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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Common-mode voltage


Autor: Thomas (Gast)
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Hallo,

wie sicher schnell ersichtlich wird bin ich ein Elektronik Laie.


Ich muss mich derzeit etwas mit RS422/485 auseinandersetzen. Habe nun 
mal in folgendes Dokument geguckt: 
http://focus.ti.com/lit/an/slla070c/slla070c.pdf

Auf Seite 29 ist eine nette Tabelle wo die beiden Schnittstellen 
verglichen werden.

Es geht mir nun um die beiden Einträge "Maximum common-mode voltage" und 
"Driver differential output level".

Wenn ich das richtig sehe dann gibt zweiteres an, wie viel Spannung ein 
Treiberbaustein auf die Leitung gibt. Korrigiert mich wenn ich mich da 
irre.

Beim ersteren, also bei "Maximum common-mode voltage", habe ich keine 
Ahnung was das sein soll. "Gleichtaktspannung" sagt mir quasi garnix.
Soll das die Spannung sein die maximal am Treiber Anliegen darf?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Soll das die Spannung sein die maximal am Treiber Anliegen darf?
Nehmen wir das Bild 8:
Dort ist
z.B. ein Pegel von A=2,0V und B=3,0V (=-1V) eine 0
 und ein Pegel von A=3,0V und B=2,0V (=+1V) eine 1

Das geht auch noch mit
z.B. A=5,0V und B=6,0V (=-1V) --> 0
und  A=6,0V und B=5,0V (=+1V) --> 1

Aber es geht nicht mehr mit
z.B. A=15,0V und B=16,0V (=-1V)
und  A=16,0V und B=15,0V (=+1V)
weil hier der Gleichtaktbereich von 7 bzw. 10V verletzt ist.

Differentiell haben wir immer nur +-1V. Aber im ersten Fall haben wir 
eine Gleichtaktspannung von 2,5V, im zweiten Fall 5,5V und im dritten 
15,5V.

Autor: Thomas (Gast)
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Schonmal danke für die Antwort.

Also im Falle von RS422 jetzt ein Beispiel.

Also ist die Gleichtaktspannung die mittlere Spannung zwischen den 
beiden Leitungen eines Signales?

Wie kann dann im Falle von RS485 der Bereich überhaupt verletzt werden, 
wenn die Signalspannungen nur 1,5 bis 5V sein können? Oder verstehe ich 
da wieder den "Driver differential output level" falsch?

Autor: Peter Roth (gelb)
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Thomas schrieb:
> Also ist die Gleichtaktspannung die mittlere Spannung zwischen den
> beiden Leitungen eines Signales?
Nein, Leitungen gegen Masse.

> Wie kann dann im Falle von RS485 der Bereich überhaupt verletzt werden,
> wenn die Signalspannungen nur 1,5 bis 5V sein können? Oder verstehe ich
> da wieder den "Driver differential output level" falsch?

Bei längeren Strecken oder bei Störungen kann zwischen Sender und 
Empfänger ein positiver oder negativer Versatz in der Bezugsspannung 
(Masse) auftreten.

Dann liefert zwar der Sender 1,5..5V, der Empfänger sieht aber 
entsprechend dem Versatz mehr oder weniger. Solange der Versatz +/- 10V 
nicht überschreitet, ist gut. Andernfalls hilft RS485 auch nicht mehr, 
dann braucht man galvanisch getrennte Strecken.

Grüße, Peter

Autor: Thomas (Gast)
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Die Leitungen gegen Masse? Wie kann es dann bei 15,0V und 16,0V zu einer 
Gleichtaktspannuing von 15,5V kommen?


Also ist dann der "Driver differential output level" der Pegel der ein 
Treiber ausgibt und "Maximum common-mode voltage" der Pegel der beim 
Empfänger maximal anliegen darf. Diese beiden können sich durch 
Potentialunterschiede an GND unterscheiden?

Autor: Thomas (Gast)
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Könnte mir einer sagen, ob ich da jetzt auf dem richtigen Weg bin?

"Driver differential output level" = Ausgangsspannung die ein Treiber 
auf die Leitung gibt.

"Maximum common-mode voltage" = Maximale Eingangsspannung am Empfänger.

Aufgrund von Potentialunterschiede auf der Masse, von Sender und 
Empfänger, kann die Eingangsspannung am Empfänger höher sein, als die 
Ausgangsspannung am Sender?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Also ist die Gleichtaktspannung die mittlere Spannung zwischen den
> beiden Leitungen eines Signales?
Die mittlere Spannung muß auf irgendwas bezogen sein, und ja, 
üblicherweise ist das die Versorgungsmasse des Empfänger-Bausteins.
Ein Common-Mode-Range von z.B. 10V heißt nur, dass keines der beiden 
Signale (die wiederum nicht weiter als der Differential-Mode-Range 
voneinander weg sein dürfen) mehr als 10V auf die Eingangsleitung 
bringen darf. Wenn also das eine Signal 10,5V hätte, und das andere 
9,5V, dann hättest du zwar eine Gleichtaktspannung von 10V (Signale: 10V 
+-0,5V), trotzdem wäre der Gleichtaktbereich des Eingangstreibers 
verletzt.

Kurz und gut, das Fazit vom Vortrag:
Auch RS485 und RS422 brauchen eine Masseleitung.

Autor: Thomas (Gast)
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Also im Falle von RS485 haben die beiden Ausgänge eine Differenz von 1,5 
- 5V und dürfen am Empfänger maximal -7V bis +12V haben?

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