In Schaltplänen sehe ich öfter sowohl "Ground" als auch "Low". (Low in
der Regel als binär schaltbarer Eingang, daher kann zwischen low und
high umgeschaltet werden, aber nichts zwischendrin.)
Ist Ground jetzt einfach das negativste was geht (bzg auf den
Schaltplan) oder hat Ground sozusagen Potential 0 und High ist positiver
und Low negativer?
Anders gesagt: Wenn man Ground und Low verbindet (mit Widerstand
dazwischen etc.), wohin fließt dann der Strom (technische
Stromrichtung)?
Grüße
HatFrage schrieb:> In Schaltplänen sehe ich öfter sowohl "Ground" als auch "Low".
Ich noch nie. Zeigen. GND oder Ground ist klar. Das ist das
Bezugspotential, auf das sich alle Spannungsangaben beziehen. Low ist
das nicht.
> (Low in> der Regel als binär schaltbarer Eingang, daher kann zwischen low und> high umgeschaltet werden, aber nichts zwischendrin.)
Also ein simpler binärer Logikpegel. Dann bezeichnen "Low" und "High"
die beiden Spannungspegel mit niedrigerer bzw. höherer Spannung. Über
die konkrete Spannungslage (gegenüber GND) sagt das aber noch nichts
aus. Verschiedene Logikfamilien verwenden verschiedene Pegel. Z.B. hat
ECL die Pegel bei -1.7V (Low) und -0.8V (High).
Und dann hängt es natürlich davon ab, aus welchen Spannungen der
Logik-IC versorgt wird. CMOS-Logik verwendet die negative Rail der
Versorgung als Low und die positive als High. Wenn so ein IC aus +12V
und +7V versorgt wird, dann sind die konkreten Pegel +7V für Low und
+12V für High. Ein anderes, das an GND und +5V betrieben wird, verwendet
0V und +5V. Ein wieder anderes, das aus -2.5V und +2.5V versorgt wird,
eben -2.5V und +2.5V. Und das obwohl sie jeweils 5V Betriebsspannung
sehen.
> Ist Ground jetzt einfach das negativste was geht (bzg auf den> Schaltplan) oder hat Ground sozusagen Potential 0 und High ist positiver> und Low negativer?
Low ist negativer als High. Mehr kann man nicht sagen.
> Anders gesagt: Wenn man Ground und Low verbindet
Schon die Aussage ist Unsinn. Low ist eine Spannungsvorgabe mit
Toleranz. Die kann man nicht mit irgendetwas verbinden. Genauso wie du
ein Tempolimit 100km/h nicht mit einem fahrenden Fahrzeug vergleichen
kannst. Das Tempolimit selber bewegt sich ja nicht.
Georg M. schrieb:> LOW und HIGH befinden sich zwischen GND und VDD.>>> https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/03/Inverter1.svg/430px-Inverter1.svg.png
OFT ist es so,
ABER NICHT IMMER!
Bei ECL Bausteinen wie dem Motorola MC1001 liegen die Pegel zwischen GND
und VEE (also beides im negativen! Spannugnsbereich)
(HIGH ~(-1)V, LOW = ~(-2)V)
Bei RS232 sind die Normpegel auf dem Kabel: HIGH = -15 V, LOW ist +15V!
(GND ist dabei 0V... In der Realität hat man heute aber eher 8 bis 10V
jeweils +/- für die Pegel statt 15V)
Es ist so:
LOW und HIGH sind Logische Zustände (== Wahr / Unwahr)
Erst einmal völlig unabhängig von irgendwelchen Spannungen.
Hat man nun eine Elektrische Schaltung in der solche Logische Zustände
ausgerückt werden sollen geht man hin und DEFINIERT welche Spannung
welcher Zustand ausdrücken soll.
Diese Auslegung kann völlig frei sein (z.B. wäre es bei RS232 Problemlos
auch anders herum gegangen) oder durch technische Belange vorgegeben
sein (ECL Logik)
In den allermeisten Fällen ist es dabei tatsächlich so das man definiert
das ein HIGH Signal durch die positivere der möglichen
Ausgangsspannungen und ein LOW durch die niedrigere Spannung ausgedrückt
wird.
