Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Doppelter Inverter wofür könnte der sein? Ist der wirklich nötig?


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von Alexander S. (docalex)


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Moin,

ich habe diese Schaltung für einen RS485 Hub gefunden:

http://www.rs485.com/pdffiles/multiplerepeaters/MHUBX8RevE.pdf

Ich versuche diesen gerade zu modifizieren. den unteren (MASTER) Teil 
habe ich mal in Eagle gezeichnet.

Dabei ist mit aufgefallen, dass in der Schaltung Mehrfach Inverter 
hintereinander gesetzt werden. Mir ist nur nicht klar warum.

Speziell im unteren eingekreisten Teil ist mir das nicht verständlich.

Warum sollte man nicht den Teil des Zeitgliedes von einem Inverter aus 
speisen können????

Auch im oberen Teil ist mir das nicht klar. Um die eine LED zu treiben 
sollte es eigentlich genügen einen Inverter dafür zu verwenden. Warum 
man eine Doppelte verneinung machen sollte ist mir nicht klar.

Wer kann helfen?

Viele Grüße

Alexander

Beitrag #5184234 wurde vom Autor gelöscht.
von yesitsme (Gast)


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Vielleicht als Buffer, Verzögerung oder Entkopplung der Signale?

von Detlev T. (detlevt)


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Ich kann da auch nur vermuten, dass die Flankensteilheit erhöht werden 
soll, insbesondere wenn mehrere Bausteine an der Leitung hängen.

Mir ist bei deiner Schaltung aber noch etwas aufgefallen: T6 und T7 
sollen vermutlich einen Verpolschutz darstellen. Falls ja, wird das so 
aber nicht funktionieren! Bei negativer Eingangsspannung schalten die 
n-channel MOSFETs durch, da das Gate eine höhere Spannung als Source 
hat. Stattdessen musst du p-channel verwenden mit Drain zum Eingang.

von Teo D. (teoderix)


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Detlev T. schrieb:
> Ich kann da auch nur vermuten, dass die Flankensteilheit erhöht werden
> soll,

Wenn die in einem Gehäuse sind... Irgendwo sollten die unbenutzten ja 
angeschlossen sein.
Zumindest mach ich das so, in meinen Basteleien.

Hier seh ich allerdings zwei LED-(Angst?)Treiber!? Und Ein 
ausgekoppeltes Verzögerungsglied.

Verpolschutz??? Jo, zumindest um die Uhrzeit, seh ich das auch so. :/

von Peter D. (peda)


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Alexander S. schrieb:
> ich habe diese Schaltung für einen RS485 Hub gefunden:

In dem Link sind es aber Schmitt-Trigger, d.h. sie dienen der 
Signalregenerierung und Störunterdrückung.

von Alexander S. (docalex)


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Peter D. schrieb:
> Alexander S. schrieb:
>> ich habe diese Schaltung für einen RS485 Hub gefunden:
>
> In dem Link sind es aber Schmitt-Trigger, d.h. sie dienen der
> Signalregenerierung und Störunterdrückung.

Ja, korrekt, hab ich auch vorgesehen.

Aber spätestens nach dem ersten ist es dann egal. Warum also 2x 
invertieren?

von Helmut L. (helmi1)


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Alexander S. schrieb:
> Aber spätestens nach dem ersten ist es dann egal. Warum also 2x
> invertieren?

Die sind doch eh im Gehaeuse drin und irgend was damit machen muss man ( 
totlegen oder was damit schalten).

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Alexander S. schrieb:
> Peter D. schrieb:
>> Alexander S. schrieb:
>>> ich habe diese Schaltung für einen RS485 Hub gefunden:
>>
>> In dem Link sind es aber Schmitt-Trigger, d.h. sie dienen der
>> Signalregenerierung und Störunterdrückung.
>
> Ja, korrekt, hab ich auch vorgesehen.
>
> Aber spätestens nach dem ersten ist es dann egal. Warum also 2x
> invertieren?

