Forum: Offtopic Canbus und Oszilloskop


von Peter M. (dx193)


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Hi NG,
die Frage betrifft die hobbymäßige Betrachtung des Canbus, nicht wie in 
anderen Beiträgen die professionelle und qualitativ anspruchsvolle 
Auswertung des Canbusses.
Es gibt bei Fahrzeugen u.a. den Lowspeed-Canbus mit ca. 125kb/s und den 
Highspeed-Canbus mit 500kb/s.
Leider kann ich nicht tatsächlich beurteilen, wieviel MHZ oder MS/s oder 
andere Einheiten ein Oszilloskop -lediglich mindestens- erfüllen müsste, 
um GLEICHZEITIG die high und low Signale auf dem Canbus wenigstens 
annähernd anzeigen zu können.

Es wird NICHT die Frage nach dem besten Oszi gestellt! Eher die Frage 
welche Eckwerte das billigste mögliche Oszi für diesen Versuch haben 
muss.

Die Frage soll eher rechnerisch beantwortet werden.

Kann ein Oszi mit "Bandbreite 20 MHZ" den Canbus annehmbar anzeigen, 
oder ist das zu schwach?

Es gibt da Daumenregeln die besagen dass das Oszi "10 mal" schneller 
sein muss als die zu messende Frequenz u.ä.
Leider kann ich mit Canbus:500kb/s, Oszi:20MHZ, oder Oszi:50MSa/s nichts 
anfangen.
Es wird kein Wert auf hohe Genauigkeit gelegt, da der Canbus lediglich 
interessehalber mehrmals "abgehört" und Fehler wie Kurzschluss zu Masse 
oder ähnliches diagnostiziert werden soll.
Danke für eure Antworten.

: Bearbeitet durch User
von Sven B. (scummos)


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Ich weiß nicht was für einen Takt der Bus tatsächlich hat, aber als 
grobe Abschätzung würde ich mal die doppelte Bitrate in Hz nehmen. Das 
wäre also so um 1 MHz rum, was man mit einem 20 MHz Oszi problemlos 
anschauen kann.

von Mathew E. (matus)


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Ist von der theoretischen Seite doch recht einfach.

Um ein Signal aliasfrei abzutasten muss dieses mit mindestens der 
doppelten Grenzfreqeunz als das Nutzsignal abgetastet werden. Bei 
500kbit/s, also fg=500kHz damit fs=1000kHz.

So gilt das auch für ein Oszi.
Wenn nun Aspekte rein kommen, wie das Auswerten mehrerer Kanäle, dann 
ist die Frage wie das Oszi intern aufgebaut ist.

Gehen die Eingänge auf einen Multiplexer und dann auf EINEN A/D-Wandler 
brauchst du entsprechend fs=2*fg*Eingänge. In deinem Fall also min. 
2000kHz. Hinzu kommt noch die Umschaltzeit des Multiplexer, etc. also 
wirds praktisch etwas über 2MHz liegen. Das ist das Minimum um das 
Signal aliasfrei zu rekonstruieren.

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (dx193)


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Danke für die Antworten!

2MHZ oder 4MHZ.

Dann ist ja selbst die Darstellung des Highspeed-Canbus wohl keine 
allzugroße Herausforderung für ein Oszi.

: Bearbeitet durch User
von Sven B. (scummos)


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Mathew E. schrieb:
> Gehen die Eingänge auf einen Multiplexer und dann auf EINEN A/D-Wandler
> brauchst du entsprechend fs=2*fg*Eingänge. In deinem Fall also min.
> 2000kHz. Hinzu kommt noch die Umschaltzeit des Multiplexer, etc. also
> wirds praktisch etwas über 2MHz liegen. Das ist das Minimum um das
> Signal aliasfrei zu rekonstruieren.
Umschaltzeit der Multiplexer? Wovon redest du? So funktioniert eine 
Eingangsstufe eines Oszis nicht.