Bei Üblicher CMOS technik ist das HIGH dann Vdd( bzw. in realen
Schaltungen möglichst nahe an) , das Low entspricht dem Ground Potential
(bzw. real möglichst nahe dran)
Oder bei der ECL Technik mit der notwendigkeit im negativen
Spannungsbereich zu arbeiten ist man hingegangen und hat als
Ausgangssignal mit der höheren Spannung (-1V) dem High zugeordnet und
das Ausgangssignal mit der negativeren Spannung (-2V) dem Low.
Wie hoch die Spannungen für ein High oder Low aber tatsächlich sind bzw.
sein dürfen, das ist von Schaltkreisfamilie zu Schaltkreisfamilie starkt
unterschiedlich. Auch wie groß das Toleranzfester sein darf bei der
Pegel noch sicher als Low oder High erkannt wird.
Aber wie geschrieben, das ein High durch eine Hohe Spannung und ein Low
durch eine niedrige Spannung dargestellt wird ist nur oft so, aber nicht
immer. Die Festlegung kann auch anders herum sein!
Oder halt völlig aus dem Schema fallend wie bei RS232 wo ein HIGH durch
-15V und ein LOW durch +15V dargestellt wird.
Und noch einmal anders ist die Sache wenn man es mit differentiellen
Signalen zu tun hat. Bei diesem führt dann eine Leitung eine hohe und
eine Leitung eine niedrige Spannung. Und je nachdem welche Leitung
welche Spannung führt hat man ein High oder ein Low.
Daher noch einmal:
High und Low sind logische Aussagen.
Die zu diesen Aussagen gehörenden Spannungspegel hängen von der
konkreten TEchnischen Umsetzung ab und können teilweise sogar frei
definiert sein!
Um es für einen ganz konkreten Fall sicher sagen zu können muss man
zwingend die entsprechenden Spezifikationen zu Rate ziehen.
Das können im einfachen Fall die Datenblätter der Bauteilfamilie sein,
aber bei komplexeren Fragen auch schon mal die Spezifikationen eines
Busses. (V.24, USB, LVDS usw.)
Und um es ganz kompliziert zu machen kann man natürlich auch noch den
Fall haben das man zwar technisch eine Bestimmte umsetzung hat, aber im
Ergebnis für diese eine Anwendung jemand (z.b. ich als
Schaltungsentwickler) die Logik einfach Umdefiniert habe. Das ich
einfach für meine Betrachtung sage HIGH == 0V, LOW == 5V. Es hängt halt
davon ab was ich vorher mit den Eingangssignalen gemacht habe und was
nachher mit den Aussganssignalen passiert. Und natürlich welche Aussage
ich überhaupt darstellen will.
Gruß
Carsten
Gruß
Carsten
Carsten S. schrieb:> Bei RS232 sind die Normpegel auf dem Kabel: HIGH = -15 V, LOW ist +15V!> (GND ist dabei 0V... In der Realität hat man heute aber eher 8 bis 10V> jeweils +/- für die Pegel statt 15V)
Definiert sind wie bei Logikfamilien Bereiche, nicht feste Pegel, für
Mark (High) und Space (Low). Die haben sich im Laufe der Zeit auch noch
geändert. Mark liegt momentan so bei -25 V bis -3 V, Space bei +3 V bis
+25 V.
> (z.B. wäre es bei RS232 Problemlos auch anders herum gegangen)
Nein, interessanterweise nicht. Denn bei RS232 gilt auch
> oder durch technische Belange vorgegeben
RS232 basiert und kodifiziert erheblich ältere
Fernschreibtechnik-Praxis. Wir reden hier von so um 1900.
Bei Fernschreibsystemen, wie auch beim Telefon (heute typisch -48 V),
arbeitet man wenn es geht mit negativen Spannungen gegenüber Erde - der
echten Erde, die zum Einsparen einer Leitung als Rückkanal genommen
wird.
Negative Spannung deshalb, weil die Isolierung nie 100% dicht über die
gesamte Leitungsinstallation ist. An den Stellen wo etwas Wasser
eindringt fließt etwas Strom gegen die saure Erde. Um an diesen Stellen
der galvanischen Zersetzung der Leitungen entgegenwirkt, wird diese
negative gegenüber der Erde gehalten. Andersherum, positiv, würde sich
die Leitung schnell zersetzen.
Was sich bei negativer Spannung zersetzt ist statt der Leitung der Erder
im Telegrafenamt. So einen Erder (Erdungsanschluss) wenn nötig zentral
am Telegrafenamt zu ersetzen war wesentlich leichter als überall
zerfressene Leitungen.
