Hallo zusammen, mittlerweile bin ich etwas verwirrt was ich für meine Idee verwenden soll. Es geht darum, SPI-Signale über weitere Strecken zu treiben. Außerdem müssen die Pegel übersetzt werden (TTL in 1,8V). Klar ist, dass man für die PegelÜbersetzung z.B. so etwas hier verwendet: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1t45-q1.pdf Aber jetzt mal vom Standpunkt Signal über längere Strecke treiben bzw. Reshaping des Signals, worin liegen die Unterschiede zwischen Buffer/Driver/Schmitttrigger? Hier ein Schmitti und ein Buffer, der für meine Anwendung passen könnte: SchmittTrigger: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1g17-q1.pdf Buffer: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1g125-q1.pdf Außerdem könnte ich den Levelshifter ja auch immer wieder als Treiber/Buffer verwenden? Der macht ja denk ich das selbe, er macht aus einem etwas unsaubereren Signal mit LevelA ein schönes Rechtecksignal mit LevelB. Wer kann da etwas Licht ins Dunkel bringen? Gruß, Marten
@Marten M. (mcgonahy148) >soll. Es geht darum, SPI-Signale über weitere Strecken zu treiben. Wie weit? 10m? >Außerdem müssen die Pegel übersetzt werden (TTL in 1,8V). Das macht jeder Pegelwandler. >http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1t45-q1.pdf Willst du WIRKLICH einen saumäßig schnellen IC nutzen? Der macht im Zweifelsfall mehr Probleme als er löst. >Außerdem könnte ich den Levelshifter ja auch immer wieder als >Treiber/Buffer verwenden? Der macht ja denk ich das selbe, er macht aus >einem etwas unsaubereren Signal mit LevelA ein schönes Rechtecksignal >mit LevelB. So einfach ist das nicht. >Wer kann da etwas Licht ins Dunkel bringen? Das mußt du schon ein paar mehr Angaben machen. Wie lang sind deine Kabel? Welche Bitrate? Auch wenn man SPI über 10m und mehr mit relativ hohen Taktraten laufen lassen KANN, ist es oft nicht sinnvoll. Bei langen Kabeln nutzt man möglichst Übertragungsstandards, die mit einem Signal auskommen, ala CAN, Ethernet, UART etc.
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Marten M. schrieb: > SPI-Signale über weitere Strecken Normale Logikbausteine sind nur für Signalübertragung auf der selben Platine gedacht. Schau dir mal http://www.ti.com/lit/pdf/slla067 an; du brauchst wahrscheinlich ein differenzielles Verfahren wie LVDS oder RS-422/485. > worin liegen die Unterschiede zwischen Buffer/Driver/Schmitttrigger? Driver: ein Baustein mit starken Ausgängen Buffer: Ausgang = Eingang Ein Schmitt-Trigger ist ein Eingang, der für sich langsam ändernde oder verrauschte Signale besser geeignet ist. > Außerdem könnte ich den Levelshifter ja auch immer wieder als > Treiber/Buffer verwenden? Der macht ja denk ich das selbe, er macht aus > einem etwas unsaubereren Signal mit LevelA ein schönes Rechtecksignal > mit LevelB. Der LVC1T45 will ein ziemlich sauberes Signal an seinem Eingang (siehe VIH,VIL,Δt/Δv im Datenblatt).
Clemens L. schrieb: > Normale Logikbausteine sind nur für Signalübertragung auf der selben > Platine gedacht. Hallo Clemens, ich rechne mit 1-1,5m Leitung bis zur ersten PCB. Das wär wegen so einem Stück Kabel äußerst aufwändig (SPI TTL --> Differentiell --> Übertragung --> Differentiell --> SPI). Clemens L. schrieb: > Driver: ein Baustein mit starken Ausgängen > Buffer: Ausgang = Eingang Aber Alle machen aus einem unsauberen Pegelwechsel erstmal ein sauberes Signal?! Clemens L. schrieb: > Der LVC1T45 will ein ziemlich sauberes Signal an seinem Eingang (siehe > VIH,VIL,Δt/Δv im Datenblatt) Genau. Jetzt nehmen wir an nach 1,5m Kabel kommt auf der Platine ein unsauberes Signal raus. Kann es nicht über ein entsprechendes IC richtig interpretiert werden (bzw. der Versuch) um dann wieder mit eine sauberen Digitalsignal auf der Platine weiter arbeiten zu können? Gruß Marten
Falk B. schrieb: > Wie weit? 10m? > > > Das macht jeder Pegelwandler. > >>http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1t45-q1.pdf > > Willst du WIRKLICH einen saumäßig schnellen IC nutzen? Der macht im > Zweifelsfall mehr Probleme als er löst. > So einfach ist das nicht. > Das mußt du schon ein paar mehr Angaben machen. > Wie lang sind deine Kabel? Welche Bitrate? > Auch wenn man SPI über 10m und mehr mit relativ hohen Taktraten laufen > lassen KANN, ist es oft nicht sinnvoll. Bei langen Kabeln nutzt man > möglichst Übertragungsstandards, die mit einem Signal auskommen, ala > CAN, Ethernet, UART etc. So wirklich viel kann ich leider mit den Antworten nicht anfangen :-) Wir sprechen von SPI, 1-2m Kabel, Takt kann ich runter in den niedrigen kHz fahren, also da gehts nicht zum Geschwindigkeit. Evtl. sogar in den Hz-Bereich. Das ändert nix an der bösen Flanke, ich weiß.
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Marten M. schrieb: > SPI-Signale Wie viele, und in welche Richtung? > TTL Bestimmt nicht. 5 V CMOS oder 3.3 V CMOS/LVTTL? > Levelshifter Für RS-232/422/485 und LVDS gibt es auch 1.8V-Empfänger, oder Empfänger mit eingebauten Levelshiftern, und manche Logikfamilien haben überspannungs-tolerante Eingänge. > 1-1,5m Leitung Mit unsymmetrischen Signalen könnte es Probleme geben, falls aus der Umgebung Störungen kommen. ? > Jetzt nehmen wir an nach 1,5m Kabel kommt auf der Platine ein > unsauberes Signal raus. Kann es nicht über ein entsprechendes IC richtig > interpretiert werden (bzw. der Versuch) um dann wieder mit eine sauberen > Digitalsignal auf der Platine weiter arbeiten zu können? Ein Schmitt-Trigger hilft gegen zu langsame Flanken und kleine(!) Störungen. > Takt kann ich runter in den niedrigen kHz fahren ... > Das ändert nix an der bösen Flanke, ich weiß. Hochfrequente Störungen (und Flanken) kannst du mit RC-Filtern oder Ferritperlen herausfiltern.
Clemens L. schrieb: > Driver: ein Baustein mit starken Ausgängen > Buffer: Ausgang = Eingang > > Ein Schmitt-Trigger ist ein Eingang, der für sich langsam ändernde oder > verrauschte Signale besser geeignet ist. Dann kommt die Praxis, häufig in Form des Marketings des IC-Herstellers. Da wird ein Treiber als Buffer, ein Buffer als Treiber und eine Kuh als Eichhörnchen verkauft. Also immer schön Datenblatt lesen. Zum Beispiel wird der alte P82B96 als Dual bidirectional bus buffer verkauft, hat aber Ausgangsstufen die seine Verwendung als Tranceiver (Transmitter mit Treiber und Receiver mit Schmitt-Trigger) für 100m und mehr erlauben (steht hinten im Datenblatt). Nebenbei ist er noch ein Levelshifter, allerdings nicht zu dem 1,8V Pegel den der Fragesteller braucht (man müsste mal sehen ob Sx, Sy mit Pullups auf 1,8V bei einem VOL bis 1V in seiner Schaltung noch funktionieren).
@Marten M. (mcgonahy148) >So wirklich viel kann ich leider mit den Antworten nicht anfangen :-) Hmmm. >Wir sprechen von SPI, 1-2m Kabel, Takt kann ich runter in den niedrigen >kHz fahren, also da gehts nicht zum Geschwindigkeit. Evtl. sogar in den >Hz-Bereich. Das ändert nix an der bösen Flanke, ich weiß. Schon mal gut. Für 1,5m tun es normale CMOS-Signale mit 5 oder 3,3V. Man muß halt darauf achten, daß die Leitungsführung gescheit ist, sprich, die Masse sollte nah bei den Signalen sein. Im Idealfall nimmt man für jedes Signal ein verdrilltes Adrenpaar mit Signal/GND, real reicht ggf. nur eine Masseleitung. Dann noch Serienterminierung und gut. Siehe Wellenwiderstand.
Clemens L. schrieb: >> TTL > > Bestimmt nicht. 5 V CMOS oder 3.3 V CMOS/LVTTL? Aber spucken die IOs des Arduino Mega 2560 nicht 5V TTL aus?!
Marten M. schrieb: > Aber spucken die IOs des Arduino Mega 2560 nicht 5V TTL aus?! Wie kommst du zu der Annahme das sie das tun?
gernot schrieb: > Marten M. schrieb: >> Aber spucken die IOs des Arduino Mega 2560 nicht 5V TTL aus?! > > Wie kommst du zu der Annahme das sie das tun? Vielleicht bring ich auch etwas durcheinander, aber hier steht zumindest mal was von 5V: https://www.arduino.cc/en/Reference/SPI TTL steht jedoch bei RX/TX IOs. Aber ich kann auch nirgends wo eine Aussage finden ob CMOS oder sonstwas. Es steht nur immer "5V" da :-) Hab mir mal das Datenblatt des Controllers geschnappt: (Seite 355) http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-2549-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega640-1280-1281-2560-2561_datasheet.pdf Das deckt sich jetzt nicht exakt mit dem Bild weiter oben, aber sieht nach 5V CMOS aus oder? VOH (min) = 4,2V / VOL (max) = 0,9V. Gruß, M
Falk B. schrieb: > Schon mal gut. Für 1,5m tun es normale CMOS-Signale mit 5 oder 3,3V. Man > muß halt darauf achten, daß die Leitungsführung gescheit ist, sprich, > die Masse sollte nah bei den Signalen sein. Im Idealfall nimmt man für > jedes Signal ein verdrilltes Adrenpaar mit Signal/GND, real reicht ggf. > nur eine Masseleitung. Dann noch Serienterminierung und gut. Hi Falk - ok, ja denke auch das sollte noch möglich sein. Der Controller hat wohl dann 5V-CMOS, die Gegenseite 1,8V (CMOS?). Also sollte es ja passen, solch einen Levelshifter hier einzusetzen? http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1t45-q1.pdf Es geht allerdings ja auch wieder zurück über MISO. Gruß, M
Es gibt mehr Kriterien als 5V. Hier eine Tabelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Logikpegel Nun noch das Datenblatt vom Atmega und feststellen in welcher Technologie er hergstellt wird und sich auch die Diagramme dort reinziehen. Dann bist du ein ganzes Stück weiter.
