Ich habe mal eine generelle Frage zur Verkabelung von RS422-Schnittstellen: Die mir bekannten speziell für RS422/RS485-Übertragung ausgelegten (120 Ohm) Kabel bestehen aus 2 oder 2x2 verdrillten Adern + Schirm. Wohin legt man überlicherweise die GND Leitung? Dafür bräuchte man doch eine weitere Ader? Auf den Schirm? Oder gibt es solche Kabel mit 2+1 und 2x2+1 Adern? Bisher habe ich es immer so gelöst, daß ich ein 2x2 oder 3x2 Kabel verwendet habe und 2 verdrillte Adern als GND verwendet habe. In meinen Anwendungsfällen kommt erschwerend hinzu, daß ich den Schirm nicht mit dem Logic-GND verbinden darf, da eine galvanische Trennung zwischen Gehäuse-GND und Logic-GND besteht. (Bei allen beteiligten Geräten) Macht es dann Sinn den Gehäuse-GND mit dem Schirm zu verbinden?
> Bisher habe ich es immer so gelöst, daß ich ein 2x2 oder 3x2 Kabel > verwendet habe und 2 verdrillte Adern als GND verwendet habe. So ist es korrekt. GND über den Schirm ist Murks (Mantelströme).
Mein Problem hat sich in den letzten beiden Monaten noch etwas erweitert: Meine RS422-Treiber sitzen nun jeweils hinter einem isoliertem DC/DC-Wandler und die TX/RX Signale vom uC sind logischerweise auch entkoppelt. Mein Quick&Dirty Testaufbau funktioniert auch schon (ohne Berücksichtigung eventueller EMV-Probleme). Aber die Verkabelung macht mir immer noch Schwierigkeiten bei der Konzeptionierung der Schirmung: Momentan ist die Schirmung nur einseitig an der Gegenstelle angeschlossen. Da ich bei einem möglichen späteren EMV-Test möglichst wenig Probleme haben möchte ist meine Frage, was ich mit der Schirmung auf der Geräteseite mache. Insbesondere unter der Berücksichtigung, daß die Schnittstelle isoliert ist und die Möglichkeit besteht, daß die Gegenstelle eventuell auch eine isolierte Schnittstelle besitzen kann (aber nicht muss), bei der die Schirmung Erdprotenzial hat und der Signal-GND nicht. (Muss ich im Design berücksichtigen). Verbinde ich nun GND mit Schirmung auf der Geräteseite (wäre in meinem Fall glaube ich eine schlechte Idee) oder über einen Kondensator (damit ein HF-Pfad entsteht) oder lasse ich es weiterhin offen. Ich muß noch erwähnen das mein geplantes Gerätegehäuse aus Metall sein wird und voraussichtlich mit dem Schirm der USB-Leitung (hierüber wird die Schaltung mit Spannung versorgt) verbunden sein wird und im Gerät die Schirmung der RS422-Schnittstelle einfach endet <--- Der Grund meiner Frage.
Verbinde die GND-Leitung mit dem GND der DC/DC-WAndler auf der Sekundärseite, das heißt, bei Deinen Treibern. Damit bekommen die differentiellen Leitungen einen Bezug und alles ist trotzdem noch galvanisch getrennt. Den Leitungsschirm kannst Du auf Deine Gehäuseerde legen. Am besten mit der Möglichkeit, diese Verbindung zu trennen, was in seltenen Fällen notwendig sein kann. Auf keinem Fall darf eine Masseschleife aufgebaut werden. Damit erzeugt jede Feldlinie, die sich darin befindet ein Störsignal, welches sich auf Deine Nutzsignale aufaddiert. Dadurch könnten sehr üble Fehlfunktionen erzeugt werden.
Gritsch schrieb:
>Auf keinem Fall darf eine Masseschleife aufgebaut werden.
Eine Masseschleife stört eine differenzielle Leitung nicht.
Das ist ja gerade der Sinn von differenziellen Leitungen,
unempfindlich gegenüber Masseschleifen zu sein.
Ein anderes Beispiel sind Telefonleitungen, das sind
auch differenzielle Leitungen.
Das ist eine unzulässige Vereinfachung. Jeder RS422/485 Tranceivee hat seine Grenzen, was Gleichtaktstörungen angeht.