> Um ein Signal aliasfrei abzutasten muss dieses mit mindestens der
> doppelten Grenzfreqeunz als das Nutzsignal abgetastet werden. Bei
> 500kbit/s, also fg=500kHz damit fs=1000kHz.
Die 1 MHz sind aber der Grundton, um das einigermaßen schön darzustellen 
will man schon die ersten 5 oder so Obertöne dabei zu haben. Das ist ja 
ein Rechteck und kein Sinus.

von Bernd K. (prof7bit)


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Halbe Bitrate. Bei 500kBit/s hat das schnellste Rechteck gerademal 
250kHz. Also sollte nach der Faustformel das Oszi 2,5MS/s haben.

von Mathew E. (matus)


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Sven B. schrieb:
> Mathew E. schrieb:
>> Gehen die Eingänge auf einen Multiplexer und dann auf EINEN A/D-Wandler
>> brauchst du entsprechend fs=2*fg*Eingänge. In deinem Fall also min.
>> 2000kHz. Hinzu kommt noch die Umschaltzeit des Multiplexer, etc. also
>> wirds praktisch etwas über 2MHz liegen. Das ist das Minimum um das
>> Signal aliasfrei zu rekonstruieren.
> Umschaltzeit der Multiplexer? Wovon redest du? So funktioniert eine
> Eingangsstufe eines Oszis nicht.
>

Ich kenne die Technik verschiedener Oszis nicht. Eine Implementierung, 
die nur als Beispiel gedacht war, wäre mittels eines Multiplexers, der 
alle n Eingänge auf einen dahinterliegenden A/D Wandler gibt. Da 
dieses System noch leichte Laufzeitverluste hat müsste die Abtastung 
etwas über den 2MHz liegen. Aber ist richtig, die Umschaltzeit des 
Multiplexers muss hier nicht mit rein spielen.


>> Um ein Signal aliasfrei abzutasten muss dieses mit mindestens der
>> doppelten Grenzfreqeunz als das Nutzsignal abgetastet werden. Bei
>> 500kbit/s, also fg=500kHz damit fs=1000kHz.
> Die 1 MHz sind aber der Grundton, um das einigermaßen schön darzustellen
> will man schon die ersten 5 oder so Obertöne dabei zu haben. Das ist ja
> ein Rechteck und kein Sinus.

Das ist richtig. Der TO fragte ja aber bewusst nach dem absoluten 
Minimum, das nötig sei. Und das ist eben der Grundton. Klar, mit jedem 
Oberton, den man einfängt wird das Signal besser rekonstruiert. Aber das 
zählte ich hier zur Kategorie "Luxus", da es dem TO bewusst um 
Minimalisierung und nur für Kurzschlusserkennung etc. ging.

von (prx) A. K. (prx)


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Bitte zwischen Bandbreite und Abtastrate unterscheiden. Das sind bei 
DSOs recht unterschiedliche Parameter.

Mit der 3. Oberwelle der Grundfrequenz ist man noch etwas knapp dabei, 
mit der 5. sieht es schon einigermassen brauchbar aus. Mit dieser 
Daumenregel landet man also bei der 5-fachen Analogbandbreite und der 
10-fachen Abtastrate für qualitativ brauchbare Aussagen über das Signal.

Für pure Existenz des Signals, ohne nennenswerte quantitative und 
qualitative Aussagen, reicht natürlich auch weniger. Da die 
Analogbandbreite insbesondere bei Analogscopes keine harte Grenze ist, 
kann man dann auch etwas darüber hinaus gehen. Aber nicht bei der 
Abtastrate von DSOs, da ist Faktor 2 gegenüber der Grundfrequenz 
zwingend.

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Mathew E. schrieb:
> Ich kenne die Technik verschiedener Oszis nicht. Eine Implementierung,
> die nur als Beispiel gedacht war, wäre mittels eines Multiplexers, der
> alle n Eingänge auf einen dahinterliegenden A/D Wandler gibt.

Andersrum läuft der Hase. Meist gibts mehr ADCs als Kanäle. Also 
vielleicht 4 Stück 250MHz ADCs für 1GS/s Abtastung, mit zeitlich 
entsprechend verschobenen Samples.

Je nach Modell und Geldbeutel gilt das pro Kanal, oder für beide 
zusammen. Letztere erkennt man an sowas wie 1GS/s bei einem aktiven 
Kanal und 500MS/s bei zweien.

