Ich möchte mit einem Analogschalter eine 5m Koaxialleitung schnell umladen. Die Leitung soll am Ende eine digitale Last treiben. Also hoher Eingangswiderstand und Kapazität. Ich will nun die Kapazität bestimmen, die der Ausgang des Analogschalters sieht, damit ich abschätzen kann wie die Flankensteilheit ist und welche umladeströme auftreten.
Bodo T. schrieb: > Ich möchte mit einem Analogschalter Warum? Warum kein 50-Ohm-Treiber? > eine 5m Koaxialleitung schnell umladen. Anpassen --> Leitung (reell) abschließen. > Die Leitung soll am Ende eine digitale Last treiben. > Also hoher Eingangswiderstand und Kapazität. Warum? Warum kein impedanzrichtiger Abschluss? > Ich will nun die Kapazität bestimmen, die der Ausgang > des Analogschalters sieht, Bei 5m Koax-Kabel überschlägig 500pF. > damit ich abschätzen kann wie die Flankensteilheit > ist und welche umladeströme auftreten. Kannst Du nicht. Der Strom wird nie größer als der Quotient aus Ausgangs- spannung und Wellenwiderstand. Warum glaubst Du, dass ein Koax-Kabel zwar eine Kabelkapazität hat, aber keine Kabelinduktivität?
Grummler schrieb: > Warum? > Warum kein 50-Ohm-Treiber? Weil ich für die geforderte Geschwindigkeit und 5V Level keinen Leitungstreiber gefunden habe. Grummler schrieb: > Anpassen --> Leitung (reell) abschließen. Da ist aber eine digitale last dran, die eben nicht nur Regel ist. Grummler schrieb: > Warum glaubst Du, dass ein Koax-Kabel zwar eine > Kabelkapazität hat, aber keine Kabelinduktivität? Glaube ich nicht aber die Kapazität interessiert mich wegen der umladeströme.
Bodo T. schrieb: > aber die Kapazität interessiert mich Beitrag "[V] Digitale Kapazitätsmessgeräte KM-20MF"
Bodo T. schrieb: > Da ist aber eine digitale last dran, die eben nicht nur Regel ist. Das heißt dann aber, dass du da Überschwinger am Ausgang hast, wenn du die Leitung nicht richtig abschließt. Sowas ist mir schon mal auf einem SPI-Bus von nur 20 cm Länge auf die Füße gefallen (innerhalb einer Platine). >> Warum glaubst Du, dass ein Koax-Kabel zwar eine >> Kabelkapazität hat, aber keine Kabelinduktivität? > > Glaube ich nicht aber die Kapazität interessiert mich wegen der > umladeströme. Auch da geht aber die Induktivität mit ein. Das "hintere Ende" der Gesamtkapazität kann durch die "im Weg liegende" Induktivität nämlich nicht so schnell umgeladen werden wie der Kapazitätsbelag am Anfang der Leitung. Ansonsten steht die Größe des Kapazitätsbelags im Datenblatt des Kabels. Die 100 pF/m, die dir weiter oben genannt worden sind, gelten für viele aber nicht für alle Kabel mit 50 Ω Wellenwiderstand.
Ein Koaxkabel muss eingangs- und ausgangsseitig impedanzrichtig abgeschlossen sein, wenn man hohe Frequenzen oder Impulse gut/richtig übertragen will. Ohne dem kommt es Überschwingungserscheinungen. Gruß Old
Bodo T. schrieb: > Grummler schrieb: >> Warum? >> Warum kein 50-Ohm-Treiber? > > Weil ich für die geforderte Geschwindigkeit und 5V Level keinen > Leitungstreiber gefunden habe. Welcher "Analogschalter" ist schneller als ein Gatetreiber für "normale" FETs oder IGBTs oder gar GaN den Du mit 5V versorgst? Nur eins der zahllosen Teile die es dafür gibt: IXD 602, https://www.littelfuse.com/products/integrated-circuits/gate-driver-ics/igbt-and-mosfet-driver-ics/low-side-gate-driver-ics/ixd_602.aspx Und wenn Du doch nicht direkt ins Kabel rumpeln willst nimmst halt einen 50E Serienwiderstand, terminierst das Kabel ordentlich und setzt dann die Versorgung auf 10V damit am Ende die 5V anstehen...