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Marten M. schrieb: > TTL steht jedoch bei RX/TX IOs. Aber ich kann auch nirgends wo eine > Aussage finden ob CMOS oder sonstwas. Es steht nur immer "5V" da :-) Die TTL-Logikfamilien sind seit Jahrzehnten ungebräuchlich; heutzutage ist praktisch alles CMOS. > sieht nach 5V CMOS aus oder? VOH (min) = 4,2V / VOL (max) = 0,9V Der genaue Wert von VOH hängt auch davon ab, wie viel Strom der Ausgang liefern muss (siehe Seite 387). 20 mA ist mehr, als für Logikgatter üblich ist. Der wesentliche Unterschied zwischen TTL und CMOS ist, dass ein TTL-Ausgang es nie bis zur positiven Versorgungsspannung schafft. (Und CMOS-Eingänge haben eine extrem hohe Impedanz, so dasss man bei einer Verbindung CMOS-CMOS praktisch nur die Pegel 0V/5V erhält.)
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Marten M. schrieb: > Der Controller hat wohl dann 5V-CMOS, die Gegenseite 1,8V (CMOS?). Ja. > Also sollte es ja passen, solch einen Levelshifter hier einzusetzen? Fürs Heruntershiften geht jeder beliebige Baustein, der an seinen Eingängen mehr als VCC verträgt, was für LVC der Fall ist. Hier kannst du z.B. den SN74LVC3G17 einsetzen. Für 1.8 V -> 5 V brauchst du einen Levelshifter, z.B. SN74LVC1T45. ("-Q1" wäre AEC-Q100-zertifiziert.)
Hannes J. schrieb: > Clemens L. schrieb: >> Driver: ein Baustein mit starken Ausgängen >> Buffer: Ausgang = Eingang >> >> Ein Schmitt-Trigger ist ein Eingang, der für sich langsam ändernde oder >> verrauschte Signale besser geeignet ist. > > Dann kommt die Praxis, häufig in Form des Marketings des IC-Herstellers. > Da wird ein Treiber als Buffer, ein Buffer als Treiber und eine Kuh als > Eichhörnchen verkauft. Also immer schön Datenblatt lesen. > > Zum Beispiel wird der alte P82B96 als Dual bidirectional bus buffer > verkauft, hat aber Ausgangsstufen die seine Verwendung als Tranceiver > (Transmitter mit Treiber und Receiver mit Schmitt-Trigger) für 100m und > mehr erlauben (steht hinten im Datenblatt). Nebenbei ist er noch ein > Levelshifter, allerdings nicht zu dem 1,8V Pegel den der Fragesteller > braucht (man müsste mal sehen ob Sx, Sy mit Pullups auf 1,8V bei einem > VOL bis 1V in seiner Schaltung noch funktionieren). Ich lese ganz oft im Datenblatt dass ein IC = Buffer = Driver ist. Das verwirrt mich nachwievor noch. Buffer = dafür da um Eingang von Ausgang zu isolieren. Driver = um Signal mit möglichst hohen Strömen zu treiben, da z.B. wegen hoher kapazitiver Last benötigt wird Richtig? Aber du sagst "Also immer schön Datenblatt lesen". Ich frag jetzt einfach - wo genau muss ich hin schauen um das zu erkennen ob Buffer oder Driver oder Eichhörnchen? :-) Hier mal ein Beispiel: Wieder Buffer+Driver: http://www.mouser.com/ds/2/149/74F241-196278.pdf Gruß, Marten
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Marten M. schrieb: > Ich lese ganz oft im Datenblatt dass ein IC = Buffer = Driver ist. Das > verwirrt mich nachwievor noch. > > Buffer = dafür da um Eingang von Ausgang zu isolieren. > > Driver = um Signal mit möglichst hohen Strömen zu treiben > Richtig? Die Begriffe werden nicht einheitlich verwendet. Du musst immer die Details-Infos des Datenblattes zu Rate ziehen, um herauszufinden, was das IC wirklich macht. > Aber du sagst "Also immer schön Datenblatt lesen". Ich frag jetzt > einfach - wo genau muss ich hin schauen um das zu erkennen ob Buffer > oder Driver oder Eichhörnchen? :-) Namen sind Schall und Rauch. Die Frage ist, ob das IC die gewünschten Eigenschaften hat. Wenn du Nüsse Knacken willst und er Nüsse knacken kann, dann ist er geeignet - egal ober er Eichhörnchen oder Goldfisch genannt wird.
Marten M. schrieb: > Ich lese ganz oft im Datenblatt dass ein > IC = Buffer = Driver ist. Das verwirrt mich > nachwievor noch. Wieso? Ich mag mich irren, aber mir ist nicht bekannt, dass es für diese Begriffe fest definierte Bedeutungen gibt. > Buffer = dafür da um Eingang von Ausgang zu isolieren. > > Driver = um Signal mit möglichst hohen Strömen zu > treiben, da z.B. wegen hoher kapazitiver Last benötigt > wird Naja, letztlich sind es i.d.R. Impedanzwandler. Heisst also: Eingangswiderstand ist höher als der Ausgangs- widerstand. Diverse Zusatzfunktionen (Tristate, Pegelumsetzung, Latch etc.) können vorhanden sein, müssen aber nicht. Auch "möglichst hoher Strom" ist nicht notwendig. Genausowenig, wie eine Feuerwehrpumpe MEHR Wasser je Sekunde pumpen muss, wenn der Schauch länger ist, muss ein Leitungstreiber MEHR Strom liefern, wenn die Leitung länger ist. Fall Du das nicht glaubst: Die Lichtgeschwindigkeit ist endlich. Der Treiber muss NICHT die gesamte Kabelkapazität mit einem Mal umladen. Das geht physikalisch nicht.
Egon D. schrieb: > Naja, letztlich sind es i.d.R. Impedanzwandler. Heisst > also: Eingangswiderstand ist höher als der Ausgangs- > widerstand. > Diverse Zusatzfunktionen (Tristate, Pegelumsetzung, > Latch etc.) können vorhanden sein, müssen aber nicht. > > Auch "möglichst hoher Strom" ist nicht notwendig. > Genausowenig, wie eine Feuerwehrpumpe MEHR Wasser je > Sekunde pumpen muss, wenn der Schauch länger ist, muss > ein Leitungstreiber MEHR Strom liefern, wenn die Leitung > länger ist. > Fall Du das nicht glaubst: Die Lichtgeschwindigkeit ist > endlich. Der Treiber muss NICHT die gesamte Kabelkapazität > mit einem Mal umladen. Das geht physikalisch nicht. HF-Technisch sind es alles Impedanzübergänge, richtig. Und da beißt sich auch meine Vorstellung von Leitungstheorie & HF-Technik vs. DC/Digitalthemen wie Ausgangsströme/Treiben etc. Aber letztlich bleibt mir noch die Hauptproblematik im Kopf - und zwar ich hab eine Quelle mit 5V CMOS und eine lange 1,5m-Leitung (nicht Koaxial, Flachband oder Twisted)wo ich für das "Treiben" ein möglichst ideals IC verwenden möchte. Nur mir fehlt die Erfahrung, was "möglichst ideal" bedeutet in der Digitaltechnik. Natürlich kenn ich die Leitungstheorie und dass Impedanzänderungen in Reflektionen enden usw. Dort zählt die Impedanzanpassung und die Leistung mit der ich rein fahre um den Dämpfungseffekt zu kompensieren. Aber wie nun die Brücke zu der Problematik hier schlagen? HF-Technisch: Impedanzen müssen übereinstimmen & Leistung an der Quelle hoch genug. Digital-Technik: Ich kann hier ja nicht mal die Impedanzen raus lesen aus den Datenblättern (wenn das so einfach geht) und Leistung wäre in diesem Falle ja durchaus die Höhe des Stromes, also Ausgangsstrom wäre dann in der Tat ein wichtiger Parameter? Gruß, M.
Marten M. schrieb: > Aber letztlich bleibt mir noch die Hauptproblematik > im Kopf - und zwar ich hab eine Quelle mit 5V CMOS > und eine lange 1,5m-Leitung (nicht Koaxial, Flachband > oder Twisted) wo ich für das "Treiben" ein möglichst > ideals IC verwenden möchte. Nur mir fehlt die Erfahrung, > was "möglichst ideal" bedeutet in der Digitaltechnik. Naja, ich bin kein Digital-Crack, aber gestützt auf meine Analog-Erfahrung würde ich sagen: 1. richtiger Pegel 2. vernünftige Flankensteilheit 3. keine Echos (--> daher keine Doppelflanken) > Natürlich kenn ich die Leitungstheorie und dass > Impedanzänderungen in Reflektionen enden usw. Gut. Das war nicht klar bisher. > Dort zählt die Impedanzanpassung und die Leistung > mit der ich rein fahre um den Dämpfungseffekt zu > kompensieren. Richtig. > Aber wie nun die Brücke zu der Problematik hier schlagen? 1. Dämpfung spielt i.d.R. nur untergeordnete Rolle; das hängt vom Anwendungsfall ab. 2. ECHOS VERMEIDEN! > HF-Technisch: Impedanzen müssen übereinstimmen & Leistung > an der Quelle hoch genug. Jein. In der HF-Technik will man einen Empfänger mit Leistung versorgen; die Leitung ist nur Mittel zum Zweck. In der Digitaltechnik sind die Empfänger i.d.R. hochohmig, wollen also nur SPANNUNG (=Pegel) sehen. LEISTUNG ist hier immer nur in den Flanken notwendig, wenn die Leitung umgeladen werden muss. Man versucht deshalb, die in der HF-Technik übliche Parallelterminierung am Empfänger zu vermeiden. > Digital-Technik: Ich kann hier ja nicht mal die Impedanzen > raus lesen aus den Datenblättern (wenn das so einfach geht) Bei speziellen Treibern für bestimmte Schnittstellen sollten die Impedanzen im DaBla stehen. Bei Wald-und-Wiesen-ICs kann man die Impedanzen aus dem Spannungshub unter Last raten; typischerweise kommen da Werte deutlich unter 100 Ohm heraus. Für die Leitungen gibt es eine Faustregel: "Typische" Leitung hat ungefähr 100 Ohm Wellenwiderstand -- wobei ein Faktor Zwei noch im Rahmen ist. Das erklärt sich daraus, dass der Induktivitätsbelag grob über den Daumen konstant ist, während der Kapazitätsbelag stärker von der Art der Leitung abhängt: Koax hat wegen der großen Fläche des Schirmes viel Kapazität je Länge, verdrillte Doppelleitung weniger, und Flachkabel noch weniger. > und Leistung wäre in diesem Falle ja durchaus die Höhe > des Stromes, also Ausgangsstrom wäre dann in der Tat ein > wichtiger Parameter? Das ist nur für die Flanken wichtig, weil i.d.R. nur hier wirklich Strom fließt. Ziemlich beliebt ist die Serienterminierung (Längs- widerstand zwischen Sender und Leitung); hier hat man die Einschränkung, dass man nur EINEN Empfänger am Leitungsstrang haben darf. Es tritt zwar ein Echo auf der Leitung auf, das läuft aber bis zum Sender zurück, wird im Längswiderstand geschluckt und stört deshalb nicht. Während statischer Pegel fließt kein Strom. Im hiesigen Wiki-Artikel "Wellenwiderstand" ist das (und noch weitere Arten der Terminierung) genauer erklärt.
