Übersprechen von digit. Signal in mehradrigem Kabel

[Moritz (Gast)]

Hallo!

Ich verwende einen Sensor (magnetischer Drehencoder), der ein 
Quadratursignal ausgibt. Dieses übertrage ich über ein längeres (~ 2 m) 
mehradriges Kabel zum auswertenden µC. In dem Kabel befinden sich 
außerdem einige andere Adern, über die andere digitale Inforamtionen 
übertragen werden. Ich beobachte nun ein Übersprechen der 
Quadratursignale in die anderen Adern. Dieses stellt sich so dar, dass 
ich auf einer anderen Ader bei den Flankenwechseln im Quadratursignal 
kleine Spikes sehe, die schnell ansteigen und dann exponentiell abfallen 
mit tau = ~ 3-5 µs (per Auge auf dem Oszi abgeschätzt). Das Übersprechen 
findet wirklich im Kabel statt, wenn ich eins der digitalen Signale 
direkt vor dem Kabel abgreife, sind die Spikes nicht vorhanden, außerdem 
sehe ich die Spikes auch in einer beidseitig offenen Ader in dem Kabel 
(hochohmig mit Oszi gemessen). Ich beobachte das Phänomen vor allem bei 
Adern, die im Kabel auch tatsächlich direkt aneinander liegen.

Mir ist zwar in Grundzügen (mehr will ich ja ganricht behaupten...) 
klar, was da physikalisch vor sich geht, meine Frage ist aber: hat 
dieses Phänomen etwas mit der Art oder Qualität des verwendeten Kabels 
zu tun? Welche Möglichkeiten habe ich praktisch, das Problem zu 
minimieren? Nur über ein Filterung (RC)?

Vielen Dank für alle Tipps und Hinweise!

Gruß
Moritz

[Falk B. (falk)]

@  Moritz (Gast)

>klar, was da physikalisch vor sich geht, meine Frage ist aber: hat
>dieses Phänomen etwas mit der Art oder Qualität des verwendeten Kabels
>zu tun?

Teilweise. Wenn man Adernpaare oder Gruppen mit einem separaten Schirm 
versieht, verringert sich die Kopplung.

> Welche Möglichkeiten habe ich praktisch, das Problem zu
> minimieren?

U.a. über eine niederohmigeren Abschluss der Leitungen. Deine 
Digitaleingänge sind sehr hochohmig, da koppelt jedes leise Husten ein. 
Schließ die Leitungen mal mit 1-10kOhm gegen Masse ab und miss noch 
einmal.

MFG
Falk

[Moritz (Gast)]

Danke für die Infos,

ja, dass das an dem relativ hochohmigen Aufbau liegt habe ich mir 
gedacht. Ich habe den Abschluss gegen Masse noch nicht praktisch 
ausprobiert, weil ich da folgendes Problem sehe: die Sensorausgänge (und 
die anderen digitalen Ausgänge auch) sind über 10k gegen 5 V 
hochgezogen. Wenn ich jetzt 10k oder gar noch weniger nach Masse 
dazuschalte baue ich doch einen ordinären Spannungsteiler auf und 
halbiere mindestens die Spannung des high-Zustandes.

Gruß
Moritz

[Falk B. (falk)]

na dann mach halt einen Pull-UP an deine Eingänge, dann passt das 
wieder. Ob Pull-Up oder DOWN ist der HF-Einkopplung egal.

MfG
Falk

[Uwe .. (uwegw)]

Ok, dann solltest du eher die 10k Pullup soweit verringern, wie es die 
Treiberleistung des Sensorausgangs erlaubt...

[Peter D. (peda)]

Du solltest paarweise verdrilltes Kabel nehmen und dann je Paar ein 
Signal mit GND.

Noch besser ist differentielle Übertragung (RS-485 Treiberchips).


Peter

[Moritz (Gast)]

Sorry, das war dämlich von mir. Und ja, das hilft, hab's gerade mit 1k 
nach +5V ausprobiert (also parallel zu dem 10k pull-up). Das ist zwar 
jetzt etwas üppig, ich spiel noch mal und guck wie stark ich den 
Widerstand noch vergrößern kann. Ganz vielen Dank! Gruß, Moritz.

[Falk B. (falk)]

@  Moritz (Gast)

>nach +5V ausprobiert (also parallel zu dem 10k pull-up).

Parallel ja, aber bitte am EINGANG des Empfängers. Spielt vor allem bei 
längeren Leitungen eine Rolle.

> Das ist zwar
>jetzt etwas üppig, ich spiel noch mal und guck wie stark ich den
>Widerstand noch vergrößern kann. Ganz vielen Dank! Gruß, Moritz.

Vielleicht reicht es, die 10K vom Ausgang des Sensors zum Eingang des 
Empfängers zu verschieben.

MFG
Falk

[Moritz (Gast)]

ja, am Eingang. Der Sensor befindet sich auf einem kleinen PCB das ich 
nach Möglichkeit nicht verändern wollte. Insofern leg ich den Pull-up am 
"Empfänger" Eingang parallel zum schon vorhanden auf dem PCB. Danke 
nochmal fürs mitdenken! Moritz.