Philip K! schrieb: >Jeder RS422/485 Tranceivee hat seine Grenzen, was Gleichtaktstörungen >angeht. Das stimmt, aber ohne Masseschleife konnen die Gleichtaktspannungen sogar größer sein als mit, weil die Masseschleife ja ein Potentialausgleich macht.
Genau aus diesem Grund (Masseschleifen) habe ich in meinem ersten Entwurf den Schirm der RS422 Schnittstelle nur einseitig an der Gegenstelle angeschlossen und auf meiner Geräteseite offen gelassen. Genau genommen soll mein Gerät zwei Schnittstellen erhalten, die auch untereinander galvanisch getrennt sind. Macht es denn Sinn den Schirm der RS422 mit meinem Gehäuseschirm zu verbinden und wie oben vorgeschlagen stattdessen den Schirm auf der Gegenseite offen zu lassen? Verschieb ich damit nicht das Problem auf die Gegenseite? Was passiert mit den Nutzsignalen beim Übergang von meiner Schirmung in das Gerät auf der Gegenseite? Hab ich dadurch einen Vorteil, gegenüber meiner Variante? Was wäre bei RS232 zu berücksichtigen, was evtl. auch noch auf mich zukommt? Auch bezüglich EMV. Die angeschlossenen Geräte können alle unterschiedliche Potentiale haben, weshalb ich mich ja auch für die Isolierung (1kV) der Schnittstellen entschieden habe. Ich werde im Platinenlayout Footprints vorsehen, um, wo nötig, HF-Pfade mit Kondensatoren herstellen zu können, z.b. zwischen den isolierten GND und USB-GND. Hab dafür schon die passenden Kondensatoren im kV-Bereich geordert. Aber die Schirmungssache ähnlich flexibel auszulegen fällt mir wirklich schwer. Auf der USB-Seite bin ich auch noch nicht sicher, ob ich Signal GND mit USB-Schirm direkt verbinde oder via RC-Kombination, aber das kann man im Layout leicht berücksichtigen.
@ Günter Lenz @ EinWort Vielleicht solltet Ihr versuchen zu verstehen, was ich oben geschrieben habe.
@Gritsch: Ich denke, daß ich es verstanden habe. Daß es keine Masseschleifen geben darf ist mir ebenfalls bewußt. ABER welchen Vorteil hat Dein Vorschlag gegenüber meiner bisherigen Lösung? Der Schirm ist weiterhin nur einseitig geschirmt, nur daß der Schirm jetzt mein Gehäusepotential hat. (falls du das nicht meintest, habe ich tatsächlich etwas falsch verstanden) Aber wenn ALLE Schirme auf meinem Gehäuse liegen ist die galvanische Trennen zwischen den Schnittstellen auch nicht mehr gegeben, da ich ja nicht weiß, ob die Gegenseite ihren Schirm nicht mit GND verbindet. Hatte leider in meinem ersten Post vergessen zu erwähnen, daß es sich um 2 RS422 Schnittstellen handelt, die ebenfalls voneinander getrennt sind. Ich denke ich werde mein Problem durch verschiedene Kabelsätze lösen: 1. Kabelschirm auf Schirmung der Gegenseite 2. Kabelschirm auf meinem Gehäusepotential 3. Kabelschirm auf meinem isoliertem GND und der Gegenseite 4. Kabelschirm auf meinem isoliertem GND einseitig 5. Kabelschirm auf Schirmung der Gegenseite und auf meiner Seite über RC-Kombination verbunden. Beim EMV-Test wird sich dann schon die "richtige" Lösung finden ;-)
P.S. Werde ich natürlich nicht so machen. Ich suche bloß eine BEGRÜNDETE Konfiguration, die mit hoher Wahrscheinlichkeit die geringsten Probleme verursacht. Auf mögliche Änderungen, bis alles funktioniert habe ich mich bereits mental eingestellt. (Wie bei allen Projekten ;-)
Ich meinte diese Anordnung: Schirm (= Gehäuseerde) vom Master verbunden mit Kabelschirm und verbunden mit Schirm (= Gehäuseerde) vom Slave (oder auch nicht) Galvanisch getrennter GND der Treiber vom Master verbunden mit Ader/Adernpaar im Kabel und verbunden mit galvanisch getrennter GND der Treiber vom Slave Galvanisch getrennte RxD-Eingänge der Treiber vom Master verbunden mit verdrilltem Adernpaar im Kabel und verbunden mit galvanisch getrennter TxD-Ausgänge der Treiber vom Slave Galvanisch getrennte TxD-Ausgänge der Treiber vom Master verbunden mit verdrilltem Adernpaar im Kabel und verbunden mit galvanisch getrennter RxD-Eingänge der Treiber vom Slave Damit ist Dein Schirm von den Signalen getrennt, so dass sich vom Schirm abgefangene Störungen auch nicht auf die Signale addieren können.
