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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik USB - warum ist bei symmetrischer Übertragung die Masse so wichtig?


Autor: Klaus R. (klara)
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Hallo,
bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse, 
wobei das Signal differenziell ist. In der Übertragungstechnik spricht 
man einfach von symmetrischer Übertragung.

Symmetrische Übertragungen gibt es auch im Audio - Bereich, z.B. bei 
hochwertigen analogen Anlagen. Zumindest dort spielt die Masse als 
Leiter für das Signal keine Rolle. Im Gegenteil, wenn über Masse 
Signalströme fliessen, dann ist die Symmetrie gestört und die Qualität 
der Übertragung gemindert. Die Masse/Erde wird lediglich von den 
zentralem Massepunkten von Modul zu Modul geführt, außerhalb des 
Signalweges.

In den Guidelines, vor allem für High-Speed USB, wird gerade auf die 
Bezugsmasse hohen Wert gelegt. Es wird sogar eine unverletzte 
Massefläche empfohlen. Wird die USB-Datenleitung z.B. in Kurven geführt, 
so folgt ein USB-Strom nicht gradlinig vom Anfang zum Ende, sondern 
folgt der Führung der USB-Datenleitung.

Aber wie kann das sein? Wir haben doch eine symmetrische Übertragung. Da 
fliesst bei voller Symmetrie nichts über Masse hin oder her.
mfg Klaus

: Verschoben durch Moderator
Autor: master (Gast)
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He D+ fließt nach gnd und D- doch auch?

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Da gehts wohl eher um die gleichmässige kapazitive und induktive 
Belastung auf beiden Adern. Das muss eben auch recht symmetrisch sein, 
um das Signal nicht zu zermanschen.

Autor: Rest (Gast)
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Klaus R. schrieb:
> Aber wie kann das sein? Wir haben doch eine symmetrische Übertragung. Da
> fliesst bei voller Symmetrie nichts über Masse hin oder her.
> mfg Klaus

Ich denke da liegt dein Denkfehler. Natürlich fließt der Rückstrom 
(sogar beide Rückströme von DP und DM) auf der Masse. Es braucht immer 
einen geschlossenen Stromkreis. DP und DM sind auf Masse bezogen aber 
ihre (Spannungs-)Differenz wird zur Signalverarbeitung genutzt.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Bei USB beziehen sich alle Spannung auf Masse. USB hat keine 
magnetischen Übertrager, die das Kabel Potentialfrei machen würden.

Du verwechselst das mit Ethernet, wo der Strom von Tx+ nach Tx- (bzw 
umgekehrt) fließt. Wenn du bei Ethernet die Übertrager weg lassen 
würdest, bräuchtest du auch dort eine Bezugsmasse.

Autor: EdiR (Gast)
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master schrieb:
> D+ fließt nach gnd und D- doch auch?

Beides sind positive Spannungen.

Autor: Florian V. (florianv)
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Klaus R. schrieb:
> Aber wie kann das sein? Wir haben doch eine symmetrische Übertragung. Da
> fliesst bei voller Symmetrie nichts über Masse hin oder her.

Weil du auch immer eine Kopplung über die Masse hast.

Die Zielimpedanz von 90R wird nicht nur als direkte Kopplung der beiden 
Signaladern erreicht, sondern auch über die Kopplung Signal-GND-Signal. 
Je nach Ausgestaltung des differentiellen Paares auf der Leiterplatte 
kann die Gewichtung sehr unterschiedlich sein. Und wenn es eine Kopplung 
über die benachbarte Massefläche gibt, dann gelten auch alle Regeln wie 
ungeschnittene Massefläche etc.

Autor: master (Gast)
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>Beides sind positive Spannungen.

Ich erwarte, wenn ich auf masse bezogen messe einmal eine negative und 
einmal ein positive Spannung zu messen...
also was erzählst du?

Autor: georg (Gast)
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Florian V. schrieb:
> Je nach Ausgestaltung des differentiellen Paares auf der Leiterplatte
> kann die Gewichtung sehr unterschiedlich sein

Die erste Antwort, die auf eine gewisse Ahnung von der Sache schliessen 
lässt. Die meisten anderen Posts sind reiner Unsinn.

Allgemeingültige Angaben können nicht gemacht werden, da die 
elektromagnetischen Feldlinien vom Abstand der differentiellen Leiter 
zueinander UND zur Massefläche bestimmt werden - dazu gibt es 
Simulationssoftware. Man muss das aber nicht unbedingt wissen, nur das 
Ergebnis ist für die Funktion wichtig.

Prinzipell sind diffentielle Signale auch ohne Masse möglich, aber in 
aller Regel dient eine Masse auch als Abschirmung. Ausserdem sind die 
Signale nicht potentialfrei und müssen innerhalb der möglichen 
Eingagsspannungen der Empfänger liegen, was gerade hier im Forum oft 
abgestritten wird (RS485 ohne Masseverbindung).

Georg

Autor: Klaus R. (klara)
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Hallo,
selbst eine alte, gewöhnliche Telefonleitung überträgt symmetrisch.

Im Audio - Bereich gehe ich beim Empfänger auf eine Differenzstufe. Dort 
habe ich +IN und -IN. Der Strom fließt dort in der Tat von +IN zu -IN. 
Die Masse ist so für die Signalübertragung nicht erforderlich. Lediglich 
in der Praxis erdet man irgendwo, nur nicht im Signalpfad. Sonst würde 
das Modul potentialmäßig "schwimmen".

Leider habe ich bisher keine weitere Information zum Verfahren bei der 
USB - Übertragung gefunden. Klar, es könnte sein das ein Signal auf +D 
geht und über Masse zurück und dann das andere Signal auf -D geht und 
über Masse zurück. Damit hätte ich aber zwei getrennte Führungen und den 
Vorteil einer symmetrischen Verbindung nicht wirklich ausgenutzt.
mfg Klaus

Autor: EdiR (Gast)
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master schrieb:
> Ich erwarte, wenn ich auf masse bezogen messe einmal eine negative und
> einmal ein positive Spannung zu messen...
> also was erzählst du?

Meines Wissens liegen die Pegel an den beiden Datenleitungen zwischen 0 
V und +3,3 V. Nur die Differenz ist positiv oder negativ.

Autor: Klaus R. (klara)
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georg schrieb:
> Prinzipell sind diffentielle Signale auch ohne Masse möglich, aber in
> aller Regel dient eine Masse auch als Abschirmung. Ausserdem sind die
> Signale nicht potentialfrei und müssen innerhalb der möglichen
> Eingagsspannungen der Empfänger liegen, was gerade hier im Forum oft
> abgestritten wird (RS485 ohne Masseverbindung).

Das käme meiner Vorstellung entgegen.
mfg Klaus

Autor: Klaus R. (klara)
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EdiR schrieb:
> Meines Wissens liegen die Pegel an den beiden Datenleitungen zwischen 0
> V und +3,3 V. Nur die Differenz ist positiv oder negativ.