Dein Signal wird verzerrt. Das ist egal, solange es nicht zu sehr verzerrt wird. Ganz schwierig wird es, wenn das Signal an den Enden der Leitung reflektiert wird, denn dann lässt sich die Reflexion kaum noch vom Nutzsignal unterscheiden. Das ist das allerwichtigste, was du unterbinden musst. Dazu schließt man die Leitung an beiden Enden mit einem Widerstand ab, welcher dem Wellenwiderstand der Leitung entspricht. Kennst du den Wellenwiderstand? Ohne den kommen wir nicht weiter.
1 | R2 |
2 | Treiber |
3 | Ausgang o---[===]---------------------------+---[===]---| GND |
4 | | |
5 | R1 +-----------o Empfänger |
6 | Eingang |
Bei den üblichen verdrillten Leitungen (Telefonkabel, Netzwerk-Kabel) beträgt der Wellenwiderstand ca 100 Ohm. Da der Ausgang des Treiber nicht 0 Ohm Ausgangswiderstand hat, muss dessen Wert noch von R1 subtrahiert werden. Wenn diese Widerstände optimal zur Leitung passen, bist du schon einmal sicher, dass ein gesendeter Impuls beim Empfänger auch als ein Impuls ankommt. Das Kabel wird aber dessen Form verzerren. Wie schlimm das ist, hängt wiederum sehr von der Frequenz ab, die du übertragen willst. Im einfachsten Fall genügt es, auf der Rechten Seite einen Schmitt-Trigger zu benutzen, um das Signal wieder rechteckig zu machen. Zweiter Punkt: Empfindlichkeit gegen elektromagentische Störungen. Ein einfaches verdrilltes Kabel, wo eine Ader das Signal führt und die andere mit GND verbunden ist, reagiert auf elektromagnetische Felder. Das heisst: Störfelder induzieren eine Spannung, die du eventuell nicht vom Nutzsignal unterscheiden kannst. Dagegen gibt es zwei Lösungen: Abgeschirmte Kabel verwenden. Die Störungen werden dann weitgehend zur Erde abgeleitet. Und: Das Nutz-Signal auf den beiden miteinander verdrillten Ader gleichzeitig aber umgekehrt gepolt übertragen. Wenn die eine Leitung auf High geht, geht die andere auf Low und umgekehrt. Der Empfänger braucht dann zwei Eingänge. Er subtrahiert die beiden Spannungen voneinander und wertet nur die Differenz als Nutzsignal. Störungen wirken sich auf beide Adern gleich stark aus und ergeben nach der Subtraktion Null. Dritter Punkt: GND Potential-Unterschiede Häufig kann nicht sichergestellt werden, dass GND überall gleich GND ist, besonders zwischen zwei Geräten. Wenn nun die Linke Seite ein "Low" mit 0,2V Sendet, und aufgrund der Potentialunterschiede z.B. 1V dazu kommen, dann sieht der Empfänger auf der rechten Seite 1,2V, was dort eventuell nicht mehr ausreicht, um ein gültiges Low zu sein. Außerdem verzerrt es die Signale zusätzlich. Wenn man die Leitungen aber paarweise verwendet, und die Spannungen voneinander subtrahiert, spielt das keine Rolle mehr. Denn beide Leitungen sind um 1V erhöht, was nach der Subtraktion Null ergibt. Und damit sind wir bei RS422 Treibern. Die erledigen das alles für dich.
Egon D. schrieb: > 1. Dämpfung spielt i.d.R. nur untergeordnete Rolle; das > hängt vom Anwendungsfall ab. > > 2. ECHOS VERMEIDEN! Ok, auch bei 1,5m...aber stimmt schon, ich vergesse immer dass wir es hier mit Spannung statt Leistung zu tun haben. Statisch gesehen wenn kein Strom fließt, liegt die Spannung dann auch am anderen Kabelende an. Verstanden. Mir gefällt der Begriff Echos, schon lange nicht mehr gehört :-) Oder du bist aus der Amateurfunkszene? ;-) Du sagst in der Digitaltechnik sind die Empfänger normalerweise hochohmig. Aber 100 Ohm ist jetzt nicht wirklich hochohmig? Habe momentan mit vielen TI-ICs zu tun, bleibe auch immer wieder dran hängen. Dort war bei den ganzen Treibern/Buffern/Schmittis/Levelshiftern nirgends die Rede von Ein/Ausgangsimpedanzen. Und das sind dann auch keine Wald & Wiesen ICs behaupte ich mal. Was mich eigentlich auch sehr verwundert - Digitalsignale sind HF und nirgends steht eindeutig der Parameter Zin/out drin. Außer es gibt hier ungeschriebene Gesetze in der Digitaltechnik, dass die Ein/Ausgänge immer im Bereich der 100 Ohm sind, dort wo normalerweise die Leiterbahnen liegen. Aber andererseits reden wir von hochohmig. Irgendwas passt da doch nicht zusammen? :-) Hab mal gelernt...hochohmig (geht gegen open), bedeutet an einer TransmissionLine eine Totalreflektion, das wollen wir doch nicht ;-) Egon D. schrieb: > In der Digitaltechnik sind die Empfänger i.d.R. hochohmig, > wollen also nur SPANNUNG (=Pegel) sehen. LEISTUNG ist > hier immer nur in den Flanken notwendig, wenn die Leitung > umgeladen werden muss. Aber da kommt doch wieder der Strom ins Spiel? Um die ganzen Leitungskapazitäten (eine Leitung ist ja nix anderes wie mehrere Cs parallel geschalten, gibt großes C) müssen ja geladen werden um auf die Spannung zu kommen. Dafür braucht es einen Ladestrom, der ja irgendwo herkommen muss. Bedeutet für mich, kleiner Strom --> lange Ladezeit --> langsame Flanken. Das ist die DC-Antwort. Die HF-Antwort wäre, dass die RC-Glieder (der Leitung) als Tiefpass wirken und somit die höheren f-Anteile blocken und somit das Rechtecksignal abgerundet wird. Oder? Egon D. schrieb: > Ziemlich beliebt ist die Serienterminierung (Längs- > widerstand zwischen Sender und Leitung); hier hat man > die Einschränkung, dass man nur EINEN Empfänger am > Leitungsstrang haben darf. Es tritt zwar ein Echo auf > der Leitung auf, das läuft aber bis zum Sender zurück, > wird im Längswiderstand geschluckt und stört deshalb > nicht. Während statischer Pegel fließt kein Strom. Ok, ja ich hab schon mal von den Serienterminierungen gehört in der Digitaltechnik. So richtig verstanden hab ich es bis dato nicht, muss ich mir nochmal genauer ansehen. Jetzt werd ich auch etwas hellhörig, wegen dem Thema mit mehreren Verbrauchern. Ansich habe ich hinten auf der Platine eine Busstruktur, also für CLK/MOSI parallel geschaltete Verbraucher. Aber vor diesen allen sitzt erstmal der PEgelshifter von 5V auf 1,8V. Somit wäre der Levelshifter als ein Verbraucher zu sehen, hoffe ich zumindest. Da gehts ja dann weiter - neben der Eingangsimpedanz des Shifters und der Ausgangsimpedanz, wie stark "durchlässig" sind diese ICs wenn diese am Ausgang eine reflektierte Welle zurück bekommen. Sorry dass ich da grad so abgehe - ich seh, ich muss definitiv mal die HF auch in der Digitalwelt unterbekommen und würd das gern verstehen! Gruß, Marten
Stefanus F. schrieb: > R2 > Treiber > Ausgang o---[===]---------------------------+---[===]---| GND > | > R1 +-----------o Empfänger > Eingang > > Bei den üblichen verdrillten Leitungen (Telefonkabel, Netzwerk-Kabel) > beträgt der Wellenwiderstand ca 100 Ohm. Da der Ausgang des Treiber > nicht 0 Ohm Ausgangswiderstand hat, muss dessen Wert noch von R1 > subtrahiert werden. Hi Stefanus, gute Antworten, die mir weiterhelfen! Ok, sagen wir mal ok ich habs verstanden mit der Serienterminierung ;-) 100 Ohm Wellenimpedanz für die Leitung --> R1 = 100 - Zout_Treiber. R2 entsprechend. Wie schon bei der anderen Antwort, wenn ich nur wüsste welche Impedanzen die ICs immer haben. WARUM geben diese Hersteller die Werte nicht an, wenn es so wichtig ist. fragendschau Stefanus F. schrieb: > Im > einfachsten Fall genügt es, auf der Rechten Seite einen Schmitt-Trigger > zu benutzen, um das Signal wieder rechteckig zu machen. Ok, aber hab den Eindruck Schmittis nimmt man eher für langsame Geschichten her oder? Schnelligkeit ist bei mir kein Thema (niedriger kHz-Bereich), aber Flanken bleiben Flanken. Stefanus F. schrieb: > Zweiter Punkt: Empfindlichkeit gegen elektromagentische Störungen. Guter Punkt, den kenne ich leider nur zu gut. Verdrillen und Schirmen wär mein Ansatz. Stefanus F. schrieb: > Dritter Punkt: GND Potential-Unterschiede Auch sehr richtig, hatte ich schon stark damit zu kämpfen. Vorallem wenn es um U-Messungen geht. Leidiges Thema. Und da geb ich dir auch leider recht, differentiell hat schon diverse Vorteile. Nur ich versuch noch den Weg des geringsten Widerstandes zu gehen und "hoffe" darauf, dass es single-ended auch funktioniert. Wenn ich es differentiell machen wollen würde, müsste ich eine weitere Platine bauen, auf der das uC-Board sitzt. Aktuell verwende ich eben auf der einen Seite des Kabels den Arduino, auf der anderen Seite dann die Platine mit den Teilnehmern. Bei Differentiell müsste ich dann wieviel weitere ICs drauf designen? Zwei? (Achtung - SPI geht in beide Richtung über getrennte Leitungen). Also bidirektionalen differentiellen Transceiver wenn ich das richtig verstehe. Ob es der Aufwand wert ist? :-o
Stefanus F. schrieb: > Und damit sind wir bei RS422 Treibern. Die erledigen das alles für dich. Also z.B. sowas hier als Sender/Empfänger? http://www.ti.com/product/am26c31/description http://www.ti.com/product/am26c32/description Hab zwar noch nicht nachgesehen ob das in die 5V/1,8V-CMOS Welt rein passt, aber ansich klingt es verlockend. Kommen halt dann 6 Leitungen bzw. 3 Leitungspaare zusammen mit CLK/MISO/MOSI.