Bodo T. schrieb: > Ich möchte mit einem Analogschalter eine 5m Koaxialleitung schnell > umladen. Wirklich? > Die Leitung soll am Ende eine digitale Last treiben. Dann spricht man nicht von Umladen, wenn gleich das ein Nebeneffekt ist. Du willst ein 5V Digitalsignal über 5m Koaxialkabel übertragen. > Also hoher > Eingangswiderstand und Kapazität. Hohe Kapazität? Eher nicht. > Ich will nun die Kapazität bestimmen, > die der Ausgang des Analogschalters sieht, damit ich abschätzen kann wie > die Flankensteilheit ist und welche umladeströme auftreten. Braucht man so nicht. Man nimmt einen normalen 5V Digitalausgang und Serienterminierung, siehe Wellenwiderstand. Dann klappt das auch mit der Signalintegrität.
Bodo T. schrieb: > damit ich abschätzen kann wie > die Flankensteilheit ist und welche umladeströme auftreten. Wie sieht überhaupt denn dein Steuersignal aus? Welche Flankensteilheit? Welche max. Frequenz? Michael
In den ersten 30-40 ns verhält sich die Leitung wie ein reeller 50 Ohm Widerstand. Der Strom in die Leitung beträgt während dieser Zeit also 20 mA pro Volt Spannung auf der Leitung... Wenn nicht auf Anpassung geachtet wird wandert dann noch eine Reflexion ein paar mal hin und her, wobei der Strom das Vorzeichen wechselt und die Stromstärke allmählich abklingt. das heisst: längeres Koaxkabel bedeutet im Allgemeinen nicht höhere Umlade-ströme sondern diese treten einfach längere zeit auf bzw es dauert länger, bis sich alles einpendelt.
> Ich möchte mit einem Analogschalter eine 5m Koaxialleitung schnell > umladen. Die Leitung soll am Ende eine digitale Last treiben. Also hoher > Eingangswiderstand und Kapazität. Ich will nun die Kapazität bestimmen, > die der Ausgang des Analogschalters sieht, damit ich abschätzen kann wie > die Flankensteilheit ist und welche umladeströme auftreten. Eine schoene Beschreibung von Dingen die man genauso nicht tun sollte. Mehr gibt es dazu nicht zu sagen.
Old schrieb: > Ein Koaxkabel muss eingangs- und ausgangsseitig impedanzrichtig > abgeschlossen sein, wenn man hohe Frequenzen oder Impulse gut/richtig > übertragen will. Ohne dem kommt es Überschwingungserscheinungen. Bei abgeschirmten Oszilloskopleitungen kann man die Flankensteilheit oft mit einem Trimmkondensator optimieren. Eventuell kannst du etwas ähnliches auch für dein Vorhaben aufbauen. Prinzipschaltung eines üblichen passiven Tastkopfes einschließlich Eingangsstufe des Oszilloskops: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0b/Tastkopf_Standard.png Prinzipschaltung eines Tastkopfes nach dem Transmission-Line-Prinzip (10:1): https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ef/Transmission-Line-Probe.jpeg aus https://de.wikipedia.org/wiki/Tastkopf
Beitrag #7256850 wurde von einem Moderator gelöscht.
Entweder du kennst die Zusammenhänge oder du erkundest es per Formeln oder einfach in LTspice. Mit zunehmender Frequenz sieht der Treiber immer weniger von weiter entfernten Bereichen des Kabels. Das gilt für beide Enden.
kai schrieb: > Bei abgeschirmten Oszilloskopleitungen kann man die Flankensteilheit oft > mit einem Trimmkondensator optimieren Das ist ein frequenzkompensierter Spannungsteiler, eine völlig andere Baustelle.
kai schrieb: > Prinzipschaltung eines üblichen passiven Tastkopfes einschließlich > Eingangsstufe des Oszilloskops: Die meisten Tastkopfleitungen enthalten aber keinen niederohmigen Innenleiter, sondern bestehen aus Widerstandsdraht. Dessen Widerstand ist ein wichtiger Bestandteil des Spannungsteilers und sorgt vor allem auch für die breitbandige Unterdrückung von Reflexionen direkt im Kabel. Somit liegen also gänzlich andere Verhältnisse als bei einem normalen Koaxialkabel vor.
Bodo T. schrieb: > Weil ich für die geforderte Geschwindigkeit und 5V Level keinen > Leitungstreiber gefunden habe. GaAs-Treiber in Form von Transistoren / Array. Was sich an Kapazität bildet, hängt von der Länge und der Breite und der Umgebung des PCBs, konkret dem Nachbarlayer ab.