Ist mir auch klar.
mfg Klaus

Autor: soul e. (souleye)
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Klaus R. schrieb:

> bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse,
> wobei das Signal differenziell ist. In der Übertragungstechnik spricht
> man einfach von symmetrischer Übertragung.

Richtig, die Daten werden differentiell übertragen. Die Signalisierung 
erfolgt aber single ended, also gegen Masse.


> Symmetrische Übertragungen gibt es auch im Audio - Bereich, z.B. bei
> hochwertigen analogen Anlagen. Zumindest dort spielt die Masse als
> Leiter für das Signal keine Rolle.

Für das Signal nicht, wohl aber für die Elektronik. Die Masse definiert 
den  Common Mode, also quasi den Mittelwert zwischen den 
Signalleitungen. Für Dein Mischpult macht es durchaus einen Unterschied, 
ob auf einer Leitung -0,5 V und auf der andern +0,5 V anliegen, oder ob 
es 3999,5 und 4000,5 V sind. In beiden Fällen ist die Differenz 
identisch, aber der Common Mode übersteigt im zweiten Fall den erlaubten 
Bereich.

Wenn man wirklich keine Masse will (Brummschleife), dann nutzt man 
Übertrager um den Gleichtakt-Anteil zu entfernen. Z.B. bei Ethernet, 
teilweise auch bei Audio.


> In den Guidelines, vor allem für High-Speed USB, wird gerade auf die
> Bezugsmasse hohen Wert gelegt. Es wird sogar eine unverletzte
> Massefläche empfohlen.

Andere Baustelle. Hier willst Du impedanzkontrollierte Leiterbahnen. Die 
sollen einen definierten Wellenwiderstand haben, wie Koaxkabel. Daher 
müssen sie eine bestimmte Breite und einen bestimmten Abstand zur 
Massefläche haben.

Autor: HildeK (Gast)
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soul e. schrieb:
> Daher
> müssen sie eine bestimmte Breite und einen bestimmten Abstand zur
> Massefläche haben.

... und einen bestimmten Abstand zueinander.

Autor: Andi (Gast)
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Klaus R. schrieb:
> bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse,
> wobei das Signal differenziell ist. In der Übertragungstechnik spricht
> man einfach von symmetrischer Übertragung.

Das stimmt so nicht. Bei USB werden D- und D+ sowohl differenziell, als 
auch "Single Ended" benutzt. Beide Leitungen auf Low signalisieren z.B. 
einen Reset oder ein EndOfPacket.

Während den eigentlichen Packetdaten kann man von symmetrischer 
Übertragung sprechen, allerdings nicht Null-symmetrisch sondern 
symmetrisch um die Mitte der Logikpegel also um etwa 1.65 Volt.

Autor: Klaus R. (klara)
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soul e. schrieb:
>> In den Guidelines, vor allem für High-Speed USB, wird gerade auf die
>> Bezugsmasse hohen Wert gelegt. Es wird sogar eine unverletzte
>> Massefläche empfohlen.
>
> Andere Baustelle. Hier willst Du impedanzkontrollierte Leiterbahnen. Die
> sollen einen definierten Wellenwiderstand haben, wie Koaxkabel. Daher
> müssen sie eine bestimmte Breite und einen bestimmten Abstand zur
> Massefläche haben.

Der Abstecher in den Audio-Bereich diente nur zu Veranschaulichung. Es 
geht bei USB 2.0 im High Speed Modus um 480 Bit/s, also 240 Mhz. Da 
liegt Lambda bei 83 cm. Nach einer Faustformel sollte man bei Lambda/10 
schon Wellenphänomene berücksichtigen.
mfg klaus

Autor: Klaus R. (klara)
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Andi schrieb:
> Bei USB werden D- und D+ sowohl differenziell, als
> auch "Single Ended" benutzt. Beide Leitungen auf Low signalisieren z.B.
> einen Reset oder ein EndOfPacket.
>
> Während den eigentlichen Packetdaten kann man von symmetrischer
> Übertragung sprechen, allerdings nicht Null-symmetrisch sondern
> symmetrisch um die Mitte der Logikpegel also um etwa 1.65 Volt.

Interessant. Kann ich gut nachvollziehen.
mfg Klaus

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Klaus R. schrieb:

> selbst eine alte, gewöhnliche Telefonleitung überträgt symmetrisch.

Echt alte Telefonleitungen benutzten noch nicht einmal einen Draht
als Rückleiter, sondern benutzten dafür die Erde (Also das, was
zwischen den Händen krümelt).

> Im Audio - Bereich gehe ich beim Empfänger auf eine Differenzstufe. Dort
> habe ich +IN und -IN. Der Strom fließt dort in der Tat von +IN zu -IN.
> Die Masse ist so für die Signalübertragung nicht erforderlich. Lediglich
> in der Praxis erdet man irgendwo, nur nicht im Signalpfad.

Normalerweise wird die Erde auch mitgeführt und als Abschirmung genutzt.

Autor: Udo K. (udok)
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Klaus R. schrieb:
> Hallo,
> bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse,
> wobei das Signal differenziell ist. In der Übertragungstechnik spricht
> man einfach von symmetrischer Übertragung.
>
> Symmetrische Übertragungen gibt es auch im Audio - Bereich, z.B. bei
> hochwertigen analogen Anlagen. Zumindest dort spielt die Masse als
> Leiter für das Signal keine Rolle. Im Gegenteil, wenn über Masse
> Signalströme fliessen, dann ist die Symmetrie gestört und die Qualität
> der Übertragung gemindert. Die Masse/Erde wird lediglich von den
> zentralem Massepunkten von Modul zu Modul geführt, außerhalb des
> Signalweges.
>
> In den Guidelines, vor allem für High-Speed USB, wird gerade auf die
> Bezugsmasse hohen Wert gelegt. Es wird sogar eine unverletzte
> Massefläche empfohlen. Wird die USB-Datenleitung z.B. in Kurven geführt,
> so folgt ein USB-Strom nicht gradlinig vom Anfang zum Ende, sondern
> folgt der Führung der USB-Datenleitung.
>
> Aber wie kann das sein? Wir haben doch eine symmetrische Übertragung. Da
> fliesst bei voller Symmetrie nichts über Masse hin oder her.
> mfg Klaus

Auch bei USB spielt im Idealfall die Masse für die High-Sspeed 
Übertragung
keine Rolle, ganz ähnlich wie bei Audio :-)
Die USB High-Speed Datenübertragung erfolgt ähnlich wie LVDS 
symmetrisch.

