Hallo zusammen, ich habe schon des öfteren gesehen, dass Signale nicht etwa als X und -X sondern als X und /X übertragen werden, da die Generierung einer neg. Spannung in einzelnen Fällen zu umständlich wäre. Wenn ich zu dem Thema ein wenig lese, dann kommt das doch der "Pseudo differentiellen Übertragung" gleich oder? Meine Frage: Welche Unterschied macht es ob ich X und /X oder einfach X und GND verdrillt übertrage? Bei beiden würden unterwegs eingefangene Störungen durch den Subtrahierer heraus fallen.
Wenn du eine der beiden leitungen mit GND verbindest, sind sie nicht mehr symmetrisch abgeschlossen. Die mit GND verbundene Leitung hat quasi 0 Ohm zu GDN, während die andere beliebig viel Ohm hat (z.B. 100).
Wie Stefanus erwähnte, ist der Abschluss asym. und dadurch wird ein diff. Störanteil generiert. Jedenfalls erscheint mir das so plausibel. Die eingekoppelte Störung ist nur dann auf beiden Leitungen identisch (und somit eine reine Gleichtaktstörung), wenn diese Störung auf ein komplett symmetrisches Adernpaar trifft (das auch komplett sym. abgeschlossen ist). Versetz dich mal in die Störung hinein. Die Störung darf quasi nicht zwischen beiden Adern unterscheiden können und muss auf beide gleichermaßen einwirken.
Also ist die pseudo differentielle Signalübertragung totaler Nonnsens? PS: Wie geht man vor, wenn man das Empfangene System nicht im Detail kennt, bzw. dessen Abschluss?
Differentielle Übertragung muss nicht zwangsläufig bedeuten, dass eine Ader positive Spannung (gegenüber GND) und die andere negative Spannung (gegenüber GND) führt. Störsignale von außen sind nämlich nicht auf GND bezogen. Es kommt eher darauf an, dass die Signal-Flanken der beiden Adern umgekehrt gepolt sind und gleiche Amplitude haben. Also wenn z.B. die eine Ader von 3V auf 4V wechselt (also 1 Volr rauf), dann muss die andere ein Volt runter gehen. Das kann von 4V nach 3V sein, kann aber von 2V auf 1V sein, oder gar von 0V auf -1V.
> Also ist die pseudo differentielle Signalübertragung totaler Nonnsens?
Ich nehme mal an, Du beziehst dich auf den entsprechenden Artikel bei
Wikipedia. Da geht es um ein Koaxial Kabel, desen Schirm Sender-Seitig
auf GND liegt und Empfänger-Seitig an einen Differential-Verstärker
angeschlossen ist (ohne direkt Verbindung zu GND).
Der Schirm hält Störungen von außen vom Innenlieter fern, weil er
abschirmt. Er leitet das Störsignal zur Masse des Senders. Damit das gut
klappt, muss der Innenwiderstand des Schirms möglichst gering sein.
Empfängerseitig bringt der Differential-Eingang den Vorteil, dass das
GND Potential des Empfängers nicht identsich sein muss, wie beim
Empfänger.
Mit Symmetrischer Übertragunsgstrecke hat das ganze aber nicht mehr viel
gemeinsam.
Konkretes Beispiel: An der Hofeinfahrt befindet sich eine Videokamera
mit analogen (Composite FBAS) Ausgang. Das Kameragehäuse ist geerdet.
Ein langes Koaxial Kabel führt zum Röhren-Monitor im Empfang. Der
Monitor ist auch geerdet.
Das das Erd-Potential an den beiden Enden des Kabel nicht gleich ist,
entstehen sichtbare Bildstörungen, und zwar meist horizontale Balken,
die fortlaufen nach oben oder unten wandern sowie wellige Ränder links
und Rechts vom Bild (falls die Ränder nicht vom Gehäuse des Monitors
verdeckt werden). Das Störsignal hat 50Hz und ist sowohl auf dem
Innenleiter als auch auf dem Schirm mit einem simplem Multimeter im AC
Bereich messbar (typischerweise zwischen 50mV und 500mV, bei viel mehr
würde das Bild ganz ausfallen).
Durch die Schaltung, die Wikipedia vorstellt, bekommst Du diese
Störungen weg. Aber das ist keine symmetrische Signalübertragung.
Störungen von außen, wie z.B. die Funkwellen eines Handies strahlen
daher dennoch in das Kabel ein. Vor allem am Büro-Ende des kabels, weil
von dort aus ein langer Weg bis zum Masseanschluss (Kameragehäuse) ist.
stefanus schrieb: > Störungen von außen, wie z.B. die Funkwellen eines Handies strahlen > daher dennoch in das Kabel ein. Vor allem am Büro-Ende des kabels, weil > von dort aus ein langer Weg bis zum Masseanschluss (Kameragehäuse) ist. Ja, aber das ist doch dann egal, da die Störungen ja in beiden Adern vorhanden sind. Das eigentliche Nutzsignal steckt ja in der Differenz und dort ist die Störung nicht vorhanden.
