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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messung eines Differenzsignals


Autor: pernard (Gast)
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Hallo,
kleine Frage zu Messtechnik.

Misst man bei einem Differenzsignal eigentlich immer zwischen V+ und V- 
oder zwischen V+ und GND bzw. V- und GND?

Pernard

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Sag doch mal, wie du auf die Frage gekommen bist...

Ein Differenzsignal ist idR. zuallererst mal nur eine Spannung. Und jede 
Spannung ist eine Differenz (wenn sie nicht gerade mal 0V ist).

Daher muß die Antwort auf deine Frage "ja" lauten. Nur darf man V+ und 
V- eben gern auch irgendwo hinlegen...

Autor: pernard (Gast)
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Habe eine Augendiagrammmessung eines Ethernet 100BASE-TX Signals 
durchgeführt. Die Amplitude ist aber um die Hälfte kleiner, als in der 
Spec angegeben. Habe ca. -0.5V bis +0.5V gemessen. Eigenlich sind es ja 
-1V bis +1V..

Die Auge ist aber geöffnet. Habe mit einem tastkopfgemessen mit 10MOhm 
Eingangswiderstand.

Autor: Thomas Eckmann (Firma: Thomas Eckmann Informationst.) (thomase)
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pernard schrieb:
> Misst man bei einem Differenzsignal eigentlich immer zwischen V+ und V-
>
> oder zwischen V+ und GND bzw. V- und GND?

Bei einem symmetrischen Signal gibt es kein Bezugspotential. Das ist 
Sinn und Zweck der ganzen Sache.

mfg.

Autor: pernard (Gast)
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V+ soll nämlich 1V betragen bei Ethernet.
Ich messe nur 500mV. Die Enden sind mit 100 Ohm abgeschlossen 
abgeschlossen.



Ich versteh den Leitungsabschluss auch nicht wirklich. Da werden zwei 50 
Ohm Widerstände parallel zur Leitung geschaltet. Und zwischen den 
Widerständen wird der Punkt mit Masse verbunden.

Hab schon gedacht, dass ich den halben Pegel messe aufgrund eines 
Spannungteilers zwischen den Abschlusswiderständen der beiden 
Leitungsenden. Aber das kann auch nicht sein.

Autor: John Drake (Gast)
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pernard schrieb:
>
> Ich versteh den Leitungsabschluss auch nicht wirklich. Da werden zwei 50
> Ohm Widerstände parallel zur Leitung geschaltet. Und zwischen den
> Widerständen wird der Punkt mit Masse verbunden.

"parallel" ist jetzt ein wenig irreführend. Davon abgesehen: Richtig so, 
es ist ja schließlich eine differentielle Übertragung.

> Hab schon gedacht, dass ich den halben Pegel messe aufgrund eines
> Spannungteilers zwischen den Abschlusswiderständen der beiden
> Leitungsenden. ...

Nein. Denk noch einmal darüber nach, wie die Abschlusswiderstände 
angeschlossen waren. Denkst du, der Datenempfänger würde ordentlich 
funktionieren, wenn du eine der Leitungen mit Masse verbindest und dir 
nur die andere Leitung ansiehst? Genau das machst du jetzt mit deinem 
Tastkopf.

Lösung: Differentieller Tastkopf (teuer) oder ein 2-Kanaloszi.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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pernard schrieb:
> Die Auge ist aber geöffnet. Habe mit einem tastkopfgemessen mit 10MOhm
>
> Eingangswiderstand.

Wohl kaum. Die 10 MOhm gelten nur bei DC. Du hast die Tastkopfkapazität 
nicht betrachtet. Bei 100 MHz (ca.) kommst Du da ebenfalls in die Gegend 
"einige zig Ohm".

Rechne mal die Kapazität Deines TK bei Deiner Messfrequenz in den 
Widerstandswert um.

Autor: Ernestus Pastell (malzeit) Benutzerseite
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Udiff = Ua - Ub

Deswegen heißt es Differenzsignal

Du kannst mit entsprechender Ausrüstung direkt Udiff messen oder über 
die Mathematik-Funktion des Oszis zwei Spannungen miteinander 
verrechnen.

Autor: pernard (Gast)
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Wie soll ich da denn eine feste Frequenz annehmen, das ist doch kein 
Sinussignal. Da sind Spektralanteile bis 300MHz mit drin. Kommt drauf 
an, wo die f_g des Kabels ist.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Nimm doch einfach mal , nur um zu rechnen eine feste Freqeunz an .z.B. 
100 MHz.

wie hoch ist da der widerstand Deines Tastkopf (XX pF) ? Was errechnest 
Du?

Ist dir nun klarer, woher die Belastung kommt - müßte eigentlich klarer 
sein .-)

Autor: pernard (Gast)
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John Drake schrieb:
> Nein. Denk noch einmal darüber nach, wie die Abschlusswiderstände
>
> angeschlossen waren. Denkst du, der Datenempfänger würde ordentlich
>
> funktionieren, wenn du eine der Leitungen mit Masse verbindest und dir
>
> nur die andere Leitung ansiehst? Genau das machst du jetzt mit deinem
>
> Tastkopf.