Die Masse ist aber wichtig zur:
 - Schirmung (wobei es hier auf eine "ruhige" Masse ankommt!)
 - für die Spannungsversorgung über USB
   (VBUS = 5 Volt @ 500mA, Rückweg über Masse)
 - um den Wellenwiderstand zwischen der D+ und D- Datenleitung
   sicherzustellen (geht aber auch ohne Masse)
 - für die Unterscheidung zwischen Low-Speed, Full-Speed und High-Speed
   mittels Pull-Up/Down Widerständen
 - Für USB Wakeup und Sleep Events, sowie für einige weitere 
Spezialfälle

Auf der Platine selber gibt es auch eine Masse.  Ich nehme an,
du verwechselst diese Masse mit der USB GND Leitung?

Eine Massefläche auf der Patine ist wichtig, um die Induktivität
einer Leiterbahn klein zu halten, da der Rückstrom über die Massefläche
immer unter der Leiterbahn verläuft, und damit ist
die Leiterschleife und damit die Induktivität klein.

Wenn du Kufper sparen willst, kannst du auch ohne Massefläche arbeiten,
du musst halt für jede (HF) Leitung eine Rückleitung mit möglichst 
kleiner
Schleife vorsehen.

Grosse Schleife = grosse Induktivität = grosser HF Widerstand
  = grosse Antenne = grosse Abstrahlung, etc. etc.

Autor: Udo K. (udok)
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Harald W. schrieb:
>> selbst eine alte, gewöhnliche Telefonleitung überträgt symmetrisch.
>
> Echt alte Telefonleitungen benutzten noch nicht einmal einen Draht
> als Rückleiter, sondern benutzten dafür die Erde (Also das, was
> zwischen den Händen krümelt).

Das halte ich jezt aber für ein Gerücht...

Autor: Udo K. (udok)
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Klaus R. schrieb:
> Hallo,
> selbst eine alte, gewöhnliche Telefonleitung überträgt symmetrisch.
>
> Im Audio - Bereich gehe ich beim Empfänger auf eine Differenzstufe. Dort
> habe ich +IN und -IN. Der Strom fließt dort in der Tat von +IN zu -IN.
> Die Masse ist so für die Signalübertragung nicht erforderlich. Lediglich
> in der Praxis erdet man irgendwo, nur nicht im Signalpfad. Sonst würde
> das Modul potentialmäßig "schwimmen".
>
> Leider habe ich bisher keine weitere Information zum Verfahren bei der
> USB - Übertragung gefunden. Klar, es könnte sein das ein Signal auf +D
> geht und über Masse zurück und dann das andere Signal auf -D geht und
> über Masse zurück. Damit hätte ich aber zwei getrennte Führungen und den
> Vorteil einer symmetrischen Verbindung nicht wirklich ausgenutzt.
> mfg Klaus

Steht alles in der USB Spezifikation im "Physical Layer" Kapitel.
Dei Spek ist frei erhältlich auf www.usb.org.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Udo K. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>>> selbst eine alte, gewöhnliche Telefonleitung überträgt symmetrisch.
>>
>> Echt alte Telefonleitungen benutzten noch nicht einmal einen Draht
>> als Rückleiter, sondern benutzten dafür die Erde (Also das, was
>> zwischen den Händen krümelt).
>
> Das halte ich jezt aber für ein Gerücht...

Tröste Dich, man muss nicht alles glauben, was in der Zeitung steht.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Udo K. schrieb:
>Harald W. schrieb:
>>> selbst eine alte, gewöhnliche Telefonleitung überträgt symmetrisch.
>>
>> Echt alte Telefonleitungen benutzten noch nicht einmal einen Draht
>> als Rückleiter, sondern benutzten dafür die Erde (Also das, was
>> zwischen den Händen krümelt).
>
>Das halte ich jezt aber für ein Gerücht...

Eindraht und Erde Verbindung kann man mit Feldfernsprecher
machen und funktioniert auch, es ist dann aber ein
Brummen mit drauf. Irgendwo in der Wildnis, wo es kein
230V Netz gibt ist das dann weniger oder garnicht.
Bei den ersten Telegrafenverbindungen mit Schreibtelegraf
wurde das auch so gemacht.
Im Wählverbindungsnetz geht das aber nicht, weil dann auch
Brummen drauf ist und außerdem noch Übersprechen,
da könnte dann jeder jeden mithören.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Udo K. schrieb:

> Das halte ich jezt aber für ein Gerücht...

Achte mal in alten (Wildwest o.ä.-)Filmen darauf.

Autor: Karl K. (karl2go)
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Udo K. schrieb:
> Das halte ich jezt aber für ein Gerücht...

Dann hättest Du mal den Martin Selber lesen sollen: Mit Spulen Draht und 
Morsetaste

Autor: Udo K. (udok)
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Blos weil man was machen kann, ist das noch lange keine gute Idee.

Bei meinem Analogtelefon rieseln jedenfalls keine Erdkrümel aus dem
Hörer :-)

Autor: Klaus R. (klara)
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Harald W. schrieb:
> Echt alte Telefonleitungen benutzten noch nicht einmal einen Draht
> als Rückleiter, sondern benutzten dafür die Erde (Also das, was
> zwischen den Händen krümelt).

Das sind aber echt ganz, ganz alte Telefonleitungen. Da gab es früher in 
der Lehre mal solche Stories. Ein Angerufener mußte bei trockenem Wetter 
erst einmal einen Eimer Wasser auf den Erder kippen, um eine halbwegs 
brauchbare Verbindung zu bekommen.

Aber damals kannte USB sicher noch nicht.
mfg Klaus

Autor: Karl K. (karl2go)
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Klaus R. schrieb:
> Ein Angerufener mußte bei trockenem Wetter
> erst einmal einen Eimer Wasser auf den Erder kippen, um eine halbwegs
> brauchbare Verbindung zu bekommen.

Ja aber woher wusste er denn, dass er angerufen wird?

Autor: Wolfgang (Gast)
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Klaus R. schrieb:
> bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse, ...

Nein. Die Signale sind Symmetrisch zu ( U_D+ + U_D- ).

Autor: Klaus R. (klara)
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Udo K. schrieb:
> Steht alles in der USB Spezifikation im "Physical Layer" Kapitel.
> Dei Spek ist frei erhältlich auf www.usb.org.

Vielen Dank für Deine Ausführungen. Ich meine, ich hatte auch ein paar 
Links zu www.usb.org, die leider alle nicht mehr gültig waren. Nach so 
etwas hatte ich eigentlich auch gesucht.

Also direkt bei www.usb.org habe ich nichts Brauchbares gefunden. Das 
ist eine Plattform für ein USB Gremium.

Die USB Spezifikation habe ich hier gefunden.
https://www.pjrc.com/teensy/beta/usb20.pdf

Für das PCB-Layout sind App-Notes, wie die von TI, eine gute Quelle.
http://www.ti.com/lit/an/spraar7g/spraar7g.pdf

mfg klaus

Autor: Klaus R. (klara)
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Karl K. schrieb:
> Ja aber woher wusste er denn, dass er angerufen wird?