Marten M. schrieb: > Egon D. schrieb: >> 1. Dämpfung spielt i.d.R. nur untergeordnete Rolle; >> das hängt vom Anwendungsfall ab. >> >> 2. ECHOS VERMEIDEN! > > Ok, auch bei 1,5m... Na klar... wieso nicht? Licht läuft in 1 ns im Freiraum ca. 30 cm; auf dem Kabel sind es ungefähr 20 cm. Für Reflexionen ist i.d.R. der doppelte Laufweg wichtig, das ist bei 1.5m Leiung ein Laufweg von maximal 3m. Zusammen mit 20cm/ns sind das 15ns Zeitverzögerung; das gibt ab spätestens 30MHz Ärger. > Du sagst in der Digitaltechnik sind die Empfänger > normalerweise hochohmig. Aber 100 Ohm ist jetzt nicht > wirklich hochohmig? ??? Der Wellenwiderstand der Leitung ist doch nicht der Eingangswiderstand der ICs. > Habe momentan mit vielen TI-ICs zu tun, bleibe auch > immer wieder dran hängen. Dort war bei den ganzen > Treibern/Buffern/Schmittis/Levelshiftern nirgends die > Rede von Ein/Ausgangsimpedanzen. Das stimmt so nicht, denn die Eingangskapaziäten sind häufig angegeben -- und die dominieren. Die statischen Ströme sind so gering, dass der Realteil in guter Näherung als unendlich angesehen werden kann. > Was mich eigentlich auch sehr verwundert - Digitalsignale > sind HF Ja. > und nirgends steht eindeutig der Parameter Zin/out drin. Braucht man i.d.R. nicht. > Außer es gibt hier ungeschriebene Gesetze in der > Digitaltechnik, Ja, gibt es. > dass die Ein/Ausgänge immer im Bereich der 100 Ohm > sind, dort wo normalerweise die Leiterbahnen liegen. Nein: Eingänge sind hochohmig, so dass die Leitung dort quasi im Leerlauf ist. Ausgänge sind niederohmig, so dass die Leitung dort quasi im Kurzschluss ist. Die Leitung hat den Wellenwiderstand, den sie eben hat. > Aber andererseits reden wir von hochohmig. Ja: Die Eingänge. > Hab mal gelernt...hochohmig (geht gegen open), bedeutet > an einer TransmissionLine eine Totalreflektion, das > wollen wir doch nicht ;-) Warum nicht? Das ist genau das Prinzip der Serienterminierung. Das passt nur deshalb scheinbar nicht zusammen, weil Du die Ein- und Ausgangswiderstände der ICs mit dem Wellenwiderstand der Leitungen gleichsetzt. Der Wellenwiderstand der LEITUNGEN ist in vielen Fällen einigermaßen definiert. Der EINGANGSWIDERSTAND der Gatter ist erstens fast rein kapazitiv und zweitens ziemlich groß -- also liegt dort weitgehender Leerlauf für die Leitung vor. Ein genauerer Wert würde auch keine zusätzliche Information liefern. Der AUSGANGSWIDERSTAND üblicher Gatter ist, verglichen mit üblichen Wellenwiderständen, relativ niedrig. Also wird die Sendeseite im Quasi-Kurzschluss betrieben. Wie der Entwickler die Anpassungsverhältnisse im Detail gestaltet, ist durch die Gatter selbst erstmal nicht festgelegt. Bei hinreichend kurzen Strippen scheisst man auf die Anpassung, d.h. man nimmt die Fehlanpassung einfach hin. Wenn die Flanke länger ist als die Laufzeit auf der Leitung, stört das auch nicht. Bei langen Strippen und Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sieht man sendeseitig einen Längswiderstand vor und verwendet Serienterminierung. Wenn man eine Busstruktur braucht, kann man z.B. eine Theveninterminierung einsetzen, muss dann aber sicher- stellen, dass der Sender den erforderlichen Dauerstrom liefern kann. Klassischen beidseitig angepassten Betrieb wie in der HF-Technik hat man in der Digitaltechnik selten. Trotzdem ist das Wissen über Anpassung natürlich sehr nützlich :) > Egon D. schrieb: >> In der Digitaltechnik sind die Empfänger i.d.R. >> hochohmig, wollen also nur SPANNUNG (=Pegel) sehen. >> LEISTUNG ist hier immer nur in den Flanken notwendig, >> wenn die Leitung umgeladen werden muss. > > Aber da kommt doch wieder der Strom ins Spiel? Ja, teilweise. > Um die ganzen Leitungskapazitäten (eine Leitung ist > ja nix anderes wie mehrere Cs parallel geschalten, > gibt großes C) Doch, es ist etwas anderes: Manche Teil-Cs sind nahe am Sender, die werden sofort geladen, andere sind weit weg, die werden erst später umgeladen. Es gibt aber keinen Augenblick, in dem ALLE Cs HALB geladen sind. Das geht nicht. Das ist wie bei Dominosteinen: Dadurch, dass der erste fällt, setzt er den zweiten in Bewegung. Du musst nur die Kraft aufbringen, den ERSTEN Stein umzustoßen -- nicht die Kraft für alle. Es gibt auch keinen Zeitpunkt, zu dem ALLE STEINE HALB umgefallen sind -- es gibt nur einen Zeitpunkt, zu dem die HÄLFTE der Steine KOMPLETT umgefallen ist und die andere Hälfte noch gar nicht. Das liegt schlicht und ergreifend daran, dass bei Wellenausbreitung die RÄUMLICHE Ausdehnung nicht vernachlässigt werden darf -- und räumliche Ausdehnung zusammen mit endlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit bewirkt, dass die Einzelprozesse NICHT gleichzeitig ablaufen, sondern zeitversetzt. Ein 100m-Kabel mit 10nF Gesamtkapazität ist deshalb NICHT (!!) gleichwertig zu einem 10nF-Keramikkondensator. > müssen ja geladen werden um auf die Spannung zu > kommen. Dafür braucht es einen Ladestrom, der ja > irgendwo herkommen muss. Ja, sicher. > Bedeutet für mich, kleiner Strom --> lange > Ladezeit --> langsame Flanken. Nicht unbedingt. Stelle Dir einen Wassertank bei der Feuerwehr vor, der meinetwegen 10'000l fasse. Für den Wassertank kann man einen eindeutigen Füllstand angeben, der ist eben leer, teilweise gefüllt oder voll. Jetzt stelle Dir einen (sehr) langen Feuerwehrschlauch vor, der insgesamt auch gerade 10'000l Wasser aufnimmt. Wenn die Kreiselpumpe jetzt anläuft, wird, entsprechend der Förderleistung der Pumpe, Wasser in den Schlauch gedrückt, und eine "Wasserfront" durchläuft den Schlauch. Vor dieser Wasserwelle ist der Schlauch leer, dahinter ist er voll. Es ist aber physikalisch unmöglich, dass der Schlauch auf der GESAMTEN LÄNGE HALBVOLL ist -- das geht unter normalen Umständen einfach nicht. > Das ist die DC-Antwort. Die HF-Antwort wäre, dass > die RC-Glieder (der Leitung) als Tiefpass wirken > und somit die höheren f-Anteile blocken und somit > das Rechtecksignal abgerundet wird. Oder? Nein. Die (ideale) Leitung besteht nicht auch RC-Gliedern, sondern aus RL-Gliedern. Das ist wichtig, denn an einer Spule kann (für einen kurzen Moment) auch Spannung anliegen, OHNE dass Strom durch sie hindurchfließt. Die Spule verzögert Änderungen des Stromflusses, ohne den Strom selbst zu behindern. > Jetzt werd ich auch etwas hellhörig, wegen dem Thema > mit mehreren Verbrauchern. Ansich habe ich hinten auf > der Platine eine Busstruktur, also für CLK/MOSI parallel > geschaltete Verbraucher. Aber vor diesen allen sitzt > erstmal der PEgelshifter von 5V auf 1,8V. Somit wäre der > Levelshifter als ein Verbraucher zu sehen, hoffe ich > zumindest. Sofern das nicht nur ein Spannungsteiler, sondern ein aktives IC ist: Ja, klar. > Da gehts ja dann weiter - neben der Eingangsimpedanz > des Shifters und der Ausgangsimpedanz, wie stark > "durchlässig" sind diese ICs wenn diese am Ausgang > eine reflektierte Welle zurück bekommen. Gar nicht. Jedes Gatter enthält i.d.R. mehrere Transistor- stufen in Kette; die Rückwirkung ist in der Praxis unter normalen Umständen nicht relevant. > Sorry dass ich da grad so abgehe - ich seh, ich > muss definitiv mal die HF auch in der Digitalwelt > unterbekommen und würd das gern verstehen! Schon in Ordnung. Die technischen Üblichkeiten sind anders, aber die Physik ist ja dieselbe.
