 1 Bit 0 oder 1 auf mehr Bits 0 oder 1 gibt hat man eine PWM aber immer noch dieselbe Frequenz. Bei PWM ändert die sich ja auch nicht nur das 0 1 Verhältnis.
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Markus M. schrieb: > Danke für die vielen Antworten :) > Es ist egal ob die Zeichenfolge mit 0 oder 1 beginnt, es ist einfach > abwechselnd. Durchaus nicht! Denn wenn das Bitmuster 10101010 ist, dann kommt bei andauernder Übertragung wegen des Startbits=0 und des Stopbits=1 dieser Bitstrom heraus: 101010101010101010101010101010 Mal mit #=1 und _=0 untereinander geschrieben: #_#_#_#_#_#_#_#_#_#_#_#_#_#_#_ Und wenn das zu übertragende Bitmuster 01010101 ist, dann ergibt sich 001010101100101010110010101011 __#_#_#_##__#_#_#_##__#_#_#_## Und damit ist die Grundfrequenz nur 1/10 der Taktfrequenz (denn mit 1/10 der Taktfrequenz wiederholt sich das gesamte Bitmuster). Allerdings gibt es viele recht hässliche Oberwellen... > Also vier Nullen und vier Einsen. > Darum würde ich einfach rechnen: Baud/2 = 38‘400/ 2 = 19200 Hz. Joachim B. schrieb: > Lothar M. schrieb: >>> meintest du etwa 1100110011 ? >> Das ergibt dann 1/4 der Taktfrequenz genauso wie 100010001000 und >> 111011101110 ... > sicher? Ja.
1 | #___#___#___ |
2 | ##__##__##__ |
3 | ###_###_###_ |
Leicht erkennbar, dass sich die Sache mit der selben Häufigkeit
(=Frequenz) wiederholt. Der einzige Unterschied ist das Tastverhältnis.
Einen Schritt weiter in richtung Musik: dieses geänderte Tastverhaltnis
ergibt andere Oberwellen und damit einen anderen Klang. Aber die
Tonhöhe und damit die Frequenz ist die selbe.
> Bei PWM ändert die sich ja auch nicht nur das 0 1 Verhältnis.
Bei einer korrekt aufegbauten PWM ändert sich entweder die Frequenz
oder das Tastverhältnis. Bei einer einfachen PWM ergeben sich
Wechselwirkungen.
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Lothar M. schrieb: > Joachim B. schrieb: >> Lothar M. schrieb: >>>> meintest du etwa 1100110011 ? >>> Das ergibt dann 1/4 der Taktfrequenz genauso wie 100010001000 und >>> 111011101110 ... >> sicher? > Ja. ich weiss ja nicht,vermutlich meinen wir das selbe aber du drückst dich sehr unglücklich aus. eine reine 1 0 Folge ist halbe Baudfrequenz eine reine 11 00 Folge ist dann drittel Baudfrequenz eine reine 111 000 Folge ist dann viertel Baudfrequenz soweit stimme ich zu Mit Nachdenken stimme ich zu: eine 1 000 Folge ist eine viertel Baudfrequenz mit schiefem Tastverhältnis . Weil aber Start und Stoppbit die schönen Folgen versauen hat man Jitter. Mit diesem "Jitter" konnte sogar RC5 umgehen als Pofahl seine IRDEO FB am UART presentierte. http://pofahl.de/irdeo/irdeoqa.htm
Joachim B. schrieb: > ich weiss ja nicht,vermutlich meinen wir das selbe aber du drückst dich > sehr unglücklich aus. > > eine reine 1 0 Folge ist halbe Baudfrequenz Ok, klar... > eine reine 11 00 Folge ist dann drittel Baudfrequenz Nein, das ist dann ein bereits 1/4, denn nach jedem vierten Takt wiederholt sich das Muster... > eine reine 111 000 Folge ist dann viertel Baudfrequenz Das ist dann korrekterweise 1/6 der Ausgangsfrequenz mit 50% TV
Lothar M. schrieb: >> eine reine 11 00 Folge ist dann drittel Baudfrequenz > Nein, das ist dann ein bereits 1/4, denn nach jedem vierten Takt > wiederholt sich das Muster... arg ...... du hast schon wieder Recht, manno habe ich heute einen Knoten im Hirn. logisch, diese Umrechnerei macht einen kirre!