Geklingelt wurde ja mit 60V. Nur das Sprechen hat ja nicht so viel 
Power.
mfg Klaus

Autor: Klaus R. (klara)
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Hallo,
jetzt habe ich noch eine Frage zum Layout.

Würth ist eine hervoragende Firma. Liefert zu jedem Produkt transparente 
Infos und auch vielfach Simulationsmodelle für LTspice. Dann weiss man 
in der Regel auch was man kaufen sollte.

Eine meiner ersten Quellen zum Thema "USB Layout" war nachstende 
App-Note von Würth.

https://www.we-online.de/web/de/index.php/show/med...

Eigentlich ist das Thema gut verständlich behandelt.

Beim "Filter für die DC-Versorgung" und dem "Kondensator 
„0603X684K5RAC“" sollte man etwas aufpassen und lieber LTspice sprechen 
lassen. Aber vielleicht hat der Autor nur unglücklich formuliert.

Es geht mir hier um Punkt
5.3 Das Würth Elektronik eiSos USB 2.0 EMC Application Board.
Um zusätzlich Kopplungen zwischen den Leiterbahnen und
zwischen den Bauelementen zu reduzieren wurde auch
bauteileseitig der Leerraum mit Masse gefüllt.

Fand ich am Anfang meiner Recherchen echt toll. So hätte ich in 
Audio-Schaltungen auch gehandelt. Bis ich die App-Notes von TI las.
http://www.ti.com/lit/an/spraar7g/spraar7g.pdf

Auf Seite 10, Figure 13. USB2 Differential Signal Spacing (mils), 
spricht man von der Notwendigkeit zumindest ein "General Keep-Out" 
einzuhalten und zwar 30 mil (0,762 mm). Bei High Speed ist der Abstand 
noch höher.

Hat da Würth etwas übersehen?

Auch die zugänglichen Berechnungstools arbeiten auf der Bestückungsseite 
nicht mit Masseflächen. Der "General Keep-Out" wird von Würth auch nicht 
eingehalten. Das wird sich direkt auf die Impendanz auswirken.
http://www.mantaro.com/resources/impedance-calculator.htm

Hat jemand eine Erklärung?
mfg Klaus

Autor: HildeK (Gast)
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Klaus R. schrieb:
> Hat da Würth etwas übersehen?

Ich würde das Layout so nicht machen:
- die Datenleiterbahnen haben zueinander einen Abstand s, zu den 
seitlichen GND-Flächen sollte dann aber mindestens 3*s Abstand sein. 
Hier sieht es so aus, dass es nicht mehr als s ist - eher weniger.
- Die beiden Masseflächen ober- und unterhalb (im Bild) der Leiterbahnen 
sind in HF-Betrachtung nicht identisch. Die Vias unterhalb sind ja noch 
einigermaßen in der Nähe und die Verbindung unter L1 hilft auch, aber 
oberhalb sind sie viel zu weit weg.
- ich nehme mal an, auf einer definiert nahen Innenlage ist eine 
durchgehende Massefläche, sicher wissen kann ich es aber nicht. Sonst 
ist es noch schlechter, denn diese Masse sollte der eigentliche Bezug 
sein.
- Generell sind auf Außenlagen geführte Z-Leitungen eher nachteilig, 
weil die Bezüge zu einer Masse nach oben unklar sind und je nach Einbau 
anders sein können und weil auch ev. Abstrahlungen leichter möglich 
sind. Aber, es ist ja 'nur' USB 2.0 ...

Autor: Klaus R. (klara)
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HildeK schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Hat da Würth etwas übersehen?
>
> Ich würde das Layout so nicht machen:
> - die Datenleiterbahnen haben zueinander einen Abstand s, zu den
> seitlichen GND-Flächen sollte dann aber mindestens 3*s Abstand sein.

Das hatte ich auch so gelesen. Außerdem hatte ich mit ein Layout von 
Microchip "EVB-USB2640 Evaluation Board Revision A" angesehen. Dort 
arbeitet man mit viel Massefläche auf dem TOP - Layer. Spart aber die 
Bereiche um die USB - Datenleitungen aus.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ev...

> Hier sieht es so aus, dass es nicht mehr als s ist - eher weniger.
> - Die beiden Masseflächen ober- und unterhalb (im Bild) der Leiterbahnen
> sind in HF-Betrachtung nicht identisch. Die Vias unterhalb sind ja noch
> einigermaßen in der Nähe und die Verbindung unter L1 hilft auch, aber
> oberhalb sind sie viel zu weit weg.

OK.

> - Generell sind auf Außenlagen geführte Z-Leitungen eher nachteilig,
> weil die Bezüge zu einer Masse nach oben unklar sind und je nach Einbau
> anders sein können und weil auch ev. Abstrahlungen leichter möglich
> sind. Aber, es ist ja 'nur' USB 2.0 ...

Ich würde diese Leiterbahnen auch lieber "einpacken". Aber selbst 
Microchip arbeitet da noch konventionell.

Danke die Unterstützung. Das gibt wieder etwas mehr Sicherheit.
klaus

Autor: Alex W. (Gast)
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master schrieb:
>>Beides sind positive Spannungen.
>
> Ich erwarte, wenn ich auf masse bezogen messe einmal eine negative und
> einmal ein positive Spannung zu messen...
> also was erzählst du?

Lol!

D+ ist logisch High und D- logisch low. Also einfach nur invertiert. Nix 
mit -V.

Autor: Klaus R. (klara)
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Andi schrieb:
> Während den eigentlichen Packetdaten kann man von symmetrischer
> Übertragung sprechen, allerdings nicht Null-symmetrisch sondern
> symmetrisch um die Mitte der Logikpegel also um etwa 1.65 Volt.

Es war nie eine Symmetrie um das Massepotential gemeint. Andi und auch 
Alex hat das schon für die USB - Übertragung richtig beschrieben. Für 
LVDS dürfte das auch zutreffen.
klaus

Autor: HildeK (Gast)
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Klaus R. schrieb:
>> - Generell sind auf Außenlagen geführte Z-Leitungen eher nachteilig,
>> weil die Bezüge zu einer Masse nach oben unklar sind und je nach Einbau
>> anders sein können und weil auch ev. Abstrahlungen leichter möglich
>> sind. Aber, es ist ja 'nur' USB 2.0 ...
>
> Ich würde diese Leiterbahnen auch lieber "einpacken". Aber selbst
> Microchip arbeitet da noch konventionell.

Ich habe bewusst den Begriff 'nachteilig' verwendet. Man kann es so 
machen und viele machen es so. Nur wenn es wirklich auf sehr genau 
definierte Z-Werte der Leitung ankommt (z.B. bei GBit-Ethernet), dann 
spart die eingepackte Lösung eventuelle Redesigns.
Nicht aufgezählt hatte ich, dass die CU-Dicke, die in die Z-Berechnung 
mit eingeht, bei der Via-Herstellung mittels Aufkupferung auch nicht 
sehr toleranzarm ist.
Wie schon gesagt: USB 2.0 wird das noch nicht merklich beeinträchtigen.

