Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differentielle Datenübertragung Unklarheiten bei Funktionsweise.


von Markopolo (Gast)


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Ich lerne gerade wie die Differenzielle Datenübertragung funktioniert:
http://www.rosenberger.com/0_documents/de/catalogs/ba_automotive/AUTO_HSD_TechnicalReferences.pdf

und habe eine Frage zum Bild und Aufbau der Anordnungen. Wird die Gorund 
Datenleitung nicht mitübertragen sowie im Bild? Oder wird alleinig das 
Differenzsignal übertragen?
Oder wird zweimal übertragen? Also u und GND, und -u und GND, und danach 
in den Verstärker hinein?
Ich bin der Meinung, dass GND bei Sender und Empfänger gleich bleiben 
muss, jedoch erfordert das dann halt 3 Leitungen statt zwei wie bei der 
Singleübertragung..

Wie kann man sich das vorstellen?

: Verschoben durch Moderator
von Max M. (jens2001)


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Es ist ja gerade der Sinn eine differentiellen Signalübertragung dass 
sie unabhängig von einem Bezugspotential ist. Die zu Übertragende 
Information steckt allein in der Differenzspannung (Udif).  Und solange 
die beim Empfäger ankommt ist das Signal übertragen.

1V-(-1V) = 2V-(-0V) = 3V-(-1V) =  50V-(-48V) =... ..= 2V

von npn (Gast)


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Kleine Ergänzung noch: natürlich müssen die beiden Spannungen "u" und 
"-u" den gleichen Bezugspunkt haben.

von Markopolo (Gast)


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Danke!

von Max M. (jens2001)


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Hab Oben Quatsch geschrieben!

Muss natürlich heissen:

1V-(-1V) = 2V-(0V) = 3V-(1V) =  50V-(48V) =... ..= 2V

von Bernd K. (prof7bit)


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Max Mustermann schrieb:

> Die zu Übertragende
> Information steckt allein in der Differenzspannung (Udif).  Und solange
> die beim Empfäger ankommt ist das Signal übertragen.

Wobei man jedoch stets beachten muss wie denn eigentlich die 
Eingansstufe aufgebaut ist:

Macht man zu Beispiel (nur mal als Beispiel) RS485 mit einem der 
handelsüblichen preiswerten RS485 Transceiver dann wird der sofort das 
Handtuch werfen sobald die absolute Spannung gegenüber dem örtlichen 
Ground (common mode) unter -7V oder über +7V steigt, solange sie jedoch 
irgendwo innerhalb dieses Bereichs bleibt ist wird das Differenzsignal 
zuverlässig erkannt und common mode Störeinstreuungen zuverlässig 
ignoriert.

Das mit den unterschiedlichen Ground-Pegeln ist natürlich eine haarige 
Angelegenheit, vor allem wenn ganze Gebäude oder Grundstücke miteinander 
verbunden werden sollen. Mit etwas mehr Aufwand kann man dann jedoch 
galvanisch isolierte Transceiver einsetzen (oder im einfachsten Falle 
Übertrager wenn die verwendete Modulation dafür geeignet ist wie z.B. 
bei Ethernet), dann kann der erlaubte common-mode Range locker einige 
tausend Volt betragen und man kann GND tatsächlich getrost komplett 
ignorieren.

: Bearbeitet durch User
von Markopolo (Gast)


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Meine Frage lautete eigentlich: Wird die Groundleitung nicht 
mitübertragung? Denn ich wüsste sonst nicht gegen was ich jede einzelne 
Spannung beziehen soll? Ich mein lege ich dann einfach die 
Differenzspannung an den zwei drähten des Leiters an? Wenn ja, dann 
verstehe ich nicht welche von den beiden Leintgen beim Verstärker an 
Ground des Verstärkers gehängt werden und welche verstärkt wird.

Ich dachte aber es ist so: Man überträgt u,  u- und GND auf ein Kabel. 
Beim Empfänger kann man daher auch tatsächlich die Differenzspannung 
verstärken indem man u und u- auf die EIngänge des Differenzverstärkers 
hängt und GND mit dem GND des Differenzverstärkers verbindet.

von Günter Lenz (Gast)


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Markopolo schrieb:

>Wenn ja, dann
>verstehe ich nicht welche von den beiden Leintgen beim Verstärker an
>Ground des Verstärkers gehängt werden und welche verstärkt wird.