Bei 1,5 m würde ich eher LVDS empfehlen, aber für 1,8 V gibt es nur einen Empfänger (SN65LVDS4), keinen Sender. Marten M. schrieb: > Also z.B. sowas hier als Sender/Empfänger? > http://www.ti.com/product/am26c31/description Für den 5-V-Sender: ja. TI baut keine Einzel-Empfänger; siehe Renesas oder Maxim: https://www.digikey.de/products/de/integrated-circuits-ics/interface-drivers-receivers-transceivers/710?k=&pkeyword=&pv276=79&sf=0&FV=1c0002%2C1c0006%2C650001c%2C9080020%2Cffe002c6&ColumnSort=1000011&stock=1 1,8-V-Chips gibt es auch nur von diesen: https://www.digikey.de/products/de/integrated-circuits-ics/interface-drivers-receivers-transceivers/710?k=&pkeyword=&pv7=2&pv7=6&sf=0&FV=45003ec%2C4500442%2C4500464%2C450049d%2C4500079%2C450050c%2C450055b%2C4500565%2C450058f%2C45005d0%2C4500010%2C45000c9%2C4500869%2C4500018%2C4500a0c%2C4500b13%2C4500bb3%2C4500d1f%2C4500180%2C4500191%2C4500196%2C450019e%2C4501362%2C45001f5%2C45013e3%2C4501467%2C450027f%2C45002f8%2C450031a%2C4500051%2C4500381%2C45003d4%2C45003d7%2C45003d8%2C9080020%2Cffe002c6&ColumnSort=1000011&stock=1
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Egon D. schrieb: > Die (ideale) Leitung besteht nicht auch RC-Gliedern, > sondern aus RL-Gliedern. Ohgott. Geistige Umnachtung. "... besteht... aus RL-Gliedern" ist natürlich Schwachsinn. Es sind natürlich LC-Glieder .
Marten M. schrieb: > Mir gefällt der Begriff Echos, schon lange nicht mehr gehört Nenne es Reflexion. Gemeint ist das Selbe. > Du sagst in der Digitaltechnik sind die Empfänger normalerweise > hochohmig. Aber 100 Ohm ist jetzt nicht wirklich hochohmig? Die Eingänge von CMOS IC's haben einen annähernd unendlich hohen Eingangswiderstand und in der Regel so um die 5pF Kapazität zur Stromversorgung hin. Die 100 Ohm musst du selbst hinzufügen. Oder 90 Ohm, oder 110 Ohm, oder 120 Ohm. Je nach Kabel. > Dort war bei den ganzen Treibern/Buffern/Schmittis/Levelshiftern > nirgends die Rede von Ein/Ausgangsimpedanzen. Eben weil sie (wegen annähernd unendlich) vernachlässigbar ist. Es wird aber meistens die Eingangskapazität und ein Leckstrom genannt. Dividiere die Versorgungsspannung durch den Eingangs-Leckstrom, dann hast du ganz grob die Impedanz. Sie liegt üblicherweise im bereich oberhalb von 10 Mega-Ohm. > Was mich eigentlich auch sehr verwundert - Digitalsignale sind HF und > nirgends steht eindeutig der Parameter Zin/out drin. Weil Mikrochips keine Leitungen sind und daher keinen Wellenwiderstand haben haben. Es sind komplexe Bauteile mit wesentlich komplexeren Eigenschaften, die kann man nicht auf eine Zahl reduzieren. Aber sobald du die von mir oben skizzierten Widerstände hinzufügst, hast du einen Zin und Zout. > Außer es gibt hier > ungeschriebene Gesetze in der Digitaltechnik, dass die Ein/Ausgänge > immer im Bereich der 100 Ohm sind, dort wo normalerweise die > Leiterbahnen liegen. Hör doch mal auf, den IC's immer deine 100 Ohm zuzuschreiben. Das ist Quatsch! ideal IC's haben einen Ausgangswiderstand von 0 Ohm (in der Praxis meiste eher um 50 Ohm) und einen Eingangswiderstand von annähernd unendlich viel Ohm. Punkt. Nix mit 100 Ohm! Wie kommst du nur darauf? > Hab mal gelernt...hochohmig (geht gegen open), bedeutet an einer > TransmissionLine eine Totalreflektion, das wollen wir doch nicht ;-) Deswegen sollst du Abschlusswiderständen an den Enden der Leitung hinzufügen. Und zwar entsprechend dem Wellenwiderstand der Leitung. > Aber da kommt doch wieder der Strom ins Spiel? Um die ganzen > Leitungskapazitäten (eine Leitung ist ja nix anderes wie mehrere Cs > parallel geschalten, gibt großes C) müssen ja geladen werden um > auf die Spannung zu kommen. Das ist bei hohen Frequenzen (und steilen Flanken) zwar nicht 100% richtig, aber ich lasse es mal so stehen. > Dafür braucht es einen Ladestrom, der ja irgendwo > herkommen muss. Bedeutet für mich, > kleiner Strom --> lange Ladezeit --> langsame Flanken. Richtig. > Das ist die DC-Antwort. Die HF-Antwort wäre, dass die > RC-Glieder (der Leitung) als Tiefpass wirken und somit die höheren > f-Anteile blocken und somit das Rechtecksignal abgerundet wird. Oder? Im Groben und Ganzen ja. Deswegen enthalten die Empfänger für lange Leitungen Verstärker und Schmitt-Trigger, um daraus wieder einen sauberen Rechteck mit Logik Pegeln zu machen. > Ansich habe ich hinten auf der Platine eine Busstruktur, > also für CLK/MOSI parallel geschaltete Verbraucher. Aber vor diesen > allen sitzt erstmal der PEgelshifter von 5V auf 1,8V. Somit wäre der > Levelshifter als ein Verbraucher zu sehen, hoffe ich zumindest. Nein. Die Leitung wird nur an den beiden Enden terminiert. Die Eingänge der Busteilnehmer sollen "lauschen", wass auf dem Bus los ist, ohne ihn dabei zu belasten. Denn jede Belastung ist ein Punkt, wo sich der Wellenwiderstand der Leitung ändert. Und an diesen Stellen wiederum entstehen Reflexionen. > Da gehts ja dann weiter - neben der Eingangsimpedanz des Shifters und > der Ausgangsimpedanz, wie stark "durchlässig" sind diese ICs wenn > diese am Ausgang eine reflektierte Welle zurück bekommen. Im Idealfall haben sämtliche Effekte am Ausgang eines IC absolut keinen Effekt auf ihre Eingänge. Die Realität ist meisten nahe dran. Lies Dich zum Thema RS422 ein, da ist das alles schön erklärt.
Marten M. schrieb: > WARUM geben diese Hersteller die > Werte nicht an, wenn es so wichtig ist. Bei Mikrochips, die als Leitungstreiber gedacht sind, geben die Herstellen der Wert durchaus an. > Ok, aber hab den Eindruck Schmittis nimmt man eher für langsame > Geschichten her oder? Nein. Schmitt Trigger gibts auch für den GHz bereich, aber nicht für 25 Cent. > Bei Differentiell müsste ich dann wieviel weitere ICs drauf designen? Typischerweise ein IC für zwei Signale (4 Leitungen). Bei SPI also 6 Leitungen + für jede Chip-Select ein weiteres Leitungs-Pärchen. SPI ist hier eigentlich das falsche Protokoll, das ist nur für wenige Zentimeter gedacht. Um mehrere Platinen miteinander zu verbinden benutzt man eher RS422, RS485, CAN, LVDS (die sind alle sehr ähnlich) oder I²C.
Clemens L. schrieb: > Marten M. schrieb: >> Also z.B. sowas hier als Sender/Empfänger? >> http://www.ti.com/product/am26c31/description > > Für den 5-V-Sender: ja. > > TI baut keine Einzel-Empfänger; siehe Renesas oder Maxim: Aber bei meinen Links ist ja einer davon Driver, einder davon Receiver?! Wo ist dann das Problem?
Stefanus F. schrieb: > Typischerweise ein IC für zwei Signale (4 Leitungen). Bei SPI also 6 > Leitungen + für jede Chip-Select ein weiteres Leitungs-Pärchen. > > SPI ist hier eigentlich das falsche Protokoll, das ist nur für wenige > Zentimeter gedacht. Um mehrere Platinen miteinander zu verbinden benutzt > man eher RS422, RS485, CAN, LVDS (die sind alle sehr ähnlich) oder I²C. Ok, das Ding ist halt dass eben die Verbraucher nur SPI sprechen und der Controller weit entfernt ist (geht leider nicht anders). Der Arduino spricht halt auch SPI, daher war das die erste Idee. Irgendwie wiedersprechen sich hier die Geister, manche sagen das geht schon noch, andere sagen es geht garnicht :-)
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Stefanus F. schrieb: > Hör doch mal auf, den IC's immer deine 100 Ohm zuzuschreiben. Das ist > Quatsch! ideal IC's haben einen Ausgangswiderstand von 0 Ohm (in der > Praxis meiste eher um 50 Ohm) und einen Eingangswiderstand von annähernd > unendlich viel Ohm. Punkt. Nix mit 100 Ohm! Wie kommst du nur darauf? Ok, verstanden! Leider hör ich das zum ersten mal. In der HF-50 Ohm Welt ist das eben halt normal, dass Quelle und Empfänger genau die 50 Ohm Impedanz besitzen, wenn nicht kommt es zu Reflektionen! ABer da gibts sowas wie Serielterminierung nicht, das ist alles parallel. Stefanus F. schrieb: > Empfänger für lange > Leitungen Verstärker und Schmitt-Trigger, um daraus wieder einen > sauberen Rechteck mit Logik Pegeln zu machen. Empfänger für lange Leitungen - WIE und WO finde ich den? :-) Ich weiß garnicht wonach ich bei Mouser suchen muss. Es gibt tausende Receiver, Schmittis und Co. Stefanus F. schrieb: >> Ansich habe ich hinten auf der Platine eine Busstruktur, >> also für CLK/MOSI parallel geschaltete Verbraucher. Aber vor diesen >> allen sitzt erstmal der PEgelshifter von 5V auf 1,8V. Somit wäre der >> Levelshifter als ein Verbraucher zu sehen, hoffe ich zumindest. > > Nein. Die Leitung wird nur an den beiden Enden terminiert. Die Eingänge > der Busteilnehmer sollen "lauschen", wass auf dem Bus los ist, ohne ihn > dabei zu belasten. Denn jede Belastung ist ein Punkt, wo sich der > Wellenwiderstand der Leitung ändert. Und an diesen Stellen wiederum > entstehen Reflexionen. Ich hab nochmal ein Bild hoch geladen um das zu verdeutlichen was ich meine. Kommt vor die Verbraucher dann nochmal ein Serien-R von 100 Ohm? Ich komm aus HF-Sicht echt nicht damit klar so ganz. DC-technisch verstehe ich das, wenn hochohmig, dann wird die Schaltung nicht belastet. Wellentechnisch ist das von einer Leitung mit einer Wellenimpedanz (z.B. 100 Ohm) und einem großen R für mich eine Stelle wo Reflexionen entstehen. In dem Artikel Wellenwiderstand auf Mikrocontroller.net steht, dass der Widerstand nur an der Quelle sitzt. Nicht auf Empfängerseite. Hinzu kommt, dass ich ja dann keine wirkliche Punkt zu Punkt Verbindung habe. Hinter dem LEvelshifter stecken halt mehrere Verbraucher! Also wie damit umgehen? Stefanus F. schrieb: > Im Idealfall haben sämtliche Effekte am Ausgang eines IC absolut keinen > Effekt auf ihre Eingänge. Die Realität ist meisten nahe dran. Nehmen wir den Levelshifter (z.B. https://www.mouser.de/ProductDetail/?qs=NiBvnJE4bX3SX2%2fLC%252bdHyQ%3d%3d). Das Thema ist eher das --> Wellentechnisch betrachtet: Die Welle kommt vom Sender (uC) über die Leitung zum Levelshifter. Also dort sieht er eine Impedanz die vermutlich ungleich der Wellenimpedanz der Leitung ist. (hochohmig?) Die Welle reflektiert hätte ich wieder behauptet :-) Aber HINTER dem Levelshifter, also an seiner Ausgangsseite geht es ja dann mit dem 1,8V Signal weiter, wo die Verbraucher liegen. Da ist es das selbe Spiel, das 1,8V Clocksignal kommt zu den Verbrauchern und reflektiert womöglich wieder zum Levelshifter zurück. Sieht die 5V Seite (Leitung + Quelle) diese Reflektionen auch wieder??? Das meinte ich mit Entkopplung von Ein aund Ausgang (von diesem Levelshifter hier zum Beispiel). Das könnte aber auch ein RS422-Receiver sein, gibt er ein Signal dass auf seinen Ausgang zurück kommt auch wieder an seinen Eingang zurück oder nicht.