Autor: georg (Gast)
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HildeK schrieb:
> die Datenleiterbahnen haben zueinander einen Abstand s, zu den
> seitlichen GND-Flächen sollte dann aber mindestens 3*s Abstand sein.

Das ist überhaupt kein Problem, es muss nur in die Impedanzberechnung 
einbezogen werden. Im Gegenteil, in vielen Fällen kommt man mit 
seitlicher Masse zu praktikableren Abmessungen.

Anbei eine praktisch ausgeführte USB-Verbindung auf einer 2seitigen LP - 
das ergäbe ohne die Einbettung in GND unpraktikable Werte für die 
Leiterbahnen.

Georg

Autor: Udo K. (udok)
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Bei dem Abstand, wie im Würth Bild ist eh alles wurscht..

Alles unter Lambda / 20 (ca. 4 cm) kannst du vergessen.

Schau mal in eine 0815 PC rein, da werden für die USB Kabel
oft noch 2.54 mm Pfostenstecker und Kabel mit ziemlich undefiniertem
Zw vom Mainboard zu den Steckern verwendet.

: Bearbeitet durch User
Autor: Udo K. (udok)
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georg schrieb:
> HildeK schrieb:
>> die Datenleiterbahnen haben zueinander einen Abstand s, zu den
>> seitlichen GND-Flächen sollte dann aber mindestens 3*s Abstand sein.
>
> Das ist überhaupt kein Problem, es muss nur in die Impedanzberechnung
> einbezogen werden. Im Gegenteil, in vielen Fällen kommt man mit
> seitlicher Masse zu praktikableren Abmessungen.
>
> Anbei eine praktisch ausgeführte USB-Verbindung auf einer 2seitigen LP -
> das ergäbe ohne die Einbettung in GND unpraktikable Werte für die
> Leiterbahnen.
>
> Georg

Die seitlichen Massen, wie in deinem Bild gezeigt funktioniern nicht,
da es ohne Vias zur Groundplane eben keine einheitliche Masse gibt.
Ist aber im Bild auch alles unter Lambda / 20 :-)

: Bearbeitet durch User
Autor: georg (Gast)
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Udo K. schrieb:
> Die seitlichen Massen, wie in deinem Bild gezeigt funktioniern nicht,
> da es ohne Vias zur Groundplane eben keine einheitliche Masse gibt.

Falsch gekuckt. GND ist nicht nur durch Vias verbunden, sondern auch 
durch die Befestigungsbohrungen.

Aber selbstverständlich ist jedes Layout unbrauchbarer Mist das nicht 
von dir ist, das kann man hier ja nicht anders erwarten. Missgunst 
ersetzt Sachlichkeit.

Georg

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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Nicht gleich pampig werden!

Der Udo hat Dich auf einen Aspekt hingewiesen, den du möglicherweise 
noch nicht berücksichtigt hast. Das finde ich nett von ihm.

Er hat es nur unvorsichtig ausgedrückt. Wenn Dir Höflichkeit und 
gepflegte Ausdrucksweise wichtig sind, dann wirst du hier noch öfter 
Anstoß nehmen.

: Bearbeitet durch User
Autor: georg (Gast)
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Stefanus F. schrieb:
> Er hat es nur unvorsichtig ausgedrückt

Was ist an "funktionieren nicht" unvorsichtig? Aber ich gebe mich mit 
solchen Mobbing-Anwürfen generell nicht mehr ab, ausser höchstens einmal 
zu widersprechen, sonst wird hier nur eine unnötige und sinnlose 
Diskussion mit zig Hassposts aufgrund falscher Behauptungen draus. Also 
Ende Gelände. Das Layout ist längst im Einsatz.

Stefanus F. schrieb:
> dann wirst du hier noch öfter
> Anstoß nehmen.

Wo du recht hast hast du recht.

Georg

Autor: Udo K. (udok)
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@Georg

Keiner will dich mobben, dreh erst mal eine Runde ums Haus.

Dann lies in Ruhe alles durch, was ich geschrieben habe.

Da steht nirgends, das dein Design nicht funktioniert,
da erstens nur 240 MHz, und zweitens alles
kleiner als Lambda/20 ist.
Es würde also auch funktionieren, wenn du die Masse
ganz weglässt (und ja, ich habe schon USB 480Mbit/sec auf
zwei Lagen ganz ohne Masse gemacht).

In einem kritischen HF Design brauchst du aber für so
was viele Vias in unmittelbarer Nähe der Leitung,
da die HF von deinen Befestigungsbohrungen noch nichts weiss.

Kannst dich ja bei Gelegenheit mit deinem EMV Experten deines
Vertrauens unterhalten.
Die lieben sowas, da es ihre Arbeit sichert :-)

: Bearbeitet durch User
Autor: Klaus R. (klara)
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georg schrieb:
> HildeK schrieb:
>> die Datenleiterbahnen haben zueinander einen Abstand s, zu den
>> seitlichen GND-Flächen sollte dann aber mindestens 3*s Abstand sein.
>
> Das ist überhaupt kein Problem, es muss nur in die Impedanzberechnung
> einbezogen werden. Im Gegenteil, in vielen Fällen kommt man mit
> seitlicher Masse zu praktikableren Abmessungen.
>
> Anbei eine praktisch ausgeführte USB-Verbindung auf einer 2seitigen LP -
> das ergäbe ohne die Einbettung in GND unpraktikable Werte für die
> Leiterbahnen.
>
> Georg

Hallo Georg,
mir ist noch kein Tool bekannt das die Einbettung in GND mir berechnen 
könnte. Ich lerne gerne dazu.
mfg Klaus

Autor: c-hater (Gast)
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Klaus R. schrieb:

> bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse,
> wobei das Signal differenziell ist. In der Übertragungstechnik spricht
> man einfach von symmetrischer Übertragung.

USB ist nicht vollständig symmetrisch. Der reine Datentransfer ist es, 
viel von dem "drumherum" ist es nicht.

Für mehr Details: lies' die verdammten Specs! Da steht das alles 
haarklein aufgedröselt. Ich sehe keinen Sinn darin, dir eine 
Nacherzählung zu liefern.

Autor: Klaus R. (klara)
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c-hater schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>
>> bei USB erfolgt die Übertragung der Daten symmetrisch zur Erde/Masse,
>> wobei das Signal differenziell ist. In der Übertragungstechnik spricht
>> man einfach von symmetrischer Übertragung.
>
> USB ist nicht vollständig symmetrisch. Der reine Datentransfer ist es,
> viel von dem "drumherum" ist es nicht.
>
> Für mehr Details: lies' die verdammten Specs! Da steht das alles
> haarklein aufgedröselt. Ich sehe keinen Sinn darin, dir eine
> Nacherzählung zu liefern.

Für mich ist das Thema ausreichend geklärt.
Danke!

