Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analoges signal in zwei Richtungen mit dem Scope messen


von Matthias (Gast)


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Ich möchte das Protokoll zu einem mir unbekannten Druckkopf analysieren. 
Dazu will ich mit dem analogen Oszilloskop erst einmal alle Signale 
abtasten, um digitale und analoge Signale und Spannungsquellen zu 
separieren.

Inzwischen weiss ich, dass zumindest ein digitales Signal bidirektional 
ist. Es gibt ausserdem ein analoges Signal, dass vom Kopf an den Drucker 
die Temperatur meldet, eine regelbare Stromquelle, die den Kopf 
vorheizt, und eine Spannungsquelle, dass die Tintentropfen feuert. Aber 
wer ist wer, und wie messe ich ihn?

Wie weiss ich, in welche "Richtung" das Signal läuft? Also vom Kopf zum 
Controller, oder vom Controller zum Kopf?

Doof gedacht geht das m.E. mit eine Widerstand in der Leitung. Ist die 
Spannung links vom Widerstand höher, als rechts (zwei Tastköpfe), dann 
kam das Signal von links, und umgekehrt.

Aber wie macht man es richtig? Und ohne das Signal zu sehr zu verändern?

Danke,

- Matthias

von Gustl B. (-gb-)


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Schaltplan angucken oder Platinen angucken und versuchen einen 
Schaltplan zu erstellen. Zumindest für den Teil der die Signale erzeugt.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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"Aber wie macht man es richtig? Und ohne das Signal zu sehr zu 
verändern?"

Du müßtest heraus finden, auf welcher Seite des Widerstandes das Signal 
niederohmiger ist, und ob es "open collector" -Signale gibt. Hierzu 
ließe sich über einen relativ hohen Widerstand ein Rechtecksignal 
zuführen.

MfG

von HildeK (Gast)


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Matthias schrieb:
> Doof gedacht geht das m.E. mit eine Widerstand in der Leitung. Ist die
> Spannung links vom Widerstand höher, als rechts (zwei Tastköpfe), dann
> kam das Signal von links, und umgekehrt.
>
> Aber wie macht man es richtig? Und ohne das Signal zu sehr zu verändern?

So falsch ist das gar nicht.
Man könnte noch (hochohmige) Lastwiderstände auf beiden Seiten 
verwenden, die zusammen mit dem Längswiderstand je einen Spannungsteiler 
bilden und das Signal nur um vielleicht 10% reduzieren. Dann ist leicht 
am Pegelunterschied auszumachen, ob die gemessene Seite treibt oder 
empfängt.
Man muss allerdings aufpassen, dass z.B. Tri-State-Phasen oder 
OC-Ausgänge nicht einen falschen Pegel liefern und damit die Schaltung 
durcheinanderbringen. Und dass nach dem Teiler die Logikpegel noch in 
Spec sind.

Oft sieht man auch an der Kurvenform auf Grund der leichten kapazitiven 
Belastung durch die Tastköpfe, welche Seite treibt (da ist das Signal 
noch schön eckig) und welche empfängt (da hat das C im Tastkopf die 
Flanken etwas verrundet).

von Stefan F. (Gast)


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Matthias schrieb:
> Wie weiss ich, in welche "Richtung" das Signal läuft? Also vom Kopf zum
> Controller, oder vom Controller zum Kopf?

Da Strom immer im Kreis fließt und die Stromstärke an jedem Punkt im 
Kreis immer gleich hoch ist, kannst du von außen nicht erkennen, was 
Quelle und was Senke ist.

Du müsstest den Kreis unterbrechen und dann schauen, welche Seite den 
Strom liefert. Mit einer einfachen Spannungsmessung ist das aber nicht 
immer erledigt, denn TTL IC's liefern zum Beispiel auch eine Spannung an 
ihren Eingängen. Messe unter Last, und zwar so viel Last wie da 
normalerweise im Betrieb drauf ist. Dann kommst du zu klaren 
Messergebnissen.

Wie oben schon erwähnt kannst du auch einen Widerstand einschleifen und 
dann den Spannungsabfall messen. Dann weisst du, welche Seite die höhere 
Spannung hat, das wird dann wohl die Quelle sein (obwohl auch das nicht 
zwingend der Fall sein muss. Als Ausnahme kann ich wieder TTL IC's 
nennen).

von Stefan F. (Gast)


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1
                     100 Ohm
2
TTL Ausgang LOW o-----[===]-----o TTL Eingang 
3
                    -      +

Hier ist der TTL Eingang(!) die Stromquelle und der Steuernde Ausgang 
die Senke.

von HildeK (Gast)


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TTL wird's wohl eher nicht mehr sein. Zu der Zeit gab es kaum 
Tintenspritzer :-).

