Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Arduino: Frage zur Messung von differentiellen Signalen


von Balu (Gast)


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Hallo,

ich möchte mit einem Arduino Uno Bits empfangen die zwischen zwei 
Geräten gesendet werden. Die Datenübertragung zwischen den zwei Geräten 
läuft über 3 Kanäle, mit jeweils einer positiven und einer negativen 
Leitung. Um die Signale auf mein Arduino zu bekommen, habe ich mir 
überlegt gehabt, dass ich zu jedem Kanal eine Parallelschaltung mache 
und die Spannung dann mit dem Arduino digital messe, in dem ich die 
positive Leitung auf einen digitalen Input Pin lege und die negative 
Leitungen auf Ground setze. Jedoch habe ich das starke Gefühl, dass das 
so nicht funktionieren würde. Ich hab schon versucht eine Lösung dafür 
zu googeln, wie man am besten digital diffrentielle Spannungen messen 
kann, doch habe leider dazu nichts vielversprechendes gefunden. Ich wäre 
sehr dankbar, wenn ihr mir helfen könntet.

von Dieter (Gast)


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Symmetrische Datenuebertragung? In dem Falle reicht nur eine der beiden 
Leitungen zu verwenden.

von Kurt B. (kurt-b)


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Balu schrieb:

> wie man am besten digital diffrentielle Spannungen

Könnte es sein dass es sich dabei um RS422/RS485 oder so, handelt?

Da werden drei Leitungen benutzt, einmal Masse(Bezug) und zwei weitere 
Drähte deren Polarität zueinander umgeschaltet wird.

Meinst du sowas?

 Kurt

von Balu (Gast)


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Was meinst du genau mit symmetrischer Datenübertragung? Das Signal ist 
symmetrisch.

von Dieter (Gast)


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Zwei Leitungen, die zweite Leitung traegt das inverse Signal. Aehnlich 
wie zB USB.

Vielleicht kannst Du einen der Bausteine nennen um dessen Signale es 
sich handelt. Ohne diese Infos ist es zu sehr ein Raten.

von Balu (Gast)


Angehängte Dateien:

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Dieter schrieb:
> Zwei Leitungen, die zweite Leitung traegt das inverse Signal. Aehnlich
> wie zB USB.

Ja genau. Es sind zwei Leitungen, wobei die eine Leitung das inverse 
Signal trägt. Ich lege mal zwei Bilder aus dem Protokoll dazu, 
vielleicht wird es dann ein bisschen klarer.

von georg (Gast)


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Balu schrieb:
> vielleicht wird es dann ein bisschen klarer.

Nicht wirklich, da steht nichts über die Signalpegel. Man kann, wenn der 
Signalpegel zu den Eingängen passt, einfach eine Leitung weglassen, und 
damit natürlich auf die Störfestigkeit der differentiellen Übertragung 
verzichten. Will man die so benutzen, wie sie gedacht ist, nimmt man 
einen dazu passenden differentiellen Empfänger, z.B. für RS422/485.

Eine Signalleitung mit GND kurzschliessen ist eine ganz ganz schlechte 
Idee.

Georg

von Peter D. (peda)


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von Axel S. (a-za-z0-9)


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Balu schrieb:

> Es sind zwei Leitungen, wobei die eine Leitung das inverse
> Signal trägt. Ich lege mal zwei Bilder aus dem Protokoll dazu,
> vielleicht wird es dann ein bisschen klarer.

Also sind das Digitalsignale? Was willst du dann mit einem ADC?
Da setzt man einfach einen Line-Receiver [1] hin und bekommt aus dem ein 
GND-bezogenes Digitalsignal raus.


[1] ein Vorposter nannte den "differentiellen Empfänger" - das gleiche 
in grün. Welcher IC genau das sein sollte, hängt von den konkreten 
Signalpegeln ab.

PPS: aus dem oben verlinkten PDF: "As line receiver MAX3096 or UA9637 
are recommended. Alternativly AM26LV32 can also be used."

: Bearbeitet durch User
von Balu (Gast)


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Axel S. schrieb:
> PPS: aus dem oben verlinkten PDF: "As line receiver MAX3096 or UA9637
> are recommended. Alternativly AM26LV32 can also be used."

Ok, verstehe. Würde der MAX3096, mein differentielles Signal in ein TTL 
Signal umwandeln? Oder wie habe ich das zu verstehen?

Ja es sind Digitalsignale. Tut mir leid, ich bin noch nicht so erfahren 
in diesem Gebiet...

von Günter Lenz (Gast)


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Balu schrieb:
>Ok, verstehe. Würde der MAX3096, mein differentielles Signal in ein TTL
>Signal umwandeln? Oder wie habe ich das zu verstehen?