Beitrag #5556616 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: georg (Gast)
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Klaus R. schrieb:
> mir ist noch kein Tool bekannt das die Einbettung in GND mir berechnen
> könnte. Ich lerne gerne dazu.

Dann tu das. Es gibt Tools um JEDE Konfiguration zu berechnen, z.B. 
verschiedene Field Solver oder die Software von Polar Instruments.

Georg

Beitrag #5556773 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5556798 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Klakx (Gast)
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Ich wollte noch etwas zur Wichtigkeit der Masse hervorheben, da damit 
auch Kollegen mit LVDS gerne auf die Nase fallen.

Die Masse ist sehr wichtig, damit der Eingangsspannungsbereich des 
Receivers getroffen wird. Sind beide Geräte ohne Masse verbunden, so 
kann der Sender irgendwo schweben und das Signal wird an der Schutzdiode 
des Empfängers weggeschnitten. D.h. die Signalpegel müssen auch im Bezug 
zur Empfängermasse richtig sein, wofür die Masseverbindnung notwendig 
ist.

Interessant sind nun auch Überlegungen zu kapazitiv-gekoppelten 
Leitungen, wie dann bei USB 3.0 der Fall ist. Dafür sollte man aber dann 
hier weiterlesen Beitrag "Galv. Trennung mit Kondensator"

Autor: georg (Gast)
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Klakx schrieb:
> Ich wollte noch etwas zur Wichtigkeit der Masse hervorheben

Das ist lobenswert und richtig, aber wohl hoffnungslos. Die Ansicht, 
dass man bei differentiellen Signalen keine Masseverbindung braucht 
scheint unausrottbar zu sein, egal was in den Datenblättern der Receiver 
steht.

Georg

Autor: Klaus R. (klara)
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georg schrieb:
> oder die Software von Polar Instruments

Die trauen sich ja noch nicht einmal die Preise zu veröffentlichen.

> z.B. verschiedene Field Solver
Hast Du einen Link für gute Free Ware?

mfg Klaus

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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georg schrieb:
> Die Ansicht,
> dass man bei differentiellen Signalen keine Masseverbindung braucht
> scheint unausrottbar zu sein

Weil es den Tatsachen entspricht vielleicht?

Grundsätzlich benötigt man für differentielle Signale keine Masse, das 
sagt allein schon der Name und genau so ist dieser Begriff definiert!

Nur bei kompromissbehafteter Implementierung der Transceiver 
(eingeschränkter Common-Mode-Bereich) oder wenn Zusatzinformationen die 
GND-bezogen auf der Leitung mitreiten wie das bei USB der Fall ist wird 
es notwendig die absolute Spannungslage gegen GND mit einer 
GND-Verbindung auf einem bestimmten Potential festzunageln.

Will man lange Strecken überbrücken ohne sich GND-Verschiebungen und 
häßliche Ausgleichsstöme einzufangen wie zum Beispiel Ethernet oder DSL 
oder auch gebäudeübergreifendes RS485 nimmt man Transceiver mit 
entsprechend geeigneten Isolationsmaßnahmen denen die absolute 
Spannungslage dann vollkommen egal ist, die nur noch das Differenzsignal 
auswerten, dann kann man problemlos masselosen Zweidrahtbetrieb machen.

: Bearbeitet durch User
Autor: georg (Gast)
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Klaus R. schrieb:
>> z.B. verschiedene Field Solver
> Hast Du einen Link für gute Free Ware?

Etwas sperrig, aber universell:

http://atlc.sourceforge.net/

Ich habe noch MTDLC installiert, das ist ähnlich, hat aber eine GUI. Das 
scheint es nicht mehr zu geben. Dann gibt es noch von IBM:

https://www.electronicspoint.com/threads/ibm-elect...

Kann wohl alles in 3D, auch Steckverbinder usw. belegt 9 GB.

Georg

Autor: georg (Gast)
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Klaus R. schrieb:
> georg schrieb:
>> oder die Software von Polar Instruments
>
> Die trauen sich ja noch nicht einmal die Preise zu veröffentlichen.

Das ist DER Standard für LP-Hersteller, ein Komplettpaket aus Software, 
Messeinrichtung für die Impedanz von Leiterbahnen und Protokolldruck 
kostet meines Wissens zwischen 10 und 20 kEUR.

Manche LP-Hersteller die das haben bieten Berechnungen an, 
verständlicherweise gegen Geld. Bei ein paar hundert Euro ist das für 
Layouter keine realistische Alternative, das kann man nur machen für 
einen einmaligen Fall.

Georg

Autor: Klakx (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> Will man lange Strecken überbrücken ohne sich GND-Verschiebungen und
> häßliche Ausgleichsstöme einzufangen wie zum Beispiel Ethernet oder DSL
> oder auch gebäudeübergreifendes RS485 nimmt man Transceiver mit
> entsprechend geeigneten Isolationsmaßnahmen denen die absolute
> Spannungslage dann vollkommen egal ist, die nur noch das Differenzsignal
> auswerten, dann kann man problemlos masselosen Zweidrahtbetrieb machen.

Ethernet brauch Trenntrafo.
Auch wenn ich dsl driver google, sehe ich sofort im Ti ths6182 den 
Trafo.
Und richtig, dass ist eine notwendige Isolationsmaßnahme für den 
massefreien Betrieb.

Ich bitte deshalb darum, Gegenargumente mit Quellen zu belegen.

Differentielle Übertragung sagt nur, dass sie differentiell ist. Siehe 
USB, HDMI, PCIe, SATA.. All jene Standards laufen nicht massefrei.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Klakx schrieb:
> Ethernet brauch Trenntrafo.

Hab ich was anderes geschrieben? Alle potentialfreien Transceiver haben 
aus praktischen Gründen irgendwo einen Trenntrafo, entweder direkt an 
den Signalleitungen oder der ganze Transceiver-Schaltkreis ist 
potentialfrei aufgehängt, dann ist der Trenntrafo in der 
Spannungsversorgung, das Endergebnis ist das selbe. Es wäre auch 
problemlos ein Ethernet-Transceiver denkbar der eine isolierte 
Versorgung hat und dafür keine Übertrager an den Leitungen. Aber das ist 
mehr Aufwand also macht man es nur bei Signalen die NRZ sind, wie zum 
Beispiel RS485 oder CAN.

> Differentielle Übertragung sagt nur, dass sie differentiell ist.

Genau. Und das impliziert auch automatisch daß grundsätzlich keine 
Masse erforderlich ist. Denn die Übertragung erfolgt ja diferenziell. 
Die Masse wird im konkreten Fall immer erst dann erforderlich wenn man 
sie als Zusatzmaßnahme fordert weil man den Aufwand für potentialfreie 
Transceiver einsparen will.