Weil man die originale Signalpolarität braucht? Weil es keine 
nichtinvertierenden Schmitt-Trigger gibt? Und ist dir aufgefallen, daß 
das invertierte Signal durchaus genutzt wird?

von Alexander S. (docalex)


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Helmut L. schrieb:
> Alexander S. schrieb:
>> Aber spätestens nach dem ersten ist es dann egal. Warum also 2x
>> invertieren?
>
> Die sind doch eh im Gehaeuse drin und irgend was damit machen muss man (
> totlegen oder was damit schalten).

Na ja, laut Schaltplan brauche ic 7 Inverter. In einem IC sind 6 drin.

Daher die Überlegungen.

Vg

Alexander

von Analog OPA (Gast)


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Man wird Bauteile aus einem Gehäuse nicht nur deshalb verwenden, weil 
sie da sind!

Nein, schaut euch mal die Polarität der LEDs unten an: Das muss so sein, 
damit es richtig funktioniert.

Das mit dem Verpolschutz, sollte es so sein, ist in der Tat seltsam. 
Blicke Ich aber jetzt auch nicht komplett durch.

Wer hat die Schaltung gebaut?

von avr (Gast)


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Analog OPA schrieb:
> Nein, schaut euch mal die Polarität der LEDs unten an: Das muss so sein,
> damit es richtig funktioniert.

Die Polarität der LEDs zu ändern ist das kleinste Problem.

von Alexander S. (docalex)


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Detlev T. schrieb:
> Mir ist bei deiner Schaltung aber noch etwas aufgefallen: T6 und T7
> sollen vermutlich einen Verpolschutz darstellen. Falls ja, wird das so
> aber nicht funktionieren! Bei negativer Eingangsspannung schalten die
> n-channel MOSFETs durch, da das Gate eine höhere Spannung als Source
> hat. Stattdessen musst du p-channel verwenden mit Drain zum Eingang.

Danke sehr für diesen Hinweis! Das wäre mir durch die Lappen gegangen.

Im Anhang ist die korrigierte Schaltung.

Offen ist immer noch, warum die doppelten Inverter verwendet werden.

Viele Grüße

Alexander

von Gerald B. (gerald_b)


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Da auf der Busleitung differenzielle Signale beutzt werden, sollte man 
die (Rück)invertierung auf Ausgang R einsparen können, wenn man A und B 
vertauscht. Das ist mir mal aufgefallen, als ich um das Funktionsprinzip 
zu begreifen, mit 2 dieser Bausteine, einem Taster und einer LED auf dem 
Steckbrett rumgespielt habe.
Allerdings brauchst du ja auch das invertierte Zwischensignal, wie 
weiter oben schon jemand bemerkte. Nimm doch einen 6 Fach Inverter und 
ein Einzelgatter an unktitischer Stelle (gibts als SOT23)
Unkritisch wäre von dem oberen eingekreisten das rechte Gatter.

PS Äh, Denkfehler! Da der Bus bidirektional ist, wird beim Tausch von A 
und B auch in gegenrichtung am anderen Ende ein invertiertes Siganl 
ankommen

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


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Alexander S. schrieb:
> ich habe diese Schaltung für einen RS485 Hub gefunden
Eine der ungeschicktesten Ideen auf die man kommen kann, ist es, 
zwischen Pin 3 und Pin 6 einer RJ45 Buchse 7V anzulegen. Denn wenn 
irgendwer an diese Buchse sein Ethernet ansteckt (und früher oder später 
tut das jemand), dann ist der Ethernetübertrager kaputt und auf die 5V 
kommen kurzzeitig 12V. Für keinen der daran Beteiligten ist das ein 
schönes Erlebnis.

Alexander S. schrieb:
> Detlev T. schrieb:
>> Mir ist bei deiner Schaltung aber noch etwas aufgefallen: T6 und T7
>> sollen vermutlich einen Verpolschutz darstellen. Falls ja, wird das so
>> aber nicht funktionieren!
> Danke sehr für diesen Hinweis! Das wäre mir durch die Lappen gegangen.
Diese beiden Punkte zeigen schon recht deutlich die Qualität des Designs 
auf...

von Alexander S. (docalex)


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Lothar M. schrieb:
> Eine der ungeschicktesten Ideen auf die man kommen kann, ist es,
> zwischen Pin 3 und Pin 6 einer RJ45 Buchse 7V anzulegen. Denn wenn
> irgendwer an diese Buchse sein Ethernet ansteckt (und früher oder später
> tut das jemand), dann ist der Ethernetübertrager kaputt und auf die 5V
> kommen kurzzeitig 12V. Für keinen der daran Beteiligten ist das ein
> schönes Erlebnis.

