Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Funktion eines Line Drivers


von Hans F. (dani1632)


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Hallo!

Ich bin Anfänger in dieser Thematik, deswegen meine Frage:

Ich verwende einen Servomotor mit Encoder, der mir 2 SIgnale liefert. 
Diese Signale sind nicht differentiell (also nur A und B, und nicht wies 
bei differentiellem Signale wäre: A, A', B, B').

Nun sollen diese Signale über lange Flachbandkabel übertragen werden. 
Ich würde dazu einen LineDriver verwenden, der mir deifferenzielle 
SIgnale erzeugt, z.B. den hier:

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/8427/NSC/DS26LS31M.html

Meine Überlegungen dazu:
wenn ich ein Signal an einen Eingang führe, bekomme ich am Ausgang 2 
Signale, die invertiert sind (das nichtinvertierte entspricht genau dem 
Einganssignal?). Wenn ich diese nun differentiell übertrage, ist das 
System störungssicherer, da Störungen an beiden Leitungen gleich 
eingekoppelt werden. Diese Störungen können dann am Ende wieder entfernt 
werden, wenn man die beiden Signale subtrahiert und somit wieder 1 
Signal erhält, das (näherungsweise) störungsfrei ist.

Ist diese Theorie prinzipiell richtig?

Wie kann ich denn die Signale am Ausgang voneinander subtrahieren? 
Brauch ich da noch eienn zweiten Baustein dazu?

Danke für die Hilfe, lG

von Hans F. (dani1632)


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Danke für die Antwort...

Meine theoretischen Überlegungen sind richtig oder hab ich da was falsch 
verstanden?

von Michael K. (Gast)


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Kompliziert beschrieben, aber ja.

SN75176 z.B. der ist spuckenbillig und gut.
Ist eigentlich ein Transceiver für einen seriellen RS485 Bus, aber das 
sollte für Dich gehen.
Richtung fest einstellen und beide Seiten Deiner geschirmten Twistet 
Pair Leitung mit 120R abschliessen. Damit bist Du auf der sicheren 
Seite.
Andere Kabel und ohne Schirm geht auch von Fall zu Fall.
GND mitführen, auch wenn es immer wieder eine paar 'Experten' gibt die 
meinen man müsse das nicht.

Steht alles in den Datenblättern was Du wissen musst.

von Achim H. (anymouse)


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Im Großen und Ganzen sind Deine Überlegungen richtig.

Das nicht-invertierte muss nicht genau dem Ausgangssignal entsprechen, 
es kann auch die Hälfte sein, seltener ein anderer Faktor.

Was Du noch hinzunehmen könntest wäre, dass auch Störungen auf der 
gemeinsamen Masse, welche die beiden Systeme verbindet, sich gegenseitig 
aufheben.

von Kein Name (Gast)


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Nur fürs Protokoll...
Gibt auch noch galvanische Trennung. Die Signale enden an einem 
Optokoppler, Masse wird nicht verbunden.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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D. V. schrieb im Beitrag #3492538:
> Michael Knoelke schrieb:
>> GND mitführen, auch wenn es immer wieder eine paar 'Experten' gibt die
>> meinen man müsse das nicht.
>
> Michael, bitte kläre uns über diesen Sachverhalt auf.

Common Mode Voltage ist nicht unendlich bei realen Bausteinen.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Sich Aufklärung verkneifen ist immer gut ;)

von Horst H. (horst_h44)


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Der iC-HD2 ist ein differenzieller Leitungstreiber der für Encoder 
gemacht wurde. Hier das deutsche Datenblatt mit Applikationen und 
Funktionsweise: http://ichaus.biz/HD2_datasheet_de .

von Falk B. (falk)


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@ Daniel F. (dani1632)

>Nun sollen diese Signale über lange Flachbandkabel übertragen werden.

Wie lang? Welche Datenraten/Frequenzen bzw. Anstiegszeiten sind zu 
erwarten.
Siehe Wellenwiderstand.

>Ich würde dazu einen LineDriver verwenden, der mir deifferenzielle
>SIgnale erzeugt, z.B. den hier:

Kann man machen, muss man aber nicht zwingend. Single Ended ist nicht 
soooo schlecht.

>Ist diese Theorie prinzipiell richtig?

Ja.

>Wie kann ich denn die Signale am Ausgang voneinander subtrahieren?

Mit einem Differenzverstärker, aka Differentieller Empfänger mit + und - 
Eingang.

von Hans F. (dani1632)


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Hallo!