: Bearbeitet durch User
von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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A. K. schrieb:
> Andersrum läuft der Hase. Meist gibts mehr ADCs als Kanäle. Also
> vielleicht 4 Stück 250MHz ADCs für 1GS/s Abtastung, mit zeitlich
> entsprechend verschobenen Samples.

Beim "Preisbomber*" von Rigol wird das in einem Baustein erledigt, der 
die vier ADCs enthält:
http://www.hittite.com/content/documents/data_sheet/hmcad1511.pdf


*) DS100Z-Reihe

von Vlad T. (vlad_tepesch)


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Ist hier nicht noch jemand, der denkt, dass man mit jedem billigem 
USB-Logicanalyzer ein paar CAN-Signale aufzeichnen kann?

von Kai M. (kai_mauer)


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Vlad Tepesch schrieb:
> Ist hier nicht noch jemand, der denkt, dass man mit jedem billigem
> USB-Logicanalyzer ein paar CAN-Signale aufzeichnen kann?

Hier ich. Na, da sind wir ja schon zu zweit.
Zumindest besser als ein Oszi ist das, weil der gar nicht weiß, auf was
er triggern sollte.

von Soul E. (Gast)


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Wobei die meisten Logikanalyzer nur digital anzeigen können. Common mode 
shift, Leitungsreflextionen, zu kleine oder zu große Pegel oder 
Kurzschluß von CAN_L nach Masse oder CAN_H nach Plus sieht man damit 
nicht. Da kommen entweder Daten oder es kommen keine. Und dem TO ging es 
ja um's Debugging des physical layers, nicht der Datenpakete.

von Kai M. (kai_mauer)


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soul eye schrieb:
> Wobei die meisten Logikanalyzer nur digital anzeigen können. Common mode
> shift, Leitungsreflextionen, zu kleine oder zu große Pegel oder
> Kurzschluß von CAN_L nach Masse oder CAN_H nach Plus sieht man damit
> nicht. Da kommen entweder Daten oder es kommen keine.

Das ist richtig. Man braucht einen Oszi, um festzustellen, ob die 
Signale
auf dem Bus physisch in Ordnung sind. Um das Signal aber "logisch" 
ansehen
zu können, ist man mit einem Logic-Analyser besser bedient.
In Werkstätten ist man deshalb mit einer Kombination aus beiden Geräten
ausgerüstet.

: Bearbeitet durch User
von Peter M. (dx193)


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Kai Mauer schrieb:
> In Werkstätten ist man deshalb mit einer Kombination aus beiden Geräten
> ausgerüstet

Ja. Aber es geht ja oft darum, die Werkstatt zu vermeiden, wenn möglich. 
Die unendlich teuren Geräte können natürlich alles.

Es geht mir darum, zunächst auf einfachstem und BILLIGSTEN Wege 
handwerkliche Diagnosemöglichkeiten zu finden, die schon mal die 
gröbsten Fehler aufzeigen.

Was ich jetzt gelernt habe:

1) Mit dem Multimeter kann man die Spannung auf Canhigh und Canlow 
messen.
Da beide Canbusse Low und HighSPEED jedoch andere Spannungen haben, wäre 
ich dankbar für einen Praktiker, der das schon mal gemacht hat und die 
Werte konkret bestimmen könnte.

2) Mit dem Logikanalyzer kann man offensichtlich die Datenpakete 
speichern und ansehen. Falsche Spannungen durch Kurzschlüsse sind wohl 
nicht erkennbar.
Das ist sicher hilfreich, insbesondere, wenn man für ein FZ die 
Identifier kennt.

3) Mit dem Oszi (ab ca. 10 MHZ, der Canbus hat anscheinend Frequenzen 
bis über 1MHZ) kann man die Datenpakete und ihre Spannungen sehen. 
Ebenso werden veränderte Spannungen durch Kurzschlüsse sichtbar.

Kann jemand über Erfahrungen bei der Canbus-Fehlerdiagnose berichten?
Sollte man nicht einen ausführlichen Thread eröffnen, um die 
kostengünstigen Diagnosemöglichkeiten (Für Bastler) festzuhalten und zu 
strukturieren?

Danke für die Antworten bis hierher!

: Bearbeitet durch User
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