Bodo T. schrieb: > eine 5m Koaxialleitung schnell > umladen Der TE hat sich ja lange nicht mehr gemeldet, aber ich fürchte, dass er mit "schnell" z.B. 0,5µs meint...
Ich fürchte, dass er eh nur trollt.
Hp M. schrieb: > Der TE hat sich ja lange nicht mehr gemeldet, aber ich fürchte, dass er > mit "schnell" z.B. 0,5µs meint... Es geht um 0,1us umladezeit.
Moin, Bodo T. schrieb: > Es geht um 0,1us umladezeit. OK, also 100ns. Bei 5m Koaxleitung wuerd' ich mal mutmassen, dass das eine Durchlaufzeit von 5m/(0.67*3e8m/s) = 25ns hat. Also einmal hin und zurueck 50ns. Hm. Also schon in der selben Groessenordnung. Da taet' ich mich nicht drauf verlassen, dass eine rein kapazitive Betrachtung Ergebnisse liefert, die mit der Realitaet noch viel zu tun haben. Gruss WK
Es geht ja auch nur darum möglichst verzögerungsarm an digitalen Eingang am Ende eine Flanke zu empfangen.
Moin, Bodo T. schrieb: > an digitalen Eingang > am Ende eine Flanke zu empfangen. also "eine", in Zahlen 1 Flanke. Nicht ein paar verschieden hohe. Genau da ist dein Problem. Gruss WK
Bodo T. schrieb: > Die Leitung soll am Ende eine digitale Last treiben. Ah, ja. Und wie unterscheidet sich eine digitale Last von einer gewöhnlichen Last? Antwort: gar nicht. Es gibt da keine Unterschiede und die Anfrage beruht auf einer Unkenntnis der physikalischen Verhältnisse. Also jedes Kabel kann prinzipiell jede Signalform übertragen - vorausgesetzt, es wird mit dem jeweiligen Wellenwiderstand abgeschlossen (oder es ist unendlich lang ...). Allerdings kann es kein Signal schneller transportieren als es die Lichtgeschwindigkeit vorgibt. Bei üblichen Koaxialkabeln hat man da wimre so etwa 60..70% der Lichtgeschwindigkeit, schneller geht es prinzipiell nicht. Macht (wenn ich mich nicht verrechnet hab) so etwa 20..30 ns für eine 5 Meter lange Koaxialstrippe. Nur so, um mal nen Daumenwert zu haben. W.S.
Bodo T. schrieb: > Es geht ja auch nur darum möglichst verzögerungsarm an digitalen Eingang > am Ende eine Flanke zu empfangen. Nochmals genau lesen: Beitrag "Re: Kapazitive Last einer 50Ohm Koaxialleitung" Außerdem ansehen: W2AEW # 88: https://www.youtube.com/watch?v=9cP6w2odGUc Der Treiber stellt also überhaupt kein Problem dar. Dein Problem ..."möglichst verzögerungsarm"... liegt (s. Zitat o.) also in der Verzögerungszeit des Koax. => Also ist ein Koax mit Luft als Dielektrikum die Lösung, da es wegen der Luft kaum zusätzliche Laufzeit besitzt. Die Impedanz-richtigen Abschlüsse sind die nächste Voraussetzung, die erfüllt sein muss ... Bau dir also ein (starres) Koax mit Luft-D.; das ist am einfachsten mit Baumarktmitteln zu bewerkstelligen. Ob deine "Last" zur Weiterverarbeitung am Ende analog oder digital aussieht, ist Jacke wie Hose. Michael PS: Nun komm nicht mit dem Argument, dass du das Koax um zig Ecken legen musst. Das hast du eingangs nicht gefordert :-)
Das ist doch der Klassiker schlechthin. Da es nur eine Signalrichtung gibt, reicht es, den Sender an das Kabel anzupassen. Damit gibt es keine Vielfachreflexionen und die Spannung wird nicht geteilt. Ein 5-V-Sender liefert 5 V. Das eine oder die paar Pikofarad an Eingangskapazität des Empfängers werden bei 10 MHz nun auch nicht viel anrichten.