Danke für den Hinweis. Da hast Du wohl recht.

Meine Überlegungen waren:

RS485 auf ein Paar (Pin 1 und 2)
RS485 für Vollduplex auf ein Paar (Pin 7 und 8)
Onewire (kommt noch) und masse auf ein Paar (Pin 4 und 5)
Und weil jetzt nichts mehr bleibt die Versorgungsspannungen auf den Rest 
(Pin 3 und 6.

Ich hatte nach einer Standardbelegung gesucht und nur das gefunden:

https://tuxotronic.org/wiki/interface/rs485/rj45-rs485-rs232-variants.png

Da wird RS485 aber nicht auf einer verdrillten Ader übertragen. Das 
finde ich nicht gut!.

Was würdest Du vorschlagen?

Viele Grüße

Alexander

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


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Alexander S. schrieb:
> Was würdest Du vorschlagen?
1. Eine andere Buchse?
2. Nur 1 Versorgung und die gleichzeitig auf 3 und 6?
3. Auf jeden Fall eine Belegung, bei der der hauchdünne Draht eines 
Ethernetübertragers nicht durchbrennt, wenn das mal einer einsteckt...

> Ich hatte nach einer Standardbelegung gesuchtund nur das gefunden:
Die absolut anerkannte "Standardbelegung" einer RJ45-Buchse ist 
Ethernet. Ausschließlich. Alles andere ist gefährlich und sollte 
wenigstens keine angeschlossenen Ethernet-Geräte zerstören.
Mal angenommen, du kaufst von mir ein Gerät mit einer RJ45-Buchse, 
steckst deinen neuen 3000€ Laptop dort (versehentlich oder 
interessehalber) an und der ist hinterher kaputt. Wirst du mich loben?

von Detlev T. (detlevt)


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Alexander S. schrieb:
> Offen ist immer noch, warum die doppelten Inverter verwendet werden.

1.) Wie schon oben angemerkt, handelt es sich um Schmitt-Trigger 
Inverter. Die Schaltung verwendet Dioden und einen Pull-Up-Widerstand, 
um eine logische Und-Funktion zu implementieren. Durch die Flusspannung 
der Diode plus der Spannung für Low am RS485-Treiberbaustein liegt diese 
Spannung nicht mehr im Limit für TTL-low. Deshalb der Schmitt-Trigger.

2.) Soweit ich weiß gibt es keine nicht-invertieren, Standard-TTL 
Bausteine mit Schmitt-Trigger.

3.) Selbst wenn es sie gäbe, wären sie vermutlich schwer zu bekommen, 
teuer und man bräuchte trotzdem zwei, für LED und Signal.

Ich hoffe, die Erklärung war jetzt erschöpfend.

von Gerald B. (gerald_b)


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Lothar M. schrieb:
> Eine der ungeschicktesten Ideen auf die man kommen kann, ist es,
> zwischen Pin 3 und Pin 6 einer RJ45 Buchse 7V anzulegen. Denn wenn
> irgendwer an diese Buchse sein Ethernet ansteckt (und früher oder später
> tut das jemand), dann ist der Ethernetübertrager kaputt und auf die 5V
> kommen kurzzeitig 12V. Für keinen der daran Beteiligten ist das ein
> schönes Erlebnis.

Gab es industriell und in großem Maßstab alles schon. ISDN und LAN 
verwenden beide RJ45 Stecker.
Um es kurz zu machen, ISDN gewinnt und der LAN Anschluss ist hinüber.
Bei einer Steckkarte beläuft sich der Verlust auf 3€, aber bei OnBoard 
Komponenten ist das wesentlich ägerlicher, wie du schon aufzeigtest.

