Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ausgangsstufe, TTL-kompatibel, Koaxialleitung, hoher Strom


von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Guten Morgen,

ich könnte ein bisschen Anregung gebrauchen.

Es sollen TTL-Signale über eine 50-Ohm-Koaxialleitung von bis zu 20 m 
Länge ausgegeben werden. Es handelt sich um ein Rechtecksignal < 1 MHz. 
Außerdem sollen mehrere Empfänger angeschlossen werden können, bzw. ein 
Strom von 50 mA sink/source ist gefordert. "Gewöhnliche" Logikgatter 
scheiden demnach aus.

Meine Ideen drehen sich zurzeit um Treiber, wie den 74F3037 (wobei ich 
gehört habe, dass es damit zu Problemen kommen kann, zumal er schon 23 
Jahre alt ist) oder einen Komparator hinter ein Gatter zu setzen, z.B. 
TLV3201.

Das "Propagation Delay" sollte "so kurz wie möglich" (< 50 ns) sein.

Ist so etwas "überhaupt möglich"? Hat vielleicht jemand ein paar Tipps 
oder so etwas schon mal gemacht?

Ich mache mir ein bisschen "Sorgen" um Reflexionen. Muss an dem/den 
Empfänger(n) terminiert werden (AC/DC)?

Vielen Dank & viele Grüße,
Alex

von Holsteiner (Gast)


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Ich würde MOS-FET-Treiber wie TC4427 (Microchip) nehmen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Ein 50Ohm Koaxkabel muss natürlich mit 50Ohm terminiert werden.

Zum Thema Frequenz: wie steil muss die Flanke sein? Da drin steckt beim 
Rechte nämlich die höchste zu übertragende Frequenz...

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Holsteiner schrieb:
> Ich würde MOS-FET-Treiber wie TC4427 (Microchip) nehmen.

Stimmt, hatte ich vergessen zu erwähnen, an FET-Treiber hatte ich auch 
gedacht. War mir aber nicht sicher, ob das so ratsam ist.

Lothar Miller schrieb:
> Ein 50Ohm Koaxkabel muss natürlich mit 50Ohm terminiert werden.

O.k., ich habe damit noch nicht "gearbeitet" (außer beim Anschließen 
einer SAT-Anlage oder bei der Benutzung eines Oszilloskops o.ä.). Muss 
denn auf dem Erzeuger auch schon eine Terminierung erfolgen o.ä.?

> Zum Thema Frequenz: wie steil muss die Flanke sein?

Da gibt es keine konkreten Anforderungen. "Von mir aus" dürfen es ruhig 
100 ns sein. Es gibt nur Anforderungen an die Verzögerung "Propagation 
Delay".

Eben deshalb bin ich so unsicher, ob FET-Treiber hier die richtige Wahl 
sind, denn die erzeugen sicherlich sehr steile Flanken, welche 
"wahrscheinlich" große Störungen erzeugen. Oder kann man dem 
entgegenwirken?

Viele Grüße,
Alex

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Alex Bürgel schrieb:
> Lothar Miller schrieb:
>> Ein 50Ohm Koaxkabel muss natürlich mit 50Ohm terminiert werden.
> O.k., ich habe damit noch nicht "gearbeitet" (außer beim Anschließen
> einer SAT-Anlage oder bei der Benutzung eines Oszilloskops o.ä.). Muss
> denn auf dem Erzeuger auch schon eine Terminierung erfolgen o.ä.?
Ja, die Strecke muss auf beiden Seiten terminiert sein. Allerdings 
übertragen nur wenige TTL-Signale über eine terminierte Koaxleitung, 
weil für statische 5V ja 10V auf der Senderseite nötig sind, oder auf 
eine AC-Terminierung ausgewichen werden muss...

Wer hat denn diese dubiose Übnertragungsstrecke definiert? Für längere 
Strecken und schnelle Signale nimmt man heute LVDS und CAT5 Kabel. Das 
kostet nix und ist kampferprobt.