Marten M. schrieb: > Irgendwie > wiedersprechen sich hier die Geister, manche sagen das geht schon noch, > andere sagen es geht garnicht :-) Wie du hoffentlich mitbekommen hast, spiel die immer noch nicht genannte Frequenz hier einen ganz entscheidenden Faktor. > Empfänger für lange Leitungen - WIE und WO finde ich den? RS422 ist das Stichwort (immer noch). > Kommt vor die Verbraucher dann nochmal ein Serien-R von 100 Ohm? Siehe mein Beitrag Beitrag "Re: Linedriver/Buffer/SchmittTrigger/Levelshifter.watt?" An deinen Fragen merke ich, dass du bisher nicht einmal den Wikipedia Artikel zu RS422 gelesen hast, geschweige denn ein Datenblatt von irgendeinem RS422 Treiber. Nimmst du das Thema überhaupt ernst, oder willst du hauptsächlich unsere Zeit verschwenden? > In dem Artikel Wellenwiderstand auf Mikrocontroller.net steht, > dass der Widerstand nur an der Quelle sitzt. > Nicht auf Empfängerseite. Du musst schon zwischen einseitiger und beidseiter Terminierung unterscheiden. Bei einem Bus kommst du um beidseitige Terminierung gar nicht herum. Vergiss mal deine Levelshifter. Als erstes brauchst du Leitungstreiber für einen Bus. Wenn es keine mit passenden Signalpegeln gibt, dann darfst du zusätzlich Levelshifter einsetzen. Die ersetzen aber keinesfalls deine Leitungstreiber. > Da ist es das selbe Spiel, das 1,8V Clocksignal kommt zu den > Verbrauchern und reflektiert womöglich wieder zum Levelshifter > zurück. Levelshifter gehören nicht an (lange) Leitungen. > Sieht die 5V Seite (Leitung + Quelle) diese Reflektionen auch > wieder??? Diese Frage wurde bereits zweimal mit einem klaren Nein beantwortet. Womöglich bringen Dich Experimente weiter. Kaufe Dir eine 100 Meter Rolle Netzwerkkabel (oder Telefonkabel), zwei 100 Ohm Widerstände, einen Impulsgenerator (kann man auch selber bauen) und ein Oszilloskop. Damit kannst du die Effekte ausprobieren.
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Egon D. schrieb: > Der Wellenwiderstand der Leitung ist doch nicht der > Eingangswiderstand der ICs. Alright, ja so langsam hab ich das zumindest vernommen :-) Wirklich physikalisch verstanden ist was anderes ;-) Hier mal das Beispiel Reflektionen in der "HF", wo ich eher her komme: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0301035.htm Egon D. schrieb: > Bei langen Strippen und Punkt-zu-Punkt-Verbindungen > sieht man sendeseitig einen Längswiderstand vor und > verwendet Serienterminierung. > Wenn man eine Busstruktur braucht, kann man z.B. eine > Theveninterminierung einsetzen, muss dann aber sicher- > stellen, dass der Sender den erforderlichen Dauerstrom > liefern kann. Puh...jetzt wird gefährlich. Noch nie gehört. Aber scheint eine Art Pullup/Down zu sein, die dann wie Quelle belastet. Anbei siehst du die Schaltung wie es grob aussieht in einer Richtung von Controller zu den Verbrauchern. Andersrum kommt dann noch getrennt hinzu. Egon D. schrieb: >> Bedeutet für mich, kleiner Strom --> lange >> Ladezeit --> langsame Flanken. > > Nicht unbedingt. > > Stelle Dir einen Wassertank bei der Feuerwehr vor, > der meinetwegen 10'000l fasse. Für den Wassertank > kann man einen eindeutigen Füllstand angeben, der > ist eben leer, teilweise gefüllt oder voll. > > Jetzt stelle Dir einen (sehr) langen Feuerwehrschlauch > vor, der insgesamt auch gerade 10'000l Wasser aufnimmt. > Wenn die Kreiselpumpe jetzt anläuft, wird, entsprechend > der Förderleistung der Pumpe, Wasser in den Schlauch > gedrückt, und eine "Wasserfront" durchläuft den Schlauch. > Vor dieser Wasserwelle ist der Schlauch leer, dahinter > ist er voll. Es ist aber physikalisch unmöglich, dass > der Schlauch auf der GESAMTEN LÄNGE HALBVOLL ist -- das > geht unter normalen Umständen einfach nicht. Puh...das ist eine Analogie die ich so noch nicht im Kopf hatte. Dann wäre der Druck die Spannung, der Strom die Wassermenge. ABer auch hier könnte ich sagen, wenn die Pumpe nur sehr wenig Wasser rein pumpt und den dicken Schlauch kaum voll bekommt, dann wird der Schlauch nicht mal richtig voll und das Wasser fließt wie in einer Rinne durch :-) Und dadurch, dass wenig Wasser fließt, wird die Tonne dahinter langsamer voll. Also der Kondensator dahinter langsamer geladen... Egon D. schrieb: >> Jetzt werd ich auch etwas hellhörig, wegen dem Thema >> mit mehreren Verbrauchern. Ansich habe ich hinten auf >> der Platine eine Busstruktur, also für CLK/MOSI parallel >> geschaltete Verbraucher. Aber vor diesen allen sitzt >> erstmal der PEgelshifter von 5V auf 1,8V. Somit wäre der >> Levelshifter als ein Verbraucher zu sehen, hoffe ich >> zumindest. > > Sofern das nicht nur ein Spannungsteiler, sondern ein > aktives IC ist: Ja, klar. > >> Da gehts ja dann weiter - neben der Eingangsimpedanz >> des Shifters und der Ausgangsimpedanz, wie stark >> "durchlässig" sind diese ICs wenn diese am Ausgang >> eine reflektierte Welle zurück bekommen. > > Gar nicht. Jedes Gatter enthält i.d.R. mehrere Transistor- > stufen in Kette; die Rückwirkung ist in der Praxis unter > normalen Umständen nicht relevant. Das ist sehr interessant und wichtig für mich dieser Punkt. Denn wenn der Levelshifter oder ein RS422 Empfänger "rückläufig" wären, wirds mächtig problematisch. So wie ich das aber nun durch dich verstehe, haben reflektierte Signale von den Verbrauchern zurück zum Levelshifter/422-Empfänger KEINEN Einfluss auf das Signal vor dem Shifter (Leitung und Quelle). Das ist durchaus schon mal sehr hilfreich. Denn bei mir ist es eine doch recht lange Signalkette. Ab dem Levelshifter gehts nämlich dann weiter zu den Verbrauchern, dann nochmal Pegel refreshen (Shifter/Treiber) um weitere Verbraucher zu treiben. Das ist nur möglich wenn das Signal immer wieder alle X centimeter erneuert wird und die ICs dazwischen (Shifter/Treiber) die bösen Reflektionen auch nicht durchlassen an den vorher liegenden Schaltungsteil. (siehe Bild2)
Marten M. schrieb: > Stefanus F. schrieb: >> Empfänger für lange >> Leitungen Verstärker und Schmitt-Trigger, um daraus wieder einen >> sauberen Rechteck mit Logik Pegeln zu machen. > > Empfänger für lange Leitungen - WIE und WO finde ich den? :-) Ich weiß > garnicht wonach ich bei Mouser suchen muss. Ein stinknormales CMOS-Gatter, das mit 5V Pegeln klar kommt und Schmitt-Trigger Eingänge hat. Bspw. 74HC14. > Ich hab nochmal ein Bild hoch geladen um das zu verdeutlichen was ich > meine. Kommt vor die Verbraucher dann nochmal ein Serien-R von 100 Ohm? Nein. Er schadet zwar nichts, bringt aber auch nichts. R1 soll die Impedanz des Treiberausgangs an die Impedanz der Leitung anpassen. CMOS-Ausgänge haben zwischen 20R (Leistungstreiber) und 50R (normale Gatter). Was deine Leitung hat, wissen wir nicht (du wohl auch nicht). Aber 100R für R1 gehen so weit in Ordnung. R2 kann weg. Und wenn du wirklich nur wenige kHz übertragen willst, solltest du einen kleinen Kerko von ca. 100pF von Punkt A nach GND schalten. Dieser Kerko unterdrückt einerseits HF Einstreuungen, andererseits aber auch Reste der Reflexion, die durch unvollständige Anpassung übrig bleiben. Er macht auch die Flanke an A weniger steil, aber eben deswegen sollst du da ja einen Schmitt-Trigger verwenden. > Ich komm aus HF-Sicht echt nicht damit klar so ganz. DC-technisch > verstehe ich das, wenn hochohmig, dann wird die Schaltung nicht > belastet. Wellentechnisch ist das von einer Leitung mit einer > Wellenimpedanz (z.B. 100 Ohm) und einem großen R für mich eine Stelle wo > Reflexionen entstehen. Ja. Das Ende der Leitung wo du R2 hast, ist praktisch offen [1]. Deswegen werden dort zumindest die hochfrequenten Anteile jeder Flanke reflektiert. Auch bei wenigen kHz Taktfrequenz sind die Flanken ja trotzdem noch sehr steil und enthalten locker Anteile bis 100MHz. Die Reflexion überlagert sich mit dem Signal und führt im schlimmsten Fall dazu, daß der Empfänger mehrere Impulse sieht. Gerade beim SPI-Takt ist das tödlich. [1] genau deswegen ist R2 auch witzlos. Eine Reihenschaltung aus 100R und einem unendlichen Widerstand ist auch nur ein unendlicher Widerstand. > Hinter dem LEvelshifter stecken halt mehrere Verbraucher! Also wie > damit umgehen? Auf dieser Seite sind die Leitungen hoffentlich kurz. Da machst du dann gar nichts.