Betrachten wir die Situation mal an einem konkreten Beispiel. Ein Encoder liefert seine Signal A und B und zusätzlich /A und /B. Die Empfangsstelle bildet die Differenz der Signal und gewinnt somit das Nutzsignal der beiden Signale. Wenn man jetzt mal komplett die Reflektionen bei entsprechender Leitungslänge vernachlässigt, dann würde es doch bis auf die doppelte Amplitude am Empfänger keinen Unterschied machen ob ich A, /A und B, /B oder A, GND und B, GND abliefern würde?!
Constantin schrieb: > Das eigentliche Nutzsignal steckt ja in der Differenz > und dort ist die Störung nicht vorhanden ... solange der Empfänger nicht durch die Gleichtaktstörung übersteuert wird. Georg
Georg schrieb: > Constantin schrieb: >> Das eigentliche Nutzsignal steckt ja in der Differenz >> und dort ist die Störung nicht vorhanden > > ... solange der Empfänger nicht durch die Gleichtaktstörung übersteuert > wird. > > Georg Korrekt
Und genau dafür gibt's bei den Netzwerk-Ports die Übertrager, die den DC-Anteil rausnehmen und die Differenz übrig lassen?
Nebenbei: Ist eine Terminierung Signal von z.B. < 100 kHz notwendig?
Wobei ich gerade gelesen habe, dass es gar keine Rolle spielt, welche Frequenz das Signal an sich hat, sondern vielmehr die spektralen Anteile, sprich Anstiegszeit der Flanken. Okay also ist es nach meinem Verständnis dann auch notwendig, dass ich z.B. ein Encodersignal terminieren muss.
Die Terminierung verringert die Reflexionen des Signals, die ein Bouncen und Verzerren von Flanken verursachen können. Das kann auch schon bei niedrigen Frequenzen auftreten - wenn durch die Reflexion die Flanke bounct, dann erkennt der Empfänger u.U. die Flanke mehrfach und die Daten sind ungültig. Es könnte dann noch funktionieren, aber Gewissheit hast Du nur mit Terminierung.
Constantin schrieb: > Nebenbei: Ist eine Terminierung Signal von z.B. < 100 kHz notwendig? Falsche Terminierung bewirkt Reflektionen an den Enden, und die überlagern sich mit dem eigentlichen Signal. Ablauf: Der Sender sendet eine Flanke, am Empfänger wird ein Teil reflektiert und kehrt zurück zum Sender (was den Sender jetzt erst einmal nicht stört). Dort wird es wieder reflektiert und geht zurück zum Empfänger. Hier ist jetzt die Amplitude (Fehlanpassung, Leitungsdämpfung) und die Laufzeit (Leitungslänge) entscheidend, ob das überlagerte Signal für den Empfänger nicht mehr gut genug ist. Das hängt natürlich auch davon ab, wie sensibel der Empfänger ist, d.h. wie fehlertolerant das Signal ausgewertet wird. Jetzt kannst Du Deine Frage vielleicht selber beantworten: Wenn die Leitung lang genug ist können die Reflektionen auch bei niedriger Geschwindigkeit die Übertragung stören. Gruß Dietrich
Vielen Dank für Eure hilfreichen Anmerkungen! Okay, da ich das System (Empfänger) nicht näher kenne, muss ich davon ausgehen, dass sich hier möglicherweise keine Terminierung befindet. Daher werde ich auf jeden Fall eine auf der Sendeseite vorsehen (ich kenne ja die Leitung). Somit kann ich die Reflektionen an Sender beseitigen.
Es geht um ein Koaxial Kabel, das einseitig geerdet ist. >> Störungen von außen, wie z.B. die Funkwellen eines Handies strahlen >> daher dennoch in das Kabel ein. Vor allem am Büro-Ende des kabels, weil >> von dort aus ein langer Weg bis zum Masseanschluss (Kameragehäuse) ist. > Ja, aber das ist doch dann egal, da die Störungen ja in beiden Adern > vorhanden sind. Das eigentliche Nutzsignal steckt ja in der Differenz > und dort ist die Störung nicht vorhanden. Nein. Denn der Schirm ist niederohmig geerdet (annähernd null ohm) während der innenleiter mit 75 Ohm terminiert ist. Differential-Leitungen leben von dem Effekt, dass Störungen beide Adern genau gleich betreffen. Dann haben sie keinen Effekt, weil Empfängerseitig ja nur die Differenz der beiden Leiter relevant ist. Differential Leitungen kommen daher prinzipiell auch ohne Schirm aus. Aus der Praxis fallen mir Ethernet und Telefonkabel ein. Sobald du aber einen der beiden Leiter erdest (egal ob koaxial oder verdrillt) worken Störungen aber nicht mehr Symmetrisch auf die Leiter ein. Koaximal-Kabel schirmen jedoch den Innenleiter ab. Der Innenleiter ist daher weitgehend Störungsfrei, während der Schirm die Störungen ableitet. Je höher der Innenwiderstand des Schirms ist (bzw dessen Induktivität bei AC), umso schlechter wirkt er.
