UART mit Teifpassfilter zur Entstörung

[horst (Gast)]

Hallo Leute,

Wir haben hier folgendes Problem. Wir haben hier eine Praktikumsaufgabe 
in der wir einen RC-Tiefpassfilter vor die Datenleitungen RXD und TXD 
bauen sollen.
Um noch ein schönes Rechtecksignal zu bekommen dachten wir uns das wir 
so die 5-fache Eckfrequenz für den Filter nehmen.
Die UART Schnittstelle wird mit 115200 baud betrieben.
So. Können wir dann einfach die 115200 baud = 115,2 kHz nehmen oder muss 
hier das Abtasttheorem ala Nyquist beachtet werden und somit 115,5 / 2 = 
57,6 kHz für die Eckfrequenz angesetzt werde. Allerdings sind wir nich 
sicher ob der hier irrgend eine Rolle spielt.
Oder sind wir komplett auf dem Holzweg und die Frequenz wird komplett 
anders ermittelt?

[horst (Gast)]

Kann mir denn keiner Weiterhelfen welche Frequenz ich benutz um den TP 
anzupassen ?

[B e r n d W. (smiley46)]

Das Letztere, falls immer abwechselnd Einsen und Nullen übertragen 
werden, ergibt das die höchste Frequenz von 57,6kHz. Wobei aus Erfahrung 
ein relativ verwaschenes Signal doch noch eine sichere Übertragung 
zulässt. Die Übertragung könnte dann auch noch mit einem Filter mit der 
3-fachen Eckfrequenz funktionieren.

Mfg, Bernd

[Helmut L. (helmi1)]

Was heist denn die Angabe Baud ?
Bit / Sekunde

Wenn wir jetzt annehmen das jedes Bit abwechselnd  0 oder 1 hat bekommst 
du die hoechste Frequenz. Damit ergibt sich als hoechste Frequenz bei 
115200 Baud wie du schon erkannt hast 57.6Khz.

Wie kommt man nun zur Dimensionierung des Tiefpassfilters ?

Da sollte man zuerst mal wissen was da gefiltert werden soll und im 
welchen Bereich sich deine Stoerer befinden. Du kannst jetzt nicht 
einfach alles ueber 57.6KHz wegfiltern.

1. Durch den Tiefpass verschleifts du dir deine Flanken. Da heist da 
kommt kein Rechteck mehr raus. Der Uart braucht aber an seinen 
Eingaengen saubere Flanken. Du must nach dem Filter einen Komparator 
oder Schmitt-Trigger nachschalten um die Flanken des Signales wieder 
aufzufrischen.

2. Je nachdem wie du denn Tiefpass auslegst kann es sein das es zu 
ueberschwingern an Ausgang des Filters kommt. Was du dafuer brauchst ist 
ein Filter mit konstanter Gruppenlaufzeit. Diese Filter sind in der 
Nachrichtentechnik auch als Bessel-Filter bekannt. Bei Butterworth oder 
Tschybischeff Filter kommt es am Ausgang zu ueberschwingern.

3. Du must dein Filter in der Grenzfrequenz so hoch auslegen das nach 
dem Tiefpass und dem Schmitt-Trigger die '1' oder '0' Zeiten noch 
innerhalb der Toleranzen fuer die Biterkennung des Uarts liegen.

Gruss Helmi

[fast so (Gast)]

Das Ganze ist viel einfacher. Ein einzelnes Bit ist 10us. Davon moechte 
man zB 20% in der Kante verschleifen. Ds bedeutet die Zeitkonstante des 
RC kann 2us sein. Die Impedanz der RS232 ist um die 300 Ohm, also kann 
man noch ein C reinmachen. Und das berechnet sich als : 2us/300 Ohm= 
60nF. Nein ?

[Peter D. (peda)]

Filtergleichungen sind hier völlig nutzlos, Du mußt mit Pegeln arbeiten.

Eine UART teilt ein Bit in 16 Takte und ab dem 7. Takt muß sicher der 
High- bzw. Low-Pegel erreicht sein, damit es theoretisch funktioniert.

Praktisch muß man noch einen Störsignalabstand einbauen, d.h. zum 3. 
Takt sollten die Pegel stimmen.

Also nimm das Datenblatt des RS232-Chips, entnehme die Pegel und den 
Innenwiderstand und dann berechne nach der e-Funktion das nötige 
RC-Glied.

Die meisten RS-232-Chips sind unsymmetrisch (erkennen +/-12V als auch 
TTL), d.h. die Rechnung muß für die ungünstigste Flanke gemacht werden 
(kleineres RC-Glied).


Peter

[B e r n d W. (smiley46)]

Das Signal sieht mit einem Tiefpass fg=159kHz immer noch relativ gut 
aus. Es entsteht lediglich eine kleine Phasenverschiebung.