Ein weiser Kollege sagte mal "wenn alle es anders machen als du, bist entweder du ein Genie (unwahrscheinlich) oder dein plan ist scheiße (die Regel). Ethernet hdmi USB 2/3 displayport sata sind alles Differentialgleichungen Standards über twistedpair. Das hat einen Grund . Es ist einfach einfacher und Störsicherer so solltest du es auch machen. Kannst sogar Kapazität oder induktiv koppeln und so Potential frei werden und Treiber gibt's auch wie Sand am Meer.
TwitterPairDifferentia schrieb: > Ethernet hdmi USB 2/3 displayport sata sind alles > Differentialgleichungen ... Aha.
Leute, das ist ein Troll. Er eröffnet reihenweise Threads mit vorgeblich recht dubiosen HF-Problemen, jedesmal unter einem anderen Namen. Teilweise verheddert er sich mit seinen Namen auch, weshalb das eine oder andere von ihm schon gelöscht worden ist, weil er in einem Thread mit zwei Namen auftauchte. Irgendein reales Problem will er mit Sicherheit nicht gelöst bekommen.
Jörg W. schrieb: > Leute, das ist ein Troll. Kann es sein das er ein Doktorant auf ein nichtelektrotechnischen Gebiet ist, eine Aufgabe für seine Dr.Arbeit lösen muss, die genau diese Eingangs gestellte Fordeung von maximal 100nS Laufzeit beinhaltet, aber mangels elektrotechnische Kenntnisse die dazu nötigen Rahmenbedingungen nicht versteht? Solche Leute habe ich schon öfters kennengelernt. z.B. Wie benötige einen 10Terahertzzähler der auf 1Hz auflöst und genau ist. oder ich benötige ein Impuls mit 10KV und 1fs Anstiegszeit. Soll aber mit Cmos Gatter funktionieren und auf einen Steckbrett aufbaubar sein. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Kann es sein das er ein Doktorant auf ein nichtelektrotechnischen Gebiet > ist Seinen anderen Fragen nach zu urteilen: nein. Er hat einfach nur ein paar Provokationen in die Runde geworfen, eine nach der anderen.
Jörg W. schrieb: > Leute, das ist ein Troll. Er eröffnet reihenweise Threads mit vorgeblich > recht dubiosen HF-Problemen, jedesmal unter einem anderen Namen. > Teilweise verheddert er sich mit seinen Namen auch, weshalb das eine > oder andere von ihm schon gelöscht worden ist, weil er in einem Thread > mit zwei Namen auftauchte. > > Irgendein reales Problem will er mit Sicherheit nicht gelöst bekommen. Der hier riecht auch stark nach Troll. Beitrag "Neo Pixel info"
Jörg W. schrieb: > Leute, das ist ein Troll. Er eröffnet reihenweise Threads mit vorgeblich > recht dubiosen HF-Problemen, jedesmal unter einem anderen Namen. Jörg kannst du als Moderator feststellen, ob die verschiedene Namen unter der gleichen IP-Adressen gepostet wurden? Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Jörg W. schrieb: > >> Leute, das ist ein Troll. Er eröffnet reihenweise Threads mit vorgeblich >> recht dubiosen HF-Problemen, jedesmal unter einem anderen Namen. > > Jörg kannst du als Moderator feststellen, ob die verschiedene Namen > unter der gleichen IP-Adressen gepostet wurden? > Ralph Berres Und was willst du dann tun? Ich mache nichts illegales.
Bodo T. schrieb: > Ich mache nichts illegales. Naja, das ist sehr hart an der Grenze zu einer vorsätzlichen Störung der Diskussion. In dem Falle halt, die Leute mit unsinnigen Fragen "aus der Reserve zu locken".
von Bodo T. schrieb: >Ich will nun die Kapazität bestimmen, >die der Ausgang des Analogschalters sieht, Dein Denkfehler ist, daß du eine Koaxialleitung nur als Kapazität betrachtest. Das ist sie bei kleiner als 1/4 Wellenlänge und kein Abschluß am Ende, also offen. Bei etwas größer 1/4 Wellenlänge ist sie dann induktiv. Und am Ende abgeschlossen ist sie dann weder kapazitiv noch induktiv.
Beitrag #7259111 wurde von einem Moderator gelöscht.
Günter L. schrieb: > Und am Ende abgeschlossen ist sie dann weder kapazitiv > noch induktiv. Aber nur wenn die Quelle die gleiche Impedanz hat.
von Kilo S. schrieb:
>Aber nur wenn die Quelle die gleiche Impedanz hat.
Wenn die Quelle eine andere Impedanz hat auch.