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


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Gerald B. schrieb:
> Gab es industriell und in großem Maßstab alles schon. ISDN und LAN
> verwenden beide RJ45 Stecker.
> Um es kurz zu machen, ISDN gewinnt und der LAN Anschluss ist hinüber.
Und man muss einen Fehler öfter mal wiederholen, bis man ihn perfekt 
beherrscht... ;-)

von Alexander S. (docalex)


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Das einzige, was mir einfiele wäre das onewire mit einer 
Versorgungsspannung auf ein Pärchen zu geben.

Besser wirds dadurch aber nicht.

von Hmm (Gast)


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Detlev T. schrieb:
> 2.) Soweit ich weiß gibt es keine nicht-invertieren, Standard-TTL
> Bausteine mit Schmitt-Trigger.

Da kann geholfen werden:

74LVC1G17
https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74LVC1G17.pdf

von Andi B. (andi_b2)


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Detlev T. schrieb:
> Alexander S. schrieb:
> ....
> 2.) Soweit ich weiß gibt es keine nicht-invertieren, Standard-TTL
> Bausteine mit Schmitt-Trigger.
>
> 3.) Selbst wenn es sie gäbe, wären sie vermutlich schwer zu bekommen,
> teuer und man bräuchte trotzdem zwei, für LED und Signal.
>
> Ich hoffe, die Erklärung war jetzt erschöpfend.

Erschöpfend ja, aber nicht ganz richtig :-)

74HC132 und LVC132 sowie die 1G und 2G Varianten z.B. gibt's haufenweise 
in Industrieschaltungen. Ob der TO aber mit 4 nicht-invertierenden 
Gattern auskommt, darf er selbst entscheiden. Auf den ersten Blick würde 
ich aber sagen ja. So ein Gatterfriedhof ist sicherlich nicht nötig. Ein 
RS485 Treiber kann eine moderne LED locker treiben. Die automatische 
TX/RX Umschaltung würde ich so auch nicht machen. Es gibt wohl keinen uC 
mehr der keinen automatische TXEN Ausgang im UART Modul hat.

Die Versorgungen würd ich dann z.B. auf 1+2 und 7+8 legen und GND auf 
3+6. Wenn man denn unbedingt 2 Versorgungsspannungen braucht. RS485 auf 
4+5 und man ist LAN sicher. Nur wenn man an die Telefonsteckdose geht, 
dann müssten die RS485 Schutzdioden was arbeiten.

Bei guten RS485 Treibern braucht man die High-Z Verzieh-Widerstände 
nicht. Und wenn sie Slew-Rate limited sind, praktisch nie den 
Abschluss-R. Ist aber natürlich Geschwindigkeits- und Kabelabhängig.

: Bearbeitet durch User
von Alexander S. (docalex)


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Andi B. schrieb:
> Die Versorgungen würd ich dann z.B. auf 1+2 und 7+8 legen und GND auf
> 3+6. Wenn man denn unbedingt 2 Versorgungsspannungen braucht. RS485 auf
> 4+5 und man ist LAN sicher. Nur wenn man an die Telefonsteckdose geht,
> dann müssten die RS485 Schutzdioden was arbeiten.

Klingt gut, nur leider ist damit die Vollduplex Option gestorben.


Andi B. schrieb:
> Die automatische TX/RX Umschaltung würde ich so auch nicht
> machen. Es gibt wohl keinen uC mehr der keinen automatische TXEN Ausgang
> im UART Modul hat.

Hier gehts um meine WAGO SPS. Die hat keinen Direction PIN.

Alle Slaves haben den auch nicht.

Also muss es wohl automatisch gehen.

VG

Alexander

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Analog OPA schrieb:
> Nein, schaut euch mal die Polarität der LEDs unten an: Das muss so sein,
> damit es richtig funktioniert.

Die LEDs sind nun wirklich kein Argument. Die kann man auch gegen VCC 
schalten. Dann leuchten sie "andersrum" und brauchen keinen zusätzliche 
Inverter.

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