Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kabelart für PWM-Übertragung


von M. P. (et_1988)


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Hallo,

ich habe einen 300kHz PWM-Ausgang am DSP und möchte einen 20cm-100cm 
entfernten Sensor damit ansteuern.
Bisher habe ich die beiden Adern einfach von Hand verdreht und ohne 
Schirm neben anderen PWM- und Versorgungsleitungen 20cm über den 
Labortisch geführt.
Um Experimente mache zu können, möchte ich das Kabel möglichst lang (ca. 
1m) machen und mit einfachen Mitteln herstellen, falls möglich.

Was ist hierbei zu beachten? Bringt das Verdrehen überhaupt was? Sollte 
ich vielleicht besser ein CAT5-Netzwerkkabel mit Schirmung verwenden? 
Falls ja, macht es Sinn ein zweites PWM-Aderpaar im selben Netzwerkkabel 
zu führen?

Ich habe z.B. beobachtet, dass am Ende des Kabels die Überschwinger an 
den Rechteckflanken (wie beim Gibbssches Phänomen) höher werden.

Viele Grüße und besten Dank!

von Johannes O. (jojo_2)


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Markus P. schrieb:
> Sollte
> ich vielleicht besser ein CAT5-Netzwerkkabel mit Schirmung verwenden?
> Falls ja, macht es Sinn ein zweites PWM-Aderpaar im selben Netzwerkkabel
> zu führen?

Nimm Cat7, dann hast du geschirmte Aderpaare. Grundsätzlich verwende ich 
gerne Netzwerkkabel für solche Anwendungen, da billig, leicht 
erhältlich, reproduzierbar und zuverlässig.


Markus P. schrieb:
> Ich habe z.B. beobachtet, dass am Ende des Kabels die Überschwinger an
> den Rechteckflanken (wie beim Gibbssches Phänomen) höher werden.

Terminierung?

von Stefan F. (Gast)


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Man verdrillte Kabel mit symmetrischer Übertragung (z.B. Ethernet, CAN, 
RS485, Telefone).

Bei unsymmetrischer Übertragung solltest du abgeschirmte Kabel 
verwenden, damit das Signal nicht abgestrahlt wird.

> macht es Sinn ein zweites PWM-Aderpaar im selben
> Netzwerkkabel zu führen?

Wenn du ein zweites Signal zum selben Ziel bringen willst, dann ja. Aber 
sie werden sich ein bisschen gegenseitig beinflussen. Die Frage ist, ob 
das in deiner Anwendung stört, oder nicht.

von M. P. (et_1988)


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Vielen Dank schonmal für die Antworten!

Johannes O. schrieb:
> Terminierung?

Bedeutet das, dass ich irgendeine Last anhängen muss, um das 
Überschwingen an den Flanken weg zu bekommen?

von Stefan F. (Gast)


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Ja. Probiere mal einen 120 Ohm Widerstand.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Markus P. schrieb:
> ich habe einen 300kHz PWM-Ausgang am DSP ...
> Bisher habe ich die beiden Adern einfach von Hand verdreht
"Die beiden Adern"? Der DSP hat einen symmetrischen Ausgang?

Markus P. schrieb:
> Bedeutet das, dass ich irgendeine Last anhängen muss, um das
> Überschwingen an den Flanken weg zu bekommen?
Stichwort: Serienterminierung.
Sieh dir mal den 
Beitrag "Re: Serienwiderstand bei Hochfrequenz" und die 
darin enthaltenen Links an. Es reicht, wenn du die Wellenformen 
anschaust...

: Bearbeitet durch Moderator
von M. P. (et_1988)


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Lothar M. schrieb:
> "Die beiden Adern"? Der DSP hat einen symmetrischen Ausgang?

5V-PWM und Ground ;)
Ok ich sehe jetzt ein, dass da verdrillen keinen Sinn macht, aber ich 
hoffe es schadet auch nicht.

Danke für die Hinweise :)

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (Gast)


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Braucht der Sensor am anderen Ende die 5V als H-Pegel?
47-100 in Reihe am DSP, 120R am Sensor gegen GND.
Sind dann aber keine 5V mehr! Müsstest dann ein Single-gatter 74AC14? am 
Sensor noch dazutun, um den Pegel zu restaurieren. Oder Du spielst ein 
wenig mit den Widerständen. Mit etwas Glück kommt der Sensor auch mit 3V 
als H-Pegel klar.

StromTuner

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Axel R. schrieb:
> Braucht der Sensor am anderen Ende die 5V als H-Pegel?
> 47-100 in Reihe am DSP, 120R am Sensor gegen GND.
> Sind dann aber keine 5V mehr!
Ich würde den 120R am Sensor weglassen und verweise zum thema 
Serienterminierung nochmal auf den bereits verwiesenen Link.
Ich kann gern die Links explizit nochmal rauskramen:
Beitrag "Re: Signalproblem bei langem Kabel"
Und ab dort:
Beitrag "Re: Serienwiderstand bei Hochfrequenz"
Wem das bekannt vorkommt, der kann sich den rest ja auch noch geben... 
;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Jack (Gast)


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Markus P. schrieb:
> ich habe einen 300kHz PWM-Ausgang am DSP

Markus P. schrieb:
> 5V-PWM und Ground ;)

Grob überschlagen: 300kHZ PWM: Oberwellen bis in den MHz-Bereich müssen 
übertragen werden, damit ein Rechteck ein Rechteck bleibt. Ich würde 
einfaches Koax nehmen. Zum Beispiel billiges, dünnes RG174.

von M. P. (et_1988)


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Hallo nochmal und vielen Dank!