Es wird gar keine Ader auf Ground gelegt, es werden beide verstärkt
und die Differenz gebildet.

von Günter Lenz (Gast)


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Noch eine Ergänzung: Der +Eingang ist ein Verstärkereingang
und der -Eingang ist auch ein Verstärkereingang. Wenn beide
auf Masse bezogen, den gleichen Eingangswiderstand haben
und du legst zum Beispiel 1V auf die Leitung, dann liegt
an jeden der beiden Eingänge 0,5V.

von HildeK (Gast)


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Markopolo schrieb:
> Wird die Groundleitung nicht mitübertragung?
Die GND-Leitung ist manchmal notwendig, prinzipiell jedoch nicht.

> Denn ich wüsste sonst nicht gegen was ich jede einzelne
> Spannung beziehen soll?
Die eine Seite hat einen lokalen GND1, auf den beziehen sich die 
Sendespannungen. Der Empfänger hat einen GND2, auf den sich die 
Empfangsschaltung bezieht. Beide können gleich sein - das macht es i.A. 
einfacher, müssen es aber nicht, solange sichergestellt ist, dass am 
Empfänger die Potentiale bezogen auf GND2 nicht den zulässigen Bereich 
des Empfängers überschreiten (Stichwort Common Mode).

> Wenn ja, dann
> verstehe ich nicht welche von den beiden Leintgen beim Verstärker an
> Ground des Verstärkers gehängt werden und welche verstärkt wird.
Naja, wenn du eine der beiden Leitungen an den GND2 hängst, dann dürfen 
natürlich die beiden GNDs nicht verbunden sein. Aber bei differentieller 
Übertragung nimmt man ja auch Empfänger, die zwei Eingänge haben - du 
hast es doch oben korrekt gezeichnet. Wenn du eine der Leitungen beim 
Empfänger an GND legst, warum machst du dann den Aufwand mit einem 
differentiellen Sender?

> Ich dachte aber es ist so: Man überträgt u,  u- und GND auf ein Kabel.
> Beim Empfänger kann man daher auch tatsächlich die Differenzspannung
> verstärken indem man u und u- auf die EIngänge des Differenzverstärkers
> hängt und GND mit dem GND des Differenzverstärkers verbindet.
Ja, das ist die normalerweise verwendete Methode - weil einfach und 
bezüglich der Common Mode Problematik unkritisch.
Es gibt aber auch die Möglichkeit, wenn die zu übertragenden Signale 
eine untere Grenzfrequenz nicht überschreiten (gleichstromfrei sind), 
die beiden Leitungen beim Sender und/oder Empfänger mit zwei Cs 
abzutrennen oder einen Übertrager zu verwenden. Beim Empfänger kann man 
dann mit einem einfachen Spannungsteiler die Signale auf einen 
geeigneten DC-Pegel bringen, so dass der Empfänger korrekt arbeiten 
kann.

von mse2 (Gast)


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Diese Frage kommt regelmäßig immer wieder und wird genauso regelmäßig 
immer wieder kontrovers beantwortet.
Die einen sagen: "natürlich nur 2 Adern..."
die anderen: "natürlich braucht jedes einezelne Signal des Paares 
GND-bezug..."

Tatsächlich ist es wohl so: liegt keine galvanische Trennung vor, 
arbeitet jeder der beiden Empfängereingänge immer irgendwie auf 
GND-Bezug. Auch bei guter Commonmode-Unterdrückung gibt es immer 
Grenzen, die eingehalten werden müssen, damit die Differenz noch 
gebildet werden kann.

Auch bei galvanischer Trennung durch Übertrager oder Optokoppler gibt es 
Grenzen, die dann aber mit der maximalen Isolierspannung zu tun haben.

Zur RS485-Schnittstelle gibt es z.B. bei Texas Instruments ein pdf dazu:
http://www.ti.com/lit/an/slla272b/slla272b.pdf
Speziell zur Ground-Mitführung ab Seite 6 (natürlich auf Englisch).

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