Ich weis, aber so wirds anscheinend gemacht. Hier ist eine 
Beispielschaltung:
http://www.smsc.com/media/Downloads_Public/etherph...

Mein Tastkopf hat ne Eingagskapazität von 8pF. Bei 100MHz sind das 0.2 
Ohm. Und nun? Das verfälscht doch nichts.

Eingangswiderstand beträgt 10MOhm.

Autor: John Drake (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
>
> Ist dir nun klarer, woher die Belastung kommt - müßte eigentlich klarer
> sein .-)

Da du offensichtlich darauf herumreiten willst: Der OP "misst" ein 
Datensignal. Wie erklärst du dir das offene Auge? Wieso sollte eine 
Belastung mit typ. 12pF lange Bitfolgen genau so stark abschwächen wie 
einzelne Bits?

Autor: John Drake (Gast)
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pernard schrieb:
>
> Ich weis, aber so wirds anscheinend gemacht. Hier ist eine
> Beispielschaltung:
> http://www.smsc.com/media/Downloads_Public/etherph...

Das ist die Beschaltung eines PHYs. Woraus entnimmst du deine Annahme?

> Mein Tastkopf hat ne Eingagskapazität von 8pF. Bei 100MHz sind das 0.2
> Ohm. Und nun? Das verfälscht doch nichts.

Falsch und falsch. Es sind 200Ohm. Und 0.2 Ohm wären faktisch ein 
Kurzschluss.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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John Drake schrieb:
> Andrew Taylor schrieb:
>>
>> Ist dir nun klarer, woher die Belastung kommt - müßte eigentlich klarer
>> sein .-)
>
> Da du offensichtlich darauf herumreiten willst: Der OP "misst" ein
> Datensignal. Wie erklärst du dir das offene Auge? Wieso sollte eine
> Belastung mit typ. 12pF lange Bitfolgen genau so stark abschwächen wie
> einzelne Bits?

Lies nochmals oben worauf ich referenziere: Der TE setzt einen 10 Mohm 
TK eine und geht von 10 MOhm Belastung aus.

Was falsch ist.

Eben DAS ist es, was ich damit klar machen will: die 200 Ohm teilen das 
Signal weiter runter, denn die Quelle hat keinen beliebig geringen 
Widerstand.

Autor: pernard (Gast)
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John Drake schrieb:
> Falsch und falsch. Es sind 200Ohm. Und 0.2 Ohm wären faktisch ein
>
> Kurzschluss.

Ja ich möchte mal etwas drauf rumreiten:)

Ups tut mir leid. Ja es sind 176 Ohm. Aber da kommt doch noch der reale 
Eingangswiderstand mit 10MOhm mit zu oder nicht. Oder sind die parallel? 
Dann wird die Leitung natürlich stark belastet und die Spannung bricht 
ein.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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pernard schrieb:
> Aber da kommt doch noch der reale
> Eingangswiderstand mit 10MOhm mit zu oder nicht.
Ja, der liegt quasi noch parallel. Aber das macht dann auch nichts mehr 
aus...

> Dann wird die Leitung natürlich stark belastet und die Spannung bricht
> ein.
So ist es.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Und was folgert der TE nun?

Autor: pernard (Gast)
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Andrew Taylor schrieb:
> Und was folgert der TE nun?

Und was heist TE?

Ja also nochmal zur Zusammenfassung. Ich messe hier nur den halben 
Pegel, weil die Kapazität des Tastkopfes die Leitung zu stark belastet.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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TE= Threadersteller . Also DU . Das hier im Forum allgemein übliche 
Kürzel.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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pernard schrieb:
> Und was heist TE?
Thread Eröffner,
Thread Entwerfer,
Thread Ersteller,
Thread Erstlingsposter...  ;-)

Ich kenne den als TO: Thread Opener.
Das ist der, der den OP (Original Post) geschrieben hat...

> Ja also nochmal zur Zusammenfassung.
Passt.

Autor: John Drake (Gast)
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pernard schrieb:
>
> Ja also nochmal zur Zusammenfassung. Ich messe hier nur den halben
> Pegel, weil die Kapazität des Tastkopfes die Leitung zu stark belastet.

Du kennst das Augendiagramm, dass du "gemessen" hast. Daran kannst du 
rasch einschätzen, ob und welchen Einfluss die Kapazität deines 
Tastkopfes hat.

Wenn das Auge so groß wäre, wie spezifiziert und nur die einzelnen Bits 
das Auge ein wenig schließen würden), dann wären deine 8pF das 
Problem...

Autor: pernard (Gast)
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John Drake schrieb:
> Wenn das Auge so groß wäre, wie spezifiziert und nur die einzelnen Bits
>
> das Auge ein wenig schließen würden), dann wären deine 8pF das
>
> Problem...

Leider habe ich die Spezifikation im Internet nicht gefunden. Meine 
Bibliothek hat sie auch nicht. Die Norm hat den Namen ANSI X3.263-1995 
(TP-PMD).

Das Auge ist hozizontal und vertikal zu 85% geöffnet.

Aber der Pegel ist zu klein. Die Hälfte eben. Und mir will das noch 
nicht in den Kopf, dass die Pegel so stark abhängig von der kapazitiven 
Belastung sind.

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