Gehen wir mal von CMOS aus: Es reicht, wenn man die HIGH-Pegel 
betrachtet und die Schaltung dazwischen baut:
1
                 1k
2
                ___
3
     o--o------|___|------o----o
4
        |                 |
5
       .-.               .-.
6
       | |               | |
7
       | |18k         18k| |
8
       '-'               '-'
9
        |                 |
10
     o--o-----------------o----o
11
(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

Man braucht eigentlich nur auf einer Seite messen. Ist der Pegel höher, 
sendet diese gerade, ist er etwas niedriger, dann sendet die andere 
Seite.

Hat man tatsächlich noch uraltes TTL vorliegen könnte es schon reichen, 
nur den LOW-Pegel anzusehen. Ein Vermutung von mir ...

von Stefan F. (Gast)


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Und wenn nun die Last (wie bei TTL) zwischen der gemessenen Leitung und 
einer positiven Versorgungsspannung liegt (wie das bei Relais und oft 
auch bei LEDs üblich ist), was dann?

Ich denke, man kann das nur ausmessen, wenn man die Eigenschaften der 
Quelle und Senke kennt.

von HildeK (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Und wenn nun die Last (wie bei TTL) zwischen der gemessenen Leitung und
> einer positiven Versorgungsspannung liegt (wie das bei Relais und oft
> auch bei LEDs üblich ist), was dann?

Naja, es ging um eine bidirektionale Kommunikationsverbindung. Da passen 
LED und Relais nicht so richtig dazu.

Mein Vorschlag war ein Beispiel. Dass man sowohl Quelle als auch Senke 
einigermaßen kennen muss, ist doch selbstredend. Für eine Überlegung, 
wie man unterscheiden kann, auf welcher Seite gerade gesendet wird, war 
sein Ansatz ganz ok, ich hab's ein wenig verfeinert.
Das Ganze gibt kein Serienprodukt, sondern ist ein Debughilfsmittel.
Ich habe, ohne einen R, nur mit dem Stück Leitung zwischen Prozessor und 
RAM, schon die Signalrichtung an einem DDR-Interface feststellen können.

Wenn die Kommunikationsleitung etwas länger ist und man ein schnelles 
Skope hat, kann man ev. schon aus den Laufzeitunterschieden 
herausfinden, wer sendet. Grob: 10cm ≙ 1ns.

von Matthias (Gast)


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Super, tausend Dank für die Vorschläge.

@Gustel B. Schaltplan oder Platine anschauen ist nicht so spannend. 
Schaltpläne gibt es nicht, und die Platine hat nur einen dicken 
schwarzen custom chip. Die Spannungsversorgungen und Masse finde ich da 
noch. Der Rest ist nicht weiter beschaltet.

@HildeK, ja, so werde ich es probieren. Ich muss allerdings erst noch 
mechanisch irgendwo mich einschleifen können. Bis jetzt konnte ich 
messen, wo die Folienleiterbahn in der Hauptplatine verschwindet. 
Einschleifen ist da komplizierter, zumal die Pinabstände enger ind als 
meine Zitteramplitude ;-)

Ich werde von meinen Messungen berichten sobald ich mehr habe!

von -bibber- (Gast)


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Matthias schrieb:
> zumal die Pinabstände enger ind als meine Zitteramplitude ;-)

(-: ...und der Spitze-Spitze-Wert besagter Amplitude ja noch zum Ø
der TaKo-Spitze addiert werden muß... dazu muß man keine 100J sein!

Ein klein wenig könnte helfen, den Arbeitsplatz stark zu heizen...

von -bibber- (Gast)


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Oha - nachgedacht: Man zittert möglicherweise zwar nicht perfekt
auf einer Linie, aber doch mit "Vorzugsrichtung" (und deren Gegen-
richtung natürlich). Da könnte es helfen, die zitternde Hand mal
um 90° gedreht an den Meßpunkt zu führen, um statt zw. 2 Pins hin-
und her- besser auf einem Pin auf- und- ab-zu-zittern?  (grübel)

Ich fühle jedenfalls mit Dir, als ebenfalls "Zittermännchen".

von HildeK (Gast)


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-bibber- schrieb:
> Da könnte es helfen, die zitternde Hand mal
> um 90° gedreht an den Meßpunkt zu führen,

Es könnte auch helfen, sich etwas zu dopen ...
Bei Sportschützen soll Alkohol ein Dopingmittel sein.
Eigene Erfahrung: Um die Weihnachtszeit sollte ich mal für die 
Softwerker zum Testen ein paar Pins von einem TSSOP zugänglich machen.
Nach der kleinen Weihnachtsfeier mit einem Glas Glühwein ging es 
deutlich besser als vorher :-).
Ich will aber keinen Abstinenzler zum Trinken verführen!

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