Ja.

https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX3095-MAX3096.pdf

von Balu (Gast)


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von Axel S. (a-za-z0-9)


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Balu schrieb:
> Ein Kollege hat gemeint mit denen würde es auch gehen. Die sind relativ
> günstig. Was meint ihr?
>
> 
https://www.conrad.de/de/schnittstellen-ic-transceiver-texas-instruments-sn75176bp-rs422-rs485-11-pdip-8-152828.html?WT.mc_id=google_pla&WT.srch=1&ef_id=WdDI6wAAAY1uMBKk:20180124195222:s&gclid=EAIaIQobChMI1bvN_K_x2AIVQZUbCh1Q5AZBEAQYBCABEgJNefD_BwE&hk=SEM&insert_kz=VQ&s_kwcid=AL!222!3!231682495364!!!g!!

Die würden notfalls gehen, sind aber nicht optimal. Du nutzt nur den 
Empfangsteil. Und du brauchst 4 Stück davon. Besser:

https://www.conrad.de/de/schnittstellen-ic-empfaenger-texas-instruments-am26ls32acn-rs422-rs423-04-pdip-16-1047721.html

Das ist die 5V Variante des im PDF vorgeschlagenen AM26LV32. Dieser 
ebenso wie der vorgenannte IC funktionieren nur, wenn du deinen µC mit 
5V betreibst. Für 3.3V brauchst du andere IC.

von Balu (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Für 3.3V brauchst du andere IC.

Für 3.3 V könnte ich doch genau den AM26LV32 benutzen oder?

Du hast recht. Ich sollte lieber nur einen IC mit 4 Empfangsteilen 
holen, statt 4 mal den selben.

Hab jetzt nun eine weitere Frage. Wie kann ich mit dem Oszi die Spannung 
eines differentiellen Signals messen? Ich hab gelesen, dass man für die 
positive Leitung ein Kanal benutzen sollte und für die negative Leitung 
nochmal ein weiteren Kanal. Wie mache ich das aber dann mit dem Ground. 
An das Ground von dem Controller komme ich nicht ran. Kann ich einfach 
davon ausgehen, dass das Ground von meinem Oszi gleich dem des 
Controllers ist?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Balu schrieb:
> Hab jetzt nun eine weitere Frage. Wie kann ich mit dem Oszi die Spannung
> eines differentiellen Signals messen? Ich hab gelesen, dass man für die
> positive Leitung ein Kanal benutzen sollte und für die negative Leitung
> nochmal ein weiteren Kanal.

Ja.

> Wie mache ich das aber dann mit dem Ground.
> An das Ground von dem Controller komme ich nicht ran. Kann ich einfach
> davon ausgehen, dass das Ground von meinem Oszi gleich dem des
> Controllers ist?

Du musst den GND schon verbinden, sowohl mit dem Oszi als auch mit dem 
Empfangsbaustein. Sonst fehlt das Bezugspotential, und das Oszi-Bild 
schwebt in der Gegend herum und Empfangsbaustein arbeitet nicht richtig.

Allerdings ist dabei zu beachten, dass der GND vom Oszi normalerweise 
mit Erde (PE) der Steckdose verbunden ist. Je nach Erdungsverhältnissen 
des Controllers kann darüber eine Verbindung entstehen - aber auch ein 
ungewollter Kurzschluss

Der GND liegt lt. Dokumentation beim 25-pol. D-Sub-Stecker auf den Pins 
11, 23 und 24.

von georg (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Du musst den GND schon verbinden, sowohl mit dem Oszi als auch mit dem
> Empfangsbaustein. Sonst fehlt das Bezugspotential

Da hast du selbstverständlich recht, aber die überwiegende Meinung hier 
im Forum ist, dass eine GND-Verbindung bei differentiellen Signalen wie 
RS485 überflüssig ist. Ich wollte dich nur drauf hinweisen, damit du 
dich über den massiven Widerspruch nicht wunderst. Ich habe es 
aufgegeben, dagegen anzuargumentieren, man wird bloss niedergeschrien.

Blöderweise fördert der Hersteller das noch, indem er bei den 
GND-Anschlüssen "optional" angibt. Genau genommen weiss man nicht mal ob 
an den Pins überhaupt GND angeschlossen ist.

Georg

von Dietrich L. (dietrichl)


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georg schrieb:
> Da hast du selbstverständlich recht, aber die überwiegende Meinung hier
> im Forum ist, dass eine GND-Verbindung bei differentiellen Signalen wie
> RS485 überflüssig ist. Ich wollte dich nur drauf hinweisen, damit du
> dich über den massiven Widerspruch nicht wunderst.

Nein, da wundere ich mich nicht. Ich kenne das Thema zu gut und weiß, 
dass man die Physik nicht wegdiskutieren kann.

> Ich habe es
> aufgegeben, dagegen anzuargumentieren, man wird bloss niedergeschrien.

Ich habe (noch) nicht aufgegeben, dazu ist mir die Sachlage zu 
eindeutig.

> Blöderweise fördert der Hersteller das noch, indem er bei den
> GND-Anschlüssen "optional" angibt. Genau genommen weiss man nicht mal ob
> an den Pins überhaupt GND angeschlossen ist.

In dem Dokument
Peter D. schrieb:
> http://www.alaser.com.tw/db/upload/webdata4/5alase...
steht auf Seite 9 zum Glück nichts von "optional".
Ob das allerdings das gleiche Gerät ist, ist eine andere Frage.

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