Stefanus F. schrieb: > Wie du hoffentlich mitbekommen hast, spiel die immer noch nicht genannte > Frequenz hier einen ganz entscheidenden Faktor. Frequenz im unteren kHz Bereich sollte ausreichend sein. Stefanus F. schrieb: >> Empfänger für lange Leitungen - WIE und WO finde ich den? > > RS422 ist das Stichwort (immer noch). > >> Kommt vor die Verbraucher dann nochmal ein Serien-R von 100 Ohm? > > Siehe mein Beitrag > Beitrag "Re: Linedriver/Buffer/SchmittTrigger/Levelshifter.watt?" > > An deinen Fragen merke ich, dass du bisher nicht einmal den Wikipedia > Artikel zu RS422 gelesen hast, geschweige denn ein Datenblatt von > irgendeinem RS422 Treiber. Nimmst du das Thema überhaupt ernst, oder > willst du hauptsächlich unsere Zeit verschwenden? Ich weiß, du bist ein starker Verfechter der RS422 Übertragung. Hat ja auch seine Berechtigung und Vorteile. Ich würde mir halt gern den Aufwand ersparen, auch weil der Controller (Arduino-Board) schon fertig ist und ich hier keine Platine designen möchte. Nur auf der Seite der Verbraucher, also nach dem Kabel. Stefanus F. schrieb: > Vergiss mal deine Levelshifter. Als erstes brauchst du Leitungstreiber > für einen Bus. Wenn es keine mit passenden Signalpegeln gibt, dann > darfst du zusätzlich Levelshifter einsetzen. Die ersetzen aber > keinesfalls deine Leitungstreiber. > >> Da ist es das selbe Spiel, das 1,8V Clocksignal kommt zu den >> Verbrauchern und reflektiert womöglich wieder zum Levelshifter >> zurück. > > Levelshifter gehören nicht an (lange) Leitungen. Die Hoffnung, dass der Controller alleine "treibt" (zumindest CLK, MOSI, CS) gepaart mit einem Levelshifter und funktionieren könnte, lässt mich daran noch klammern.
Du willst immer noch Levelshifter als Leitungstreiber benutzen. Und zur Frequenz hast Du Dich immer noch nicht geäußert. Das ist so Dumm, wie einen Lastwagen für eine unbekannte Last zu kaufen (um dann am Ende festzustellen, dass die Last ein Päckchen Bleistifte ist - oder ein Windrad. Nichts ist unmöglich). Du hast das "Problem" tot diskutiert, bevor die Anforderungen klar waren. Faselst immer noch etwas von Rückwirkungen von Ausgängen auf Eingängen und ignorierst zahlreiche andere Antworten, die Leute mit viel Mühe für Dich hingeschrieben haben. Ich geb's auf, hat keinen Sinn. Mach doch was du willst. Oder lies ein Buch.
Axel S. schrieb: >> Hinter dem LEvelshifter stecken halt mehrere Verbraucher! Also wie >> damit umgehen? > > Auf dieser Seite sind die Leitungen hoffentlich kurz. Da machst du dann > gar nichts. Leider nicht. Es ist vielleicht Impedanzkontrollierter, weil nun Leiterbahnen, aber ansich sind das auch hier weitere Strecken. Deswegen ja die Idee, das "Bus-Signal" immer wieder aufzufrischen mit einen Buffer/Treiber/Shifter...
Stefanus F. schrieb: > Du willst immer noch Levelshifter als Leitungstreiber benutzen. Und zur > Frequenz hast Du Dich immer noch nicht geäußert. Das ist so Dumm, wie > einen Lastwagen für eine unbekannte Last zu kaufen (um dann am Ende > festzustellen, dass die Last ein Päckchen Bleistifte ist - oder ein > Windrad. Nichts ist unmöglich). > > Du hast das "Problem" tot diskutiert, bevor die Anforderungen klar > waren. Faselst immer noch etwas von Rückwirkungen von Ausgängen auf > Eingängen und ignorierst zahlreiche andere Antworten, die Leute mit viel > Mühe für Dich hingeschrieben haben. > > Ich geb's auf, hat keinen Sinn. Mach doch was du willst. Oder lies ein > Buch. Na na na...wer wird denn wohl :-) Weiter oben sieht man, dass ich geschrieben habe niedriger kHz-Bereich. Aber danke! Der Levelshifter ist in meinem Falle ist eher sowas hier: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc8t245-q1.pdf So dumm find ich das garnicht :-) Dieser ist nicht der Treiber für die 1,5m lange Leitung. Hier wäre er eher als Empfänger in dem Bild. Aber ansich wäre er auch ein Treiber für die dahinter liegende Schaltung wo die Verbraucher sitzen, warum auch nicht. Ab dem Punkt A in die Schaltung rein ist RS422 ja nicht mehr interessant. Da läuft es dann wirklich nur noch über eine Bus-Struktur und SPI. Nur wenn der Bus halt etwas länger ist, muss das Signal ab und an aufgewertet werden. Sorry dass ich anscheinend deine Nerven strapaziere :-o
Marten M. schrieb: > Na na na...wer wird denn wohl :-) > Weiter oben sieht man, dass ich geschrieben habe niedriger kHz-Bereich. Ok, akzeptiert. Habe mich gerade wirklich kurz unpassend aufgeregt. > Aber danke! > Nur wenn der Bus halt etwas länger ist, muss das Signal ab und > an aufgewertet werden. Ich denke dazu reichen dann aber weder Levelshifter noch Schmitt Trigger, denn diese verstärken auch Störungen und Verzerrungen.
Marten M. schrieb: > Axel S. schrieb: >>> Hinter dem LEvelshifter stecken halt mehrere Verbraucher! Also wie >>> damit umgehen? >> >> Auf dieser Seite sind die Leitungen hoffentlich kurz. Da machst du dann >> gar nichts. > > Leider nicht. Es ist vielleicht Impedanzkontrollierter, weil nun > Leiterbahnen, aber ansich sind das auch hier weitere Strecken. Und wie weit denn? Die 50cm aus deinem Bildchen oben? Das ist doch Pillepalle. Wir haben früher den Z80 Systembus über ähnliche Distanzen geführt. Bei 4MHz Systemtakt. Da gab es auch keine Terminierung. Noch nicht mal Schmitt-Trigger Eingänge an den Transceivern (mangels Verfügbarkeit).
Marten M. schrieb: > Egon D. schrieb: >> Bei langen Strippen und Punkt-zu-Punkt-Verbindungen >> sieht man sendeseitig einen Längswiderstand vor und >> verwendet Serienterminierung. >> Wenn man eine Busstruktur braucht, kann man z.B. eine >> Theveninterminierung einsetzen, muss dann aber sicher- >> stellen, dass der Sender den erforderlichen Dauerstrom >> liefern kann. > > Puh...jetzt wird gefährlich. Noch nie gehört. Naja, langsam wird es ärgerlich. Es haben Dir schon mehrere Leute empfohlen, mal den Artikel "Wellenwiderstand" im hiesigen Wiki zu lesen, da ist das nämlich erklärt. > Anbei siehst du die Schaltung wie es grob aussieht > in einer Richtung von Controller zu den Verbrauchern. Dass R2 nutzlos ist, hat Axel schon erläutert. Für den 1.8V-Teil stellt sich die Frage, warum Du die Hinweise auf den Zusammenhang von Flankensteilheit und Leitungslänge so hartnäckig ignorierst. 50cm Laufweg sind über den Daumen 3ns. Solange die Flanken (deutlich) länger sind als diese 3ns, würde ich davon ausgehen, dass alles im grünen Bereich ist, auch ohne Terminierung. > Puh...das ist eine Analogie die ich so noch nicht im > Kopf hatte. Dann wäre der Druck die Spannung, der Strom > die Wassermenge. Richtig. Das ist die übliche Modellvorstellung. > ABer auch hier könnte ich sagen, wenn die Pumpe nur sehr > wenig Wasser rein pumpt und den dicken Schlauch kaum voll > bekommt, dann wird der Schlauch nicht mal richtig voll > und das Wasser fließt wie in einer Rinne durch :-) Das kannst Du mit Recht sagen, ja. Die Anschlussfrage ist dann: Wo fließt das Wasser hin? Bedenke: An die Leitungen sind CMOS-Eingänge angeschlossen, die einen extrem hohen Eingangswiderstand haben. Bei konstanten Pegeln fließt als praktisch überhaupt kein Strom. > Und dadurch, dass wenig Wasser fließt, wird die Tonne > dahinter langsamer voll. Welche Tonne? > Also der Kondensator dahinter langsamer geladen... Welcher Kondensator dahinter? Wenn Du die Eingangskapazitäten der folgenden ICs meinst: Ja, das stimmt prinzipiell. Und? Der sendende Gatterausgang muss die Eingangskapazitäten aller Empfänger umladen, das ist richtig; das begrenzt die Flankensteilheit zusätzlich. Wo ist das Problem? Das hat überhaupt nichts mit Wellenwiderständen und Echos zu tun. Es ist ungeschickt, mitten im Ritt das Pferd zu wechseln. Entweder betrachten wir elektrisch lange Leitungen, bei denen der Wellenwiderstand und die Laufzeit das Verhalten diktieren. Oder wir betrachten elektrisch kurze Leitungen, hier spielen Echos keine Rolle, dafür aber die Belastung durch die Empfänger. > Das ist sehr interessant und wichtig für mich dieser > Punkt. Denn wenn der Levelshifter oder ein RS422 Empfänger > "rückläufig" wären, wirds mächtig problematisch. So wie > ich das aber nun durch dich verstehe, haben reflektierte > Signale von den Verbrauchern zurück zum > Levelshifter/422-Empfänger KEINEN Einfluss auf das Signal > vor dem Shifter (Leitung und Quelle). Das ist durchaus > schon mal sehr hilfreich. Natürlich. Genau das (die Rückwirkungsarmut bzw. -freiheit) ist einer der wesentlichen Unterschiede zwischen aktiven und passiven Bauteilen. > Denn bei mir ist es eine doch recht lange Signalkette. > Ab dem Levelshifter gehts nämlich dann weiter zu den > Verbrauchern, dann nochmal Pegel refreshen (Shifter/Treiber) > um weitere Verbraucher zu treiben. Das ist nur möglich > wenn das Signal immer wieder alle X centimeter erneuert > wird [...] Nee. Du löst Probleme, die sich überhaupt nicht stellen. Du kannst nicht Reflexionen auf Leitungen verstehen wollen und gleichzeitig keine Lust haben, Reflexionen auf Leitungen zu verstehen. Das geht nicht. Wenn die "Flanke" (zeitlich) länger ist als die Laufzeit des Signals auf der Leitung, dann existiert aus Sicht der Leitung überhaupt keine "Flanke", sondern nur eine sich ändernde Gleichspannung. Also gibt es auch kein Echo. Und wenns sowieso keine Echos gibt, brauchst Du auch keine Terminierung.