Joachim B. schrieb: > diese Umrechnerei macht einen kirre! Mach nichts, sie ist ja auch ziemlich sinnlos.
Rufus Τ. F. schrieb: > Mach nichts, sie ist ja auch ziemlich sinnlos. na ja, wer mag kann damit PWM erzeugen und das als "HilfsDAC" verwenden, ungeachtet der Jitter durch Start und Stopp Bit, sogar IR RC5 o.ä. ging darüber.
Stimmt wohl doch nicht was ich gesagt habe, also um nochmals auf meine Anfangsfrage zurückzukommen, ich habe eine Schnittstelle mit 38400 Baud, 8 Daten Bit, kein Parity-bit, ein Start und ein Stop Bit, dazu habe ich eine Signalfolge mit folgendem Muster :10101010 und zwar nur mit diesen 8 Bits und nichts zusätzlichem. Wie gross ist dann die Frequenz im Rechtecksignal? Ich tippte ja auf 19200 Hz, stimmt wohl aber nicht.
Markus M. schrieb: > Ich tippte ja auf 19200 Hz, stimmt wohl aber nicht. Und warum nicht? Wer behauptet was anderes? > 10101010 Mit diesem Bitmuster ergibt sich:
1 | Start Daten Stop Start Daten Stop Start Daten Stop Start Daten Stop |
2 | 0 10101010 1 0 10101010 1 0 10101010 1 0 10101010 1 |
Also ergibt sich bei dauernder Übertragung
1 | 0101010101010101010101010101010101010101010101... |
Und jeder der Signalpegel 0 und 1 wird für 1/38400 stel Sekunden gehalten. Der Zyklus (und damit die Frequenz) des resultierenden Signals ist also 2/38400 stel Sekunden und somit 1/19200 stel Sekunden. Und damit ist die Frequenz 19200 Hz...
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Markus M. schrieb: > Es ist egal ob die Zeichenfolge mit 0 oder 1 beginnt, es ist einfach > abwechselnd. Bei weitem nicht. Die Start- und Stopbits machen dir da einen Strich durch die Rechnung. Wenn man mal das Startbit (=0) mit "S", das Stopbit (=1) mit "E" und die Bits der 8 Zeichenfolge mit "xxxxxxxx" markiert, kommt bei einer Zeichenfolge, die mit "1" beginnt
1 | 01010101010101010101 |
2 | SxxxxxxxxESxxxxxxxxE |
raus und bei einer, die mit "0" beginnt
1 | 00101010110010101011 |
2 | SxxxxxxxxESxxxxxxxxE |
Im ersten Fall hat man schöne 19200Hz, im zweiten Fall sehr unsaubere 15360Hz.
Wolfgang schrieb: > Im ersten Fall hat man schöne 19200Hz, im zweiten Fall sehr unsaubere > 15360Hz. Ich hatte da im Beitrag "Re: Frequenz Baudrate" noch eine viel tiefere Frequenz vermutet. Aber die 38400 * 2/5 ist sicher auch eine Harmonische im Frequenzgemisch... ;-)
Joachim B. schrieb: > na ja, wer mag kann damit PWM erzeugen und das als "HilfsDAC" verwenden, > ungeachtet der Jitter durch Start und Stopp Bit, sogar IR RC5 o.ä. ging > darüber. Jitter gibt es keinen. So eine UART läßt sich problemlos als eine lupenrein zyklische PWM (geringer Auflösung) verwenden. Der einzige Unterschied z.B. zum dedizierten FastPWM-Mode eines AVR8-Timers wäre, dass keiner der beiden Endwerte erreichbar ist, während beim AVR8-Timer das nur für einen der beiden Endwerte nicht erreichbar ist... Ich würde das mal für einen ziemlich marginalen Unterschied halten...
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