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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Udo K. schrieb:

> Bei meinem Analogtelefon rieseln jedenfalls keine Erdkrümel aus dem
> Hörer :-)

Da rieseln nur Kohlekrümel und die kommt auch aus der Erde. :-)

Autor: soul e. (souleye)
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Bernd K. schrieb:

> Die Masse wird im konkreten Fall immer erst dann erforderlich wenn man
> sie als Zusatzmaßnahme fordert weil man den Aufwand für potentialfreie
> Transceiver einsparen will.

Auch bei potentialfreier Anbindung ist stets ein Massebezug 
erforderlich. Der wird bei transformatorischer Trennung auf der 
Sekundärseite hergestellt. Oft haben die Übertrager dazu eine 
Mittelanzapfung, die auf Masse oder an eine auf Masse bezogene 
Referenzspannung gelegt wird.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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soul e. schrieb:
> Auch bei potentialfreier Anbindung ist stets ein Massebezug
> erforderlich.

Nein, das ist nicht der Fall. Genau dazu dient die Potentialtrennung: 
den Massebezug loszuwerden.

Autor: gods army (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> soul e. schrieb:
>> Auch bei potentialfreier Anbindung ist stets ein Massebezug
>> erforderlich.
>
> Nein, das ist nicht der Fall. Genau dazu dient die Potentialtrennung:
> den Massebezug loszuwerden.

Ich rieche ein unnötiges Mistverständnis, aka "aneinandervorbeireden".
@souleye meinte sicherlich nichts anderes - Übersetzungsversuch:

"Unter anderem dient die Potentialtrennung dazu, jeglichen direkten 
Potentialbezug (also auch den Massebezug) von sekundär zu primär zu
trennen / vermeiden."

Das widerspricht in keiner Weise der Feststellung, daß auch auf der
Sekundärseite zumeist wieder ein neuer solcher hergestellt wird.
(Mit einer anderen Masse selbstverständlich.)

Liege ich richtig?

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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gods army schrieb:
> Liege ich richtig?

Ich weiß nicht, mir fällt auf daß er dauend auf Implementierungsdetails 
herumreitet wie zum Beispiel irgendwelche Trafos oder wie die gewickelt 
sind oder dergleichen Dinge die nichts zur Sache tun.

Die Sache um die es geht ist da ist eine Black-Box namens Transceiver 
und die hat nach außen hin nur genau 2 Anschlüsse für eine symmetrische 
Leitung. Und keinen Masseanschluss!

Die Frage war ob so etwas existieren kann¹ und ob das geht. Seine 
Behauptung war "nein", meine Entgegnung war "ja" denn Systeme dieser Art 
existieren und erfreuen sich bester Funktion und widerlegen somit seine 
Behauptung². Beweis der Existenz durch Beispiel.

Und ob im Innern der schwarzen Box Transformatoren oder 
batteriebetriebene Heinzelmännchen werkeln spielt für die Klärung dieser 
Grundsaztfrage keine Rolle, mathematisch ist es möglich, praktisch 
ebenso.


----
¹ Die Frage war "kann differentielle Datenübertragung ohne Masseleitung 
stattfinden oder ist letztere erforderlich"

² Zu widerlegende Behauptung: "Masse ist erforderlich"

: Bearbeitet durch User
Autor: soul e. (souleye)
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Ich denke schon. Es gibt keinen Differenzverstärker, der ohne Massebezug 
arbeiten kann. Jede real existierende Eingangsstufe hat eine Kathode, 
einen Emitter oder eine Source, die auf dem Bezugspotential Masse liegt. 
Auch wenn das Ergebnis der Verarbeitung proportional zur 
Potentialdifferenz der beiden Eingänge ist, so ist jeder für sich 
zunächst mal massebezogen.

Ein paar Grundlagen:
https://wiki.analog.com/university/courses/electro...
https://www.electronics-notes.com/articles/analogu...


Hier ist ein Beispiel für ein Ethernet-Phy: 
http://www.tij.co.jp/ods/images/SNLS341C/30152511.png

Auch wenn die Gegenstelle über den Übertrager galvanisch 
potentialgetrennt angebunden ist, hat doch jeder Eingang des 
Transceiver-Chips einen (lokalen) Massebezug. Dies ist gegeben durch die 
Mittenanzapfung der Sekundärwicklungen, die an VDD angeschlossen ist. 
Darüber wird das common-mode-Potential definiert.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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soul e. schrieb:
> Ich denke schon. Es gibt keinen Differenzverstärker, der ohne Massebezug
> arbeiten kann. Jede real existierende Eingangsstufe hat eine Kathode,
> einen Emitter oder eine Source, die auf dem Bezugspotential Masse liegt.

Es geht darum ob man die Masse durchverbinden muß oder ob sich jedes 
Gerät seine interne Masse hinlegen kann wo es will.

Denk an ein batteribetriebenes Gerät das außen nur zwei Klemmen hat:

D+ und D-

Dort schließen wir einen RS485-Bus an der absolut gegen Erde 1001,25V 
und 1003,75V hat. Das batteriebetriebene Gerät hängt mit zwei Klemmen am 
Bus und ansonsten in der Luft. Es funktioniert trotzdem.

Interessiert es mich in dem Moment welches Potential gegen Erde jetzt 
der Minuspol der eingebauten Batterie hat? Nicht wirklich denn der 
Anschluss ist nicht herausgeführt. Aber ich weiß daß er sich nirgends 
anders festhalten kann, also hängt die ganze Batterie und der Rest der 
Schaltung die über die Pullups/downs nur mit den Busleitungen Kontakt 
zur Außenwelt hat insgesamt auf dem selben hohen Potential. Intern sieht 
die Schaltung nur Spannungen irgendwo zwischen 0 und 5V gegenüber ihrer 
eigenen Masse, sie kann die Spannungsdifferenz messen, sie kann selber 
eine Spannung zwischen D+ und D- anlegen und zu keinem Zeitpunkt stört 
sie sich daran was das absolute Potential gegen Erde ist denn mit der 
Erde hat sie gar keinen Kontakt.

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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Bernd K. schrieb:
>Dort schließen wir einen RS485-Bus an der absolut gegen Erde 1001,25V
>und 1003,75V hat. Das batteriebetriebene Gerät hängt mit zwei Klemmen am
>Bus und ansonsten in der Luft. Es funktioniert trotzdem.

Aber nur solange es in der Luft hängt, sobald jemand die Masse
des bateriebetriebenen  Gerätes berührt, bekommt der Empfänger
dann über 1000V auf seine Eingänge und funktioniert nicht mehr.
Sowas kann auch passieren wenn jemand elektrostatisch
aufgeladen ist und die Masse des Batteriegerätes berührt.
Oder die Leitung ist etwas länger und wirkt als Antenne,
dann ist bei Gewitter auch schnell mal ein Impuls von
1000V drauf. Deshalb ist es immer besser die Masse mit
zu verbinden.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Günter Lenz schrieb:
> Aber nur solange es in der Luft hängt, sobald jemand die Masse
> des bateriebetriebenen  Gerätes berührt,

Es ist isoliert. man kann es nicht berühren.