> Koaximal-Kabel
Was ist dass denn? Weiss ich selbst nicht. :-)
Zur Frage: > Wie geht man vor, wenn man das Empfangene System nicht im > Detail kennt, bzw. dessen Abschluss? Dann geht man gar nicht vor. Der Sender muss zum Empfänger passen, und ebenso das Kabel. Ohne die Eigenschaften des Empfänger zu kennen, kann man auf Glück hoffen, aber nicht professionell vorgehen.
> Somit kann ich die Reflektionen an Sender beseitigen.
Was denn nun? Geht es um Reflexionen oder um Einfangen von Störsignalen?
Das sind zwei völlig unterschiedliche Dinge.
Wenn Du Reflexionen vermeiden willst, solltest Du das Kabel an beiden
Enden mit dem Wellenwiderstand abschließen. Dazu musst du aber erstmal
wissen, ob die Geräte bereits intern einen solchen Widerstand enthalten
(wie es bei der Unterhaltungselektronik (TV) üblich ist).
stefanus schrieb: > Sobald du aber einen der beiden Leiter erdest (egal ob koaxial oder > verdrillt) Das ist natürlich nicht egal. Bei verdrillten Leitungen heben sich Störungen, die auf der Strecke eingekoppelt werden, wenn ein Kabel z.B. links liegt, genau mit denen auf, wenn das gleiche Kabel rechts liegt - ganz unabhängig von Impedanz und Potential der jeweiligen Leitung, einfach aus Symmetriegründen. Ich habe das bisher nur nicht erwähnt, weil von Koax die Rede war, und das lässt sich schlecht verdrillen. Georg
> Bei verdrillten Leitungen heben sich Störungen, die auf der > Strecke eingekoppelt werden, ... ganz unabhängig von Impedanz > und Potential der jeweiligen Leitung, einfach aus Symmetriegründen. Nur, wenn die Leitungen auch symmetrisch abgeschlossen sind. Der TO hatte allerdings nach pseudo-symmetrie gefragt, da ist Sender-Seitig eine der beiden Leitung an GND angeschlossen (zumindest gemäß Wikipedia).
stefanus schrieb: > Nur, wenn die Leitungen auch symmetrisch abgeschlossen sind Das ist eindeutig falsch und wird durch ständige Wiederholung nicht richtiger. Selbst wenn eine Leitung fix GND ist, wirkt der Ausgleich durch die Verdrillung. Wenn die Einspeisung auf dem ersten Zentimeter durch die auf dem 2. aufgehoben wird usw., was soll dann der Abschluss der Leitungen für einen Unterschied machen? Du kannst aber ruhig noch 10 mal Unsinn posten, ich antworte nicht mehr darauf, ist mir zu blöd. Georg
Georg schrieb: > Selbst wenn eine Leitung fix GND ist, wirkt der Ausgleich > durch die Verdrillung. Falsch. Nicht die Verdrillung bewirkt die Aufhebung, sondern die Differenzbildung (genauer, die Addition der einen negierten Ader mit der anderen) beim Empfänger. Dadurch wird das Nutzsignal, was gegenphasig ist, addiert und das Störsignal, was gleichphasig ist, nahezu ausgelöscht. Wenn du jetzt aber eine Ader auf GND legst, dann legst du nicht nur das Nutzsignal auf GND, sondern auch das Störsignal dieser Ader. Damit hast du beim Nutz- und beim Störsignal unterschiedliche Signale auf den beiden Adern, die dann BEIDE verstärkt werden und keins von beiden wird ausgelöscht. Deswegen kann man eine verdrillte Leitung (twisted pair) NICHT einseitig auf GND legen, weil dann die Auslöschung des Störsignales nicht mehr funktioniert. Wenn man wenig genug Störungen hat, kann die Übertragung trotzdem funktionieren, aber der Sinn und Zweck einer differenziellen Übertragung ist damit völlig außer Kraft gesetzt.
npn schrieb: > Nicht die Verdrillung bewirkt die Aufhebung, sondern die > Differenzbildung Deswegen gibt es auch keine verdrillten Kabel, weil das ja sinnlos ist. Georg
Georg schrieb: > Deswegen gibt es auch keine verdrillten Kabel, weil das ja sinnlos ist. Schon wieder falsch. Was meinst du, was das "twisted" in "twisted pair" bedeutet? Das ist die Verdrillung. Wenn du das mal sehen möchtest, nimm einfach mal ein Stück Netzwerkkabel (z.B. CAT6) und schau dir das an. Dort sind verdrillte Adernpaare drin und nichts anderes. Die Verdrillung hat den Sinn, daß die Störungen möglichst gleichmäßig auf beide Adern einwirken können und damit beim Empfänger besser unterdrückt werden können.
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