Also die Leitungen sind ca 50 cm lang und keine klassichen 
flachbandkabel, sondern ganz flache Bänder mit Kupferleitungen drin.

Der Encoder, der verwendet wird:
http://www.scancon.dk/specifications/SCH24-specifications.pdf

Wenn ich das richtig verstehe, liegt hier die maximale Frequenz bei 200 
kHz. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, die differentielle 
variante zu nehmen (der encoder liefert dann schon die differentiellen 
signale). Dann würde ich keinen LineTreiber mehr benötigen, sondern nur 
am Leitungsende einen differentiellen Empfänger, richtig?

Und wenn der MotionController, von dem aus die Motoren dann angesteuert 
werden, differentielle Signale verarbeiten könnte, dann bräuchte ich 
nciht mal den differentiellen Empfänger?

Könnte das so funktionieren?

Danke, lG

von Reinhard Kern (Gast)


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Daniel F. schrieb:
> Könnte das so funktionieren?

Das könnte nicht nur, das ist von den Herstellern so vorgesehen (für 
Klugscheisser: ich weiss dass das kein Beweis ist).

Gruss Reinhard

von Arsenico (Gast)


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Das wäre die übliche Lösung für industrielle Anwendungen.

von Purzel H. (hacky)


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Nochwas. Die DS75176 sind steinalt und Stromschleudern. Die verpuffen 
40mA ohne was zu tun. Da sollte man einen moderneren verwenden. zB einen 
ADm483, der braucht noch 350uA. Als Last verwendet man sinnvollerweise 
AC Terminierung, also 100 Ohm plus 1uF Keramik in Serie.

Ein Flachband ist suboptimal, da es eine wenn auch kleine Leiterschlaufe 
bildet, umd mit dem Nachbarn koppelt. Verdrillt ist besser. Aber fuer 
ein paar Meter ist das egal. Ich verwende solche Treiber auch fuer ein 
paar Meter Koax, nichtterminiert.

von Michael K. (Gast)


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Marian B. schrieb:
> D. V. schrieb im Beitrag #3492538:
>> Michael Knoelke schrieb:
>>> GND mitführen, auch wenn es immer wieder eine paar 'Experten' gibt die
>>> meinen man müsse das nicht.
>>
>> Michael, bitte kläre uns über diesen Sachverhalt auf.

Nein, tu ich nicht.
Ein Blick ins Datenblatt, einer der vielen umfangreichen RS485 
Abhandlungen oder einer der vielen RS485 Kriege hier im Forum sollten 
reichen um sich darüber Klar zu werden das RS485 ein 2Draht + GND Bus 
ist.

von Hans F. (dani1632)


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Hey, vielen Dank Euch für die Hilfe...

Ich werde das abklären, ob der Motion Controller (wird als fertige 
Einheit geliefert) mit differentiellen Signalen was anfangen kann. Dann 
bräuchte ich keinen LineDriver...

Als Encoder wird folgender verwendet:
http://www.scancon.dk/specifications/SCH24-specifications.pdf

Wie sieht es hier mit der Ausgangsinmpedanz der Signale aus? Könnte dies 
eine Rolle spielen?

LG und Danke, dani

von Reinhard Kern (Gast)


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Daniel F. schrieb:
> Wie sieht es hier mit der Ausgangsinmpedanz der Signale aus? Könnte dies
> eine Rolle spielen?

Im Prinzip ja, aber wenn du industrielle Komponenten verwendest, musst 
du dich da nicht selbst drum kümmern, da müssen solche Widerstände schon 
eingebaut sein. Da wird nur von Stecker zu Stecker verbunden, anders 
gehts draussen in der wilden Natur einer Fabrikhalle garnicht.

Gruss Reinhard

von Hans F. (dani1632)


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Danke für die Info!

Ich werde das auf alle Fälle mit dem Lieferanten des MotionControllers 
für die Motorsteuerung besprechen...

Wenn ich das selbst machen müsste, ohne dass dies von den Komponenten 
erledigt werden würde, was genau müsst ich dann machen, wenn ich die 
Ausgangsimpedanz der Signale kenne? Ich sehe im Datenblatt (siehe einige 
Posts vorher) des Encoders leider keine Information dazu...

Aber wie wäre die Theorie dazu? Wenn die Ausgangsimpendanz hoch ist, 
muss auch die Eingangsimpedanz des Controllers hoch sein? Und umgekehrt 
auch für kleine Impedanzen?

Danke, lG

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