Ja so um die 5V sollten schon ankommen.
Ich mach dann beim Redesign der Sensorik mal SMB-Anschlüsse drauf :)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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> Markus P. schrieb:
> Ich mach dann beim Redesign der Sensorik mal SMB-Anschlüsse drauf :)
Hatte ich das mit der Serienterminierung schon erwähnt?

Jack schrieb:
> Oberwellen bis in den MHz-Bereich müssen übertragen werden, damit ein
> Rechteck ein Rechteck bleibt. Ich würde einfaches Koax nehmen.
Dort im 
Beitrag "Re: Serienwiderstand bei Hochfrequenz" werden 
2MHz richtig rechteckig mit simplen verdrillten Leitungen über 1m 
verzerrungsfrei mit korrektem Pegel übertragen.

: Bearbeitet durch Moderator
von M. P. (et_1988)


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Lothar M. schrieb:
>> Markus P. schrieb:
>> Ich mach dann beim Redesign der Sensorik mal SMB-Anschlüsse drauf :)
> Hatte ich das mit der Serienterminierung schon erwähnt?

Ist notiert, habe aber aktuell schon 2k Serienwiderstand am Sensor. War 
dann nur mein Fehler, dass ich mit losem Kabel gemessen habe.

Ich fang nochmal ordentlich von vorne an mit verdrillten Leitungen und 
wenn das nichts nützt, probiere ich Koax.

Vielen Dank euch allen :)

von Stefan F. (Gast)


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> habe aber aktuell schon 2k Serienwiderstand am Sensor

Das passt nicht, kein nrmales Kabel hat so einen hohen Wellenwiderstand.

von M. P. (et_1988)


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Stefan U. schrieb:
>> habe aber aktuell schon 2k Serienwiderstand am Sensor
>
> Das passt nicht, kein nrmales Kabel hat so einen hohen Wellenwiderstand.

Meine Schaltung beginnt mit einem Tiefpass, daher habe ich dort 2 
Widerstände als Beschaltung meines OPs.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Allenfalls koennte man sich auch ueberlegen wozu man 300kHz PWM auf 
einen Sensor geben will ? Was soll das ueberhaupt ? Wird dort dann per 
Filter DC draus gemacht ? Dann koennte man auch gleich DC uebertragen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Markus P. schrieb:
> Meine Schaltung beginnt mit einem Tiefpass
Welches ist "deine" Schaltung? Ist die empfängerseitig? Dann ist doch 
die Signalform völlig unkritisch...

von M. P. (et_1988)


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Lothar M. schrieb:
> Markus P. schrieb:
>> Meine Schaltung beginnt mit einem Tiefpass
> Welches ist "deine" Schaltung? Ist die empfängerseitig? Dann ist doch
> die Signalform völlig unkritisch...

Die Sensorschaltung beginnt mit einem Tiefpass.
Ziel ist es, aus dem PWM einen Sinus zu erzeugen. Eine zweite PWM wird 
dann später als Schalter genutzt, um eine Demodulation durchzuführen.
Aber das geht ja jetzt über das Kabelthema hinaus.

von Stefan F. (Gast)


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> Die Sensorschaltung beginnt mit einem Tiefpass.

Da fangen die Unklarheiten schon an. Ich assoziiere mit dem Begriff 
"Sensor" ein Ding, das igend etwas misst und dementsprechend irgendein 
elektrischen Signal ausgibt. Also eine Signalquelle.

Deine Beschreibung hört sich aber ehe danach an, daß deine 
Sensorschaltung der Empfänger des Signals ist. Wie passt das zusammen?

von M. P. (et_1988)


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Stefan U. schrieb:
>> Die Sensorschaltung beginnt mit einem Tiefpass.
>
> Da fangen die Unklarheiten schon an. Ich assoziiere mit dem Begriff
> "Sensor" ein Ding, das igend etwas misst und dementsprechend irgendein
> elektrischen Signal ausgibt. Also eine Signalquelle.
>
> Deine Beschreibung hört sich aber ehe danach an, daß deine
> Sensorschaltung der Empfänger des Signals ist. Wie passt das zusammen?

Die Sensorschaltung benötigt 2 PWM-Signale, um zu funktionieren.
Die DC-Ausgangsspannung der Sensorschaltung ist dann proportional zur 
Messgröße.
Aber wie gesagt, es geht ja erstmal um das Kabel und die Übertragung des 
PWM Signals und nicht um den Sensor.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Danke, jetzt verstehe ich es.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Wenn der PWM mit moeglichst wenigen Stoerungen ankommen soll, wuerde man 
differentielle Uebertragung bevorzugen, zB per RS485 Treiber, oder LVDS. 
Das passende Kabel waere dann eins mit Twisted Pair.

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