> dann ist bei Gewitter auch schnell mal ein Impuls von
> 1000V drauf. Deshalb ist es immer besser die Masse mit
> zu verbinden.

wohin? Der Transceiver hat nur 2 Klemmen. Da käme dann eine dritte 
Leitung an die ebenfalls 1000V gegen Erde hat und wo willst Du die 
anschließen? Es gäbe keinen sinnvollen Verwendungszweck dafür! Oder 
willst Du sie mit Erde verbinden damit diese Leitung sofort verdampft?

Ich bin mir nicht sicher ob Du den Sinn von "isoliert" begriffen hast.

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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Bernd K. schrieb:
>wohin? Der Transceiver hat nur 2 Klemmen.

Und Masse. Es geht ja hier um die Frage, was ist
sinnvoller, die Masse auf der Übertragungsleitung mitführen
oder weglassen. Wenn die Masse mitgeführt wird, kann die
Leitung nicht als Antenne wirken und die Eingänge des
Tranceivers können keine hohen Gleichtaktspannungen bekommen.

>Ich bin mir nicht sicher ob Du den Sinn von "isoliert"
> begriffen hast.

Das habe ich. Bei kurzer Entfernung, so zwei drei Meter
mag das ja auch funktionieren, aber bei längerer Strecke
bin aber trotzdem der Meinung, die Masse mitführen
ist besser und zuverlässiger, außer es gibt Trennübertrager,
da würde ich mitgehen die Masse wegzulassen.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Günter Lenz schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>>wohin? Der Transceiver hat nur 2 Klemmen.
>
> Und Masse.

Nein. Lies mein Posting. Ich habe genau deklariert wie das Gerät für das 
Gedankenexperiment beschaffen sein soll. Es hat genau zwei Klemmen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Günter Lenz schrieb:
> und die Eingänge des
> Tranceivers können keine hohen Gleichtaktspannungen bekommen.

Mein zweipoliger Transceiver bekommt diese Spannung nicht zu sehen weil 
er nur die Differenz zwischen den beiden Klemmen mißt! Er weiß gar nicht 
was Erdpotential ist und sieht es auch gar nicht.

Wenn das zu abstrakt ist dann stell Dir stattdessen ein handelsübliches 
batteriebetriebenes Taschenmultimeter vor mit dem die Spannung zwischen 
den zwei Leitungen gemessen wird: Es wird stabile 2.5V anzeigen (wenn 
grad keine Daten kommen), auch wenn das ganze Konstrukt gegen Erde eine 
Million Volt hätte. Und das Multimeter hätte auch gar keinen Anschluß 
für Deine dritte Leitung, wo wolltest Du die überhaupt anschließen und 
was sollte die bezwecken? Die wäre für diese Messung so unnötig wie das 
fünfte Rad am Wagen!

Du kannst Mit Deinem Multimeter auch mal zum Spaß im Sicherungskasten 
die Spannung zwischen L1 und L2 messen. Hast Du das schonmal gemacht? Wo 
hast Du dabei den Nulleiter angeschlossen? Klingelts jetzt?

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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Bernd K. schrieb:
>Es hat genau zwei Klemmen.

Ja, das habe ich ja alles verstanden, nach
Außen hat das Batteriegerät nur zwei Klemmen.
Am anderen Ende der Leitung ist aber meistens
ein PC, und da ist die Gerätemasse normalerweise
mit dem Schutzleiter geerdet. Und da ist auch
ein Tranceiver. Und der möchte keine Gleichtaktspannung
haben die größer als seine Betriebsspannung ist.
Das muß nicht, kann aber passieren wenn die
Übertragungsleitung als Antenne wirkt.

Es ist so wie georg schon schrieb:
>Prinzipell sind diffentielle Signale auch ohne Masse möglich, aber in
>aller Regel dient eine Masse auch als Abschirmung. Ausserdem sind die
>Signale nicht potentialfrei und müssen innerhalb der möglichen
>Eingagsspannungen der Empfänger liegen, was gerade hier im Forum oft
>abgestritten wird (RS485 ohne Masseverbindung).

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Günter Lenz schrieb:
> Am anderen Ende der Leitung ist aber meistens
> ein PC

Es spielt für unsere Betrachtung absolut keine Rolle von wo die Leitung 
kommt. Es geht immer noch nur um unseren Transceiver der unter 
gegebenen (weiter oben spezifizierten) Umständen funktionieren muss!

Wenn es Dir leichter fällt dann nimm der Einfachheit halber an die 
verdrillte Doppelader hängt aus der Luke einer grünen Untertasse die 2 
Meter über dem Boden schwebt, leise summt und von einer ionisierten 
Plasmawolke umgeben ist in deren Nähe einem die Haare zu Berge stehen, 
Du weißt nichts über deren Funktion, alles was wir bislang wissen ist es 
ist ein RS-485-Bus ohne Masseleitung auf unbekanntem Potential und Du 
wurdest mit der Aufgabe betraut das differentielle Signal dekodieren das 
über ihn transportiert wird und anschließend mit den Außerirdischen zu 
kommunizieren.

Du mußt also einen isolierten Transceiver bauen der mit diesen 
erschwerten Umständen klar kommt. Wir konzentrieren uns also zunächst 
auf Bauweise und die Funktion dieses einen Transceivers so lange bis Du 
verstanden hast wie man ihn baut und warum er funktioniert!

Also was hast Du für konkrete Verständnisprobleme? Stell bitte konkrete 
Fragen zum Gegenstand dieser Betrachtung und keine Behauptungen über 
andere Dinge.

: Bearbeitet durch User
Autor: Günter Lenz (Gast)
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Bernd K. schrieb:
>Also was hast Du für konkrete Verständnisprobleme?

Ich habe keine Verständnisprobleme, wenn kein
Gleichtaktstrom fließen kann weil das Batteriegerät
in der Luft hängt, sieht der Empfänger in diesen
Batteriegerät auch keine Gleichtaktspannung.
Und selbstverständlich funktioniert das mit deinen
spezifizierten Umständen. Nur kann damit nicht
begründet werden, die Masseverbindung bei der RS485
Verbindung sei überflüssig, weil es deine
spezifizierten Umständen in der Praxis nicht gibt.
In der Praxis sieht es anders aus.

Siehe seite 21 die RS485-Buchse
http://www.netzmafia.de/skripten/hardware/Control/...

Kabelverbindung RS485
http://up.picr.de/5768697.jpg

Autor: Psychologe (Gast)
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Ihr beide habt es verstanden und redet euch nur ein, der andere hätte es 
nicht verstanden. Ihr redet aneinander vorbei. Vielleicht solltet ihr 
eure Masseverbindungen im Kopf mal verbinden oder eure Köpfe galvanisch 
trennen? Dann klappts vielleicht mit der zwischenmenschlichen 
Kommunikation :D

;-))

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