> Da gibt es keine konkreten Anforderungen. "Von mir aus" dürfen es ruhig
> 100 ns sein. Es gibt nur Anforderungen an die Verzögerung "Propagation
> Delay".
Naja, wenn die Flanke so langsam ist, dann hast du allein wegen der 
langsamen Flanke eine hohe Verzögerung. Zeichne dir das einfach mal auf 
ein Blatt Papier:
1
              ___________             ___________
2
             |           |           |           |
3
original     |           |           |           |
4
             |           |           |           |
5
         ____|           |___________|           |____
6
                :            :
7
                : ________   :             ________
8
                :/        \  :           /        \
9
original        /          \ :          /          \ 
10
               /            \:         /            \   
11
          ____/              \________/              \___
Nimm mal an: Schaltschwellen bei 0,3 und 0,7. Du siehst: schon ohne 
Laufzeit durch einen Treiber ergibt sich allein durch die flache Flanke 
eine Verzögerung (die gepunktete Linie).

Warum reitest du eigentlich immer auf der Verzögerung herum? Hast du die 
Rolle des Kabels auch berücksichtigt? Jeder Meter Kupferkabel hat selber 
schon ein Delay von ca. 5ns. 20m sind also schon ein Delay von 100ns...

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Die Strecke muss NICHT auf beiden Seiten terminiert sein. Jedenfalls 
nicht für Reflexionsfreiheit. Vgl. Z0 Probe.

Wellenwiderstand

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Hallo Lothar,

danke für deine Antworten.
> Wer hat denn diese dubiose Übnertragungsstrecke definiert?
Es handelt sich um ein Messgerät bei einem Kunden. Es erwartet 
TTL-Signale (auf BNC-Anschlüssen) und steht ca. 20 m entfernt.

> Warum reitest du eigentlich immer auf der Verzögerung herum? Hast du die
> Rolle des Kabels auch berücksichtigt?

Ja, habe ich auch schon durchgerechnet. Komme auch auf ca. 100 ns.
Das Messgerät hat mehrere Anschlüsse, sowie einen Trigger-Eingang. Meine 
Ausgangsstufe soll das Signal eines Sensors auf TTL umsetzen und damit 
den Trigger-Eingang bedienen. Da beim Trigger die Messdaten 
aufgezeichnet werden soll die Verzögerung zwischen "Sensor wechselt 
Wert" und "Trigger-Eingang sieht High" so kurz wie möglich sein, damit 
nicht Messwerte aufgezeichnet werden, die deutlich nach dem 
eigentlichen Event passieren.

Hoffe damit ein bisschen Licht ins Dunkel gebracht zu haben.

Gruß,
Alex

von Wolfgang (Gast)


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Alex Bürgel schrieb:
> Ja, habe ich auch schon durchgerechnet. Komme auch auf ca. 100 ns.
> Das Messgerät hat mehrere Anschlüsse, sowie einen Trigger-Eingang. Meine
> Ausgangsstufe soll das Signal eines Sensors auf TTL umsetzen und damit
> den Trigger-Eingang bedienen.

Moderne Messgeräte zur Aufzeichnung arbeiten mit Pretrigger, d.h. die 
Daten landen dauern im Speicher, so dass das Triggersignal nur einen 
Referenzzeitpunkt festlegt. Das aufzuzeichnende Event darf dann durchaus 
vor dem Trigger liegen.
Die Frage ist also, was für ein Gerät da getriggert werden soll.

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Moderne Messgeräte zur Aufzeichnung arbeiten mit Pretrigger,

Hallo Wolfgang,

ja, moderne :-)
Das Messgerät ist, so weit ich weiß, aus den 90'ern... Pre-Trigger war 
auch etwas, woran ich gedacht habe. Gibt es aber scheinbar nicht.

Viele Grüße,
Alex

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