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Marten M. schrieb: >> TI baut keine Einzel-Empfänger; siehe Renesas oder Maxim: > > Aber bei meinen Links ist ja einer davon Driver, einder davon Receiver?! > Wo ist dann das Problem? Bei SPI hast du wahrscheinlich drei Signale vom Master zum Slave, und eins vom Slave zum Master. Also brauchst du drei Treiber und einen Empfänger mit 5 V, und drei Empfänger und einen Treiber mit 1,8 V. > Irgendwie wiedersprechen sich hier die Geister, manche sagen das geht > schon noch, andere sagen es geht garnicht In der Praxis kommt es darauf an, wie viele Störungen du dir auf dem Kabel einfängst. Bei deiner niedrigen Frequenz, und wenn keine anderen Signale durchs selbe Kabel laufen, eher weniger. >> Theveninterminierung > > Noch nie gehört. Siehe z.B. "Common Termination Techniques" in http://www.ti.com/lit/pdf/scaa034. Aber für langsame Signale brauchst du das eher nicht. Mein Vorschlag: RC-Filter, um die Flanken extra langsam zu machen und hochfrequente Störungen herauszufiltern. (Fürs Heruntershiften ist kein separater Levelshifter notwending, weil LVC immer 5V-Signale an seinen Eingängen verträgt.)
Axel S. schrieb: > Und wie weit denn? Die 50cm aus deinem Bildchen oben? Das ist doch > Pillepalle. Wir haben früher den Z80 Systembus über ähnliche Distanzen > geführt. Bei 4MHz Systemtakt. Da gab es auch keine Terminierung. Noch > nicht mal Schmitt-Trigger Eingänge an den Transceivern (mangels > Verfügbarkeit). Eigentlich sind es 50cm pro Platine und es liegen 4 Platinen übereinander, also geht der Bus von einer zur anderen. Dann kommt schon Länge zusammen.
Die von Clemens L. beschriebene Methode im Beitrag #5604878 eignet sich für kurze Leitungen, wo Reflexionen keine Rolle spielen (weil sie sich mit dem Nutzsignal deckend überlappen). Diese Methode kenne ich von den Druckerschnittstellen alter PC's, und sie hat dort oft für Frust gesorgt, weil man die Kabel nur sehr bedingt verlängern konnte. Dort wurden 100 Ohm Widerstände und Kondensatoren im Bereich von 220pF bis 1nF an beiden Enden der Leitung verwendet. Funktioniert leider nur bis zu wenigen 100kHz. Für den TO könnte das knapp geeignet sein, wenn sonst keine großartigen Störeinflüsse zu erwarten sind.
Stefanus F. schrieb: > Die von Clemens L. beschriebene Methode im Beitrag #5604878 eignet sich > für kurze Leitungen, wo Reflexionen keine Rolle spielen (weil sie sich > mit dem Nutzsignal deckend überlappen). Diese Methode kenne ich von den > Druckerschnittstellen alter PC's, und sie hat dort oft für Frust > gesorgt, weil man die Kabel nur sehr bedingt verlängern konnte. > > Dort wurden 100 Ohm Widerstände und Kondensatoren im Bereich von 220pF > bis 1nF an beiden Enden der Leitung verwendet. Funktioniert leider nur > bis zu wenigen 100kHz. > > Für den TO könnte das knapp geeignet sein, wenn sonst keine großartigen > Störeinflüsse zu erwarten sind. Ich freunde mich immer mehr mit RS-422 an und hab mich mal umgesehen. Leider gibts garnicht so viele 125°C Transceiver. Hab auch keinen mit 2x Sender 2x Receiver gefunden. Aber nun gut. Der hier ist so ziemlich der Einzige der mir persönlich gefällt, die 125°C einhält / 5V-Vcc hat: https://www.mouser.de/datasheet/2/256/MAX13080E-MAX13089E-1101789.pdf Spricht hier etwas dagegen? Nur muss ich am Receiver von den 5V auf die 1,8V SPI runter shiften...
Marten M. schrieb: > Ich freunde mich immer mehr mit RS-422 an Differentiell ist immer besser. Viel besser! Ursprünglich hattest du ja keine entsprechenden Kabel. Bei z.B. 10kHz sehe ich aber bei der alten "Drucker-Lösung" kein Problem wenn die Umgebung nicht zu versaut ist. Würde sogar am Eingang nen kompletten RC-Tiefpass (100Ohm+1nF) vorsehen. Am Ausgang evtl. 330 Ohm damit die 20mA nicht überschritten werden. Am Eingang dann nen Schmitt-Trigger. Als Bastellösung taugt das. Frequenz gegenüber der "Drucker-Lösung" um > Faktor 10 runter. Filtergrenzfrequenzen um Faktor 10 runter. Kabel darf dann auch deutlich länger werden.
Marten M. schrieb: > Leider gibts garnicht so viele 125°C Transceiver. Salamitaktik kommt hier gar nicht gut an. Was kommt als nächstes?
Können bei RS-422 Transceivern (wo also ein Sender ein Empfänger verbaut sind) die Full-Duplex beherrschen die beiden "unabhängig" nutzen? Sprich - muss da Sende und Empfangspfad irgendwie synchron was laufen oder kann ich den Empfänger und den Sender unabhängig nutzen? Spreche von dem hier z.B. https://www.mouser.de/datasheet/2/256/MAX13080E-MAX13089E-1101789.pdf Gruß, M
Es kommt auf's konkrete Modell an. Das Datenblatt gilt für mehrere Modelle. Du kannst an den Zeichnungen im Datenblatt sehen, ob und wie Sender und Empfänger Paarweise miteinander verbunden sind.
Stefanus F. schrieb: > Es kommt auf's konkrete Modell an. Das Datenblatt gilt für mehrere > Modelle. > > Du kannst an den Zeichnungen im Datenblatt sehen, ob und wie Sender und > Empfänger Paarweise miteinander verbunden sind. Es wird wohl der MAX13081E und wenn ich die Bilder sehe, dann sind das ja im Prinzip komplett getrennte Sende/Empfangsstrecken. Also muss nicht CLK und DATA hier das synchrone Pärchen sein sondern ich kann jeweils damit machen was ich will?! Eine Frage erlaube ich mir noch zu stellen: Thema Levelshifter/Buffer/Transceiver --> Alle diese ICs denken "digital" wie ein Endverbraucher bei der Interpretation der Eingangspegel oder? Blöd gefragt ein Levelshifter der einmal 4V bekommt und einmal 5V bekommt. Wenn es innerhalb von VIHmin/max liegt, dann wird es als "high" interpretiert. Der OUTPUT egal ob Shifter oder Transceiver etc. schiebt sowohl bei 4V als auch bei 5V-Eingangshighpegel immer den selben Output-Highpegel mit der selben Spannung hinten raus??? Oder unterscheiden sich diese dann in Ihrer Output-Spannung um das eine Volt? Für mich klingt Levelshifter oft so analog, also Spannung wird angehoben...
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Bearbeitet durch User
Beim MAX13081 kannst du Receiver und Transmitter unabhängig voneinander nutzen. Das Einzige, waß sie sich teilen, ist die Stromversorgung und das Gehäuse. > Wenn es innerhalb von VIHmin/max liegt, dann wird > es als "high" interpretiert. Sicher, das ist die Bedeutung dieses Parameters. > Der OUTPUT egal ob Shifter oder Transceiver etc. schiebt sowohl bei 4V > als auch bei 5V-Eingangshighpegel immer den selben Output-Highpegel mit > der selben Spannung hinten raus??? Ja, siehe VOD. Das sind bei 100 Ohm mindestens 3V und maximal die ganze Versorgungsspannung. Unabhängig von der Eingangsspannung auf der Logik-Seite. > Für mich klingt Levelshifter oft so analog, also Spannung > wird angehoben... Das ist kein Levelshifter! Im analogen Umfeld benutzt man das Wort "Verstärker".
Für alle die sich das mit der Terminierung nochmal genauer anschauen wollen, hier Kapitel 2-14...2-17. https://homepages.thm.de/~hg7313/lehre/avt/skript/avt_hightechspeed_bg_kap2.pdf Finde das sehr anschaulich und gut erklärt.
Marten M. schrieb: > So wirklich viel kann ich leider mit den Antworten nicht anfangen :-) > Wir sprechen von SPI, 1-2m Kabel, Takt kann ich runter in den niedrigen > kHz fahren... Du moechtest Dir vielleicht mal isoSPI ansehen. https://www.analog.com/en/products/ltc6820.html
@Mark W. (kram) >> So wirklich viel kann ich leider mit den Antworten nicht anfangen :-) >> Wir sprechen von SPI, 1-2m Kabel, Takt kann ich runter in den niedrigen >> kHz fahren... >Du moechtest Dir vielleicht mal isoSPI ansehen. >https://www.analog.com/en/products/ltc6820.html Netter IC, aber für läppische 1,5m vollkommen Overkill.
Falk B. schrieb: > @Mark W. (kram) > >>> So wirklich viel kann ich leider mit den Antworten nicht anfangen :-) >>> Wir sprechen von SPI, 1-2m Kabel, Takt kann ich runter in den niedrigen >>> kHz fahren... > >>Du moechtest Dir vielleicht mal isoSPI ansehen. >>https://www.analog.com/en/products/ltc6820.html > > Netter IC, aber für läppische 1,5m vollkommen Overkill. Ja gut. Kann schon sein, je nach Anwendungsfall. Ist etwas mehr Aufwand beim Schaltungsentwurf, dafuer aber kann die Software so bleiben wie sie ist und man muss nur ein verdrilltes Adernpaar verlegen und hat auch noch Stoersicherheit.
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