Gritsch schrieb: > Schirm (= Gehäuseerde) vom Master verbunden mit > Kabelschirm und verbunden mit > Schirm (= Gehäuseerde) vom Slave Den Fall hatten wir: Der Slave war im Nachbarhaus und die beiden Gehäuseerden waren jeweils mit dem gelbgrünen verbunden. Nach einem kräftigen Kurzschluss im Haus des Slave war der Schirm abgeraucht. Überprüfungen zeigten, dass wir etwa 100 V Differenzspannung hatten und etwa 130 A Strom (über den Schirm). Seitdem verwenden wir doppelt geschirmte Leitungen (den einen Schirm auf der einen Seite und den anderen auf der anderen) oder 1 µF beidseits zwischen Schirm und Gnd.
Isi H. schrieb: > Gritsch schrieb: >> Schirm (= Gehäuseerde) vom Master verbunden mit >> Kabelschirm und verbunden mit >> Schirm (= Gehäuseerde) vom Slave > > Den Fall hatten wir: Der Slave war im Nachbarhaus und die beiden ... Das 100V-Problem hatte ich auch schon einige male. Deshalb auch meine Anmerkung: (oder auch nicht). Deine Lösung ist gut, aber aufwändig. Häufig reicht es aus, den Schirm z.B. nur am Master anzuschließen.
EinWort schrieb: >Bisher habe ich es immer so gelöst, daß ich ein 2x2 oder 3x2 Kabel >verwendet habe und 2 verdrillte Adern als GND verwendet habe. Hätte ich auch so gemacht. >In meinen >Anwendungsfällen kommt erschwerend hinzu, daß ich den Schirm nicht mit >dem Logic-GND verbinden darf, da eine galvanische Trennung zwischen >Gehäuse-GND und Logic-GND besteht. Brauchst du ja auch nicht, mit deinen 2 verdrillten Adern hast du ja Logic-GND. > (Bei allen beteiligten Geräten) Macht > es dann Sinn den Gehäuse-GND mit dem Schirm zu verbinden? Du darfs den Schirm mit dem Gehäuse verbinden. Wenn auf beiden Seiten das Gehäuse nun geerdet ist, zum Beispiel mit einem Schutzleiter, ist eine Masseschleife entstanden. Es können nun Ausgleichsströme über den Schirm fließen. Du befürchtest nun das die Übertragung gestört wird, weil Störspannungen auf den Übertragungsleitungen induziert werden. Es werden Gleichtaktspannungen induziert, und die stören die Übertragung nicht. Du brauchs dir keine Sorgen zu machen.
Isi H. schrieb: > Überprüfungen zeigten, dass wir etwa 100 V Differenzspannung > hatten und etwa 130 A Strom (über den Schirm). > Seitdem verwenden wir doppelt geschirmte Leitungen (den einen Schirm auf > der einen Seite und den anderen auf der anderen) oder 1 µF beidseits > zwischen Schirm und Gnd. Diese ganzen Probleme mit Erdschleifen, Potentialausgleich und elektromagnetischer Unverträglichkeit hat man nicht, wenn man einfach zwei Lichtwellenleiter verwendet. Inzwischen ist das wohl deutlich günstiger, als spezialgeschirmte Leitungen.
W.A. schrieb: > Inzwischen ist das wohl deutlich > günstiger, als spezialgeschirmte Leitungen. Was würde es Dich denn kosten, an eine über 100 Meter lange LWL-Leitung einen Stecker anzuschließen?
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