Wenn ein Kabel 50 Ohm Wellenwiderstand hat und am
Ende mit 50 Ohm abgeschlossen ist, "denkt" jeder
Sender, egal welcher Impedanz, er arbeitet auf einen
ohmschen Widerstand von 50 Ohm. Das passiert auch
wenn so ein Kabel nicht abgeschlossen ist aber sehr sehr
Lang ist, und die Welle sich wegen der Kabeldämpfung
tot läuft.
Dennoch ist es besser, den Sender an die Leitung anzupassen und den Empfänger hochohmig zu belassen. Die Welle läuft mit halber Spannung hin, klappt beim quasi offenen Ende (Rx-Position) auf die volle Spannung und läuft zurück. Keine weitere Reflexion. Zwei Laufzeiten lang muss der Sender Strom liefern, danach ist er im Leerlauf. Sehr leistungsarm bei niedriger Schaltfrequenz. Das andere Modell gilt für Busse, bei dem zweckdienlich beide Leitungsenden terminiert werden. Hier sieht jeder Sender - egal an welcher Position - dauerhaft die doppelte Last.
dfIas schrieb: > Zwei Laufzeiten lang muss der Sender Strom liefern, danach ist > er im Leerlauf. Sehr leistungsarm bei niedriger Schaltfrequenz. Um auf das Anfangsthema zurückzukommen: Man kann den Leistungsbedarf auch über die Kabelkapazität und den Spannungshub bestimmen. Die Arbeit eines Signalswechsels ergibt sich aus E = 1/2 C U² und diese noch durch die Schaltperiode teilen für die mittlere Leistung. Etwas umständlicher kommt man über die Laufzeit und die Leitungsimpedanz auf das hoffentlich gleiche Ergebnis. Eine schöne Aufgabe fürs Erstsemester ... ;)
dfIas schrieb: > Dennoch ist es besser, den Sender an die Leitung anzupassen und den > Empfänger hochohmig zu belassen. .... Darf ich dich an folgende Forderung erinnern, im Beitrag "Re: Kapazitive Last einer 50Ohm Koaxialleitung" formuliert: "Es geht ja auch nur darum möglichst verzögerungsarm an digitalen Eingang am Ende eine Flanke zu empfangen." Mit herkömmlichem Koax (VF = 0,66 - 0,8) gewinnst du nicht. ;-( Außerdem: Was ist so schlimm an einem Abschluss mit korrekter Impedanz, so dass es keine Reflexion gibt? Es geht vordergründig (s. Startbeitrag) auch nicht um irgendeine Kapazität, die "umgeladen" werden müsse (irrelevante Behauptung). 1. Wenn der Fragesteller auf Geschwindigkeit abzielt (... "verzögerungsarm" ...), muss er sich ein Koax mit Luft-Isolierung (epsilon = 1) bauen (oder teuer kaufen). 2. Wenn er keinen geeigneten Leitungstreiber mit t-rise = 100 ns finden kann, dann ist er mit solchen Problemstellungen eh hoffnungslos überfordert. Er macht aber hier einen auf "dicke Hose"... 3. Ob die Last nachher digital oder analog verarbeitet, ist sch...egal (s.w.o.). Michael (mit meinem wohl letzten Kommentar hierzu in meiner Eigenschaft als Gleichstromtechnik-Interessierter :-) )
Michael M. schrieb: > Was ist so schlimm an einem Abschluss mit korrekter Impedanz, > so dass es keine Reflexion gibt? Die Totalreflexion am offenen Ende bewirkt halt, dass beim Ankommen der Welle sofort die volle Leerlaufspannung des Senders anliegt. Mit einem Abschluss am Ende bleibt es bei halber Spannung und kostet auch stationär Leistung. Ist hier alles nicht gefordert, aber halt der Klassiker bei der unidirektionalen Datenübertragung von A nach B. Sender an Leitung angepasst (meist liegen Ausgangsstufen bereits in der richtigen Größenordnung) und Empfänger hochohmig steht für die optimale Ausnutzung der Ressourcen und gilt natürlich unabhängig von der Wahl des Dielektrikums zwecks Laufzeit. Es wäre auch zu hinterfragen, ob nicht a) die Strecke verkürzt und/oder b) das Signal mit entsprechendem Vorhalt ausgegeben werden kann. Man kann auch Signale vorverlegen, indem man andere Aktivitäten verzögert.
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