Bei Fernschreibsystemen ist es so, dass man zur permanenten Überwachung
der Leitung im Ruhezustand eine Spannung (ein Signal, High, Mark)
anliegen lassen möchte. Da sich Fernschreiber typischerweise länger im
Ruhezustand als im Übertragungszustand befinden musste Mark negativ
gewählt werden, sonst fault die Fernschreibleitung schnell weg.
Damit fiel nebenbei 0 V und alles um 0 V herum als Space, Low weg, denn
0 V oder eine sehr kleine Spannung bedeutet die Leitung ist defekt.
Space, Low einfach eine andere negative Spannung zu geben war schwierig.
Durch die Leitungsverluste hätte mit größeren negativen Spannungen
gearbeitet werden müssen. Hinzu kam, dass es mit elektromechanischen
Systemen schwierig war eine Spannungsänderung von z.B. -20 V auf -10 V
automatisch zu detektieren. Eine Umpolung von z.B. -20 V auf +20 V ist
trivial zu detektieren, z.B. mit einem bipolaren (nicht bistabilen)
Relais.
Das alles passierte lange bevor Shannon 1948 seine bahnbrechende Arbeit
zur Informationstheorie schrieb und darin Tukeys Definition eines Bit
populär machte.
Einfach gesagt ist GND dein Bezugpotential welches als Bezug dient.
BSP 1 12V Batterie Pluspol = 12V, Minuspol = 0V = GND
BSP 2 2x12V Batterie
Pluspol 1 = 12V = Plus,
Minuspol 1 und Pluspol 2 verbunden = 0V = GND,
Minuspol 2 = -12V = Minus
Misst du nun Pluspol 1 und Minuspol 2 hast du trotzdem 24V!
GND ist wie gesagt dein Bezugspotential wobei man RELATIV davon ausgeht
das dieses GND = 0V ist welches aber ABSOLUT trotzdem eine Spannung hat.
Oder anders ausgedrückt wenn du die schwarze Leitung(COM) von deinem
Messgerät nimmst und dieses an irgendeine Spannung hälst wird damit
diese "SCHWARZE" Spannung zum Bezugspotential. Die rote Leitung ist
deine zu messende Spannung sie kann +/-/= sein auf dein Bezugspotential!
Anders als RS232 / V24 mit ihren Spannungspegeln nutzte der
Fernschreiber eine geschaltete Stromschleife (ca. 20-40mA), die
Spannungspegel stellten sich dann ein, aber entscheidend für den
Empfangsmagneten war der Strom.
Hi,
noch schwieriger wird es bei dem bei ISPs zumindest intern sehr
populären X.21-er Standard:
Hier liegt (meistens) der RS422-Standard zugrunde:
Wiki meint dazu:
"...Es führt immer wieder zu Verwirrung, welcher der beiden Anschlüsse
der positive und welcher der negative ist..
In der Praxis ist die logische Funktion des Empfängers die Umsetzung des
Differenzsignals zwischen A’ und B’ in ein digitales Signal mit
TTL-Pegeln. Dabei ist, analog zum Sender, A’ der nicht-invertierende
Eingang und B’ der invertierende Eingang. ..."
ciao
gustav
P.S.:
HatFrage schrieb:> In Schaltplänen sehe ich öfter sowohl "Ground" als auch "Low".
Dann zeig den konkreten Schaltplan. Jeder Schaltplanentwickler kann
Netze beliebig benennen, da gibt es keinerlei Vorgaben.
In den meisten Layoutprogrammen sind heutzutage auch Sonderzeichen
erlaubt (~,!,/,-,_ usw.). Ich hatte früher für low-aktive Netze ein 'x'
davorgesetzt, jetzt nehme ich in Altium dafür '/', z.B. in "/CS0".
Leute ist es nicht ein wneig zu hoch für den Fragenden ?
Karl B. schrieb:> Differenzsignals zwischen A’ und B’
Gibt keine positiven/negativen in der Gesamtbetrachtung, die Kiste soll
so gut es geht EMV-neutral und unemfpindlich gegen Störungen sein, wenn
muss man das auf Zeit der anstehenden Pegel betrachten.
Für die Ausgangsfrage aber zuviel.
In gemischten Schaltungen hat man oft mehrere Bezugspotentiale. Manchmal
sind diese an einer Stelle über ein Net-Tie miteinander verbunden,
manchmal müssen sie aber auch zueinander floaten.
Z.B. nenne ich sie AGND (analog), DGND (digital), EGND (Erde), PGND
(Power) usw.
Das geht aber alles erst aus dem konkreten Schaltplan hervor.
@ HatFrage
Zeige bitte den fraglichen Schaltplan. Eine allgemeine Antwort ist nicht
möglich. (Du siehst ja schon an den anderen Antworten, dass die Antwort
vom Kontext abhängt).
Was genau unter Low und High zu verstehen ist, ist aus den Datenblättern
der verwendeten Bauelemente zu ersehen und aus der konkreten
Schaltung.
Ground ist nicht grundsätzlich das negativste Potential in einer
Schaltung. Die Bedeutung dieses Wortes hat sich dazu noch im Laufe der
Zeit merklich verwischt, weil es nicht mehr konsequent das, was im
Deutschen als "Erde" bekannt ist, bezeichnet. Siehe dazu im Internet
Erklärungen und technische Wörterbücher. Insbesondere die Begriffe
"Common", "Minus", "Erde", "Masse" solltest Du Dir mal anschauen.
Beziehen sich die Begriffe Low und High auf Eingänge, so ist nicht per
se klar, ob nun der Strom aus diesem Eingang fliesst oder in ihn hinein.
Beides tritt auf. Der Begriff "Eingang" bezieht sich allein auf die
Richtung des Informationsflusses, aber keinesfalls auf die
Stromrichtung.
Ebenso ist es übrigens mit Ausgängen.
Man kann übrigens auch nicht grundsätzlich sagen, dass ein Eingang in
jedem Betriebszustand ein bestimmtes Potential oder auch nur eine
bestimmte Polarität in Bezug auf einen anderen Punkt der Schaltung hat.
Das kann sich ändern.
Hi,
zu spät: Für Interessierte:
https://www.youtube.com/watch?v=Fgb7ehK08IQHatFrage schrieb:> Anders gesagt: Wenn man Ground und Low verbindet (mit Widerstand> dazwischen etc.), wohin fließt dann der Strom (technische> Stromrichtung)?
Gegenfrage,
was bezeichnet man als Low ?
Annahme 1:
Low = GND
Nirgendwohin, denn es ist dasselbe.( Fallgrube: Platinenlayout und
HF-Technik-Verhalten, vagabundierende Ströme und "Schleifen" außen vor
gelassen.)
Annahme 2:
Low = irgendein Pegel mit Bezug zu GND:
Dann so, wie Strom eben fließt. Von Plus nach Minus. Wie meistens in der
Technik.
(Die Physiker sehen die Elektronen-/"Löcher"-Wanderung evtl. anders.)
Annahme 3:
Ist kein Bezug zu GND da,
fließt auch kein Strom.
Weitere Frage an den TO:
Vor welchem Hintergrund steht diese Frage:
HatFrage schrieb:> In Schaltplänen sehe ich öfter sowohl "Ground" als auch "Low". (Low in> der Regel als binär schaltbarer Eingang, daher kann zwischen low und> high umgeschaltet werden, aber nichts zwischendrin.)
"....aber nichts zwischendrin..."
Welche Verständnisprobleme gibt es da konkret.
Der Schaltung ist das zunächst egal. Sie arbeitet so, wie spezifiziert.
Wird ein Zwischenpegel verlangt, macht die Schaltung das auch. Das steht
dann aber auch in den Schaltbildern. Man schaue sich einmal nur die
Schaltpläne für die "alten" Fernseher an. Da wimmelt es vor Bildchen mit
Oszillogrammen und Spannungsangaben etc. pp.
ciao
gustav
Carsten S. schrieb:> Es ist so:> LOW und HIGH sind Logische Zustände (== Wahr / Unwahr)> Erst einmal völlig unabhängig von irgendwelchen Spannungen.
Nein.
Das ist ein häufig gemachter Fehler. Die logischen Zustände sind WAHR
und FALSCH, manchmal auch EINS und NULL. Die Bezeichnungen HIGH und LOW
hingegen beziehen sich auf Spannungen. Deswegen auch die Wortwahl (für
höhere und niedrigere Spannung).
Die Zuordnung von logischem Zustand und Spannung ist dann ein weiterer
Freiheitsgrad. Im allgemeinen spricht man von positiver Logik, wenn
HIGH = EINS = WAHR und LOW = NULL = FALSCH. Umgekehrt ist es
negative Logik.
PS: Bei RS-232 spricht man aus gutem Grund nicht von HIGH und LOW,
sondern statt dessen von MARK und SPACE.
