In manchen Mikrocontroller kann man ja bei den Ausgängen die Flankensteilheit durch Konfiguration wählen. Können die "abgerundeten Flanken" bei Digitalschaltungen eigentlich auch zu Problemen führen, selbst wenn der mögliche Ausgangspegel für eine bestimmte Dauer erreicht wird?
Ja natürlich. In der Regel stehen die Anforderungen zur Flankensteilheit in den Datenblättern. Einem einfachen GPIO Pin dürfte die Flankensteilheit egal sein, aber bei Leitungen, die Taktsignale führen (wie z.B. I²C, UART, SPI Clock) spielt das schon eine wichtige Rolle. Zu flache Flanken können z.B. dazu führen, dass fälschlicherweise mehrere Taktimpulse ausgeführt werden, wo es eigentlich genau einer sein sollte.
Stefanus F. schrieb: > Zu flache Flanken können z.B. dazu führen, dass fälschlicherweise mehrere > Taktimpulse ausgeführt werden, wo es eigentlich genau einer sein sollte. Das passiert genau dann, wenn wegen Signalreflektionen oder Störungen die Flanken nicht streng monoton steigend beim Eingang ankommen. Da helfen Schmitt-Trigger-Eingänge, deren Hysterese über der doppelten Schwingungsamplitude liegt oder andere Maßnahmen, die das Klingeln verhindern.
Wolfgang schrieb:
Da helfen Schmitt-Trigger-Eingänge
mmh. Hätte jetzt vermutet, dass Schmitt-Trigger das Taktverhältnis (L/H)
verändern und auf die maximale Geschwindigkeit (negativ) Einfluss
nehmen.
Jede Maßnahme hat Seiteneffekte. Eine weiterer (gewollter) Seiteneffekt des Schmitt-Triggers ist, dass er die Flanke steiler macht.
Super, vielen Dank für die Infos! Das kann ich nachvollziehen. Wie geht man bei der Auslegung dann vor? Wäre (aus EMV-Sicht) ein guter Weg, das Signal mit einem Oszilloskop aufzuzeichnen lt. Anforderungen im Datenblatt des Empfängers und unter Berücksichtigung einer Reserve das Signal anzupassen? ..oder geht man einen anderen Weg und/oder muss noch andere Aspekte berücksigtigen?
> Wie geht man bei der Auslegung dann vor?
In dem Mann zumindest mal das Datenblatt liest.
Dann brauchte Mann hier auch nicht dumm nachfragen.
"I/O AC characteristics"
Der Default-Wert taugt demzufolge fuer Signale mit max. 400 kHz *)
und hat Anstiegszeiten von 625 ns *).
*) Beratungsmuster
Frank schrieb: > noch andere Aspekte -Rauschen: eine "langsam" wechselnde (niemals rauschfreie) Flanke wird jitter zur Folge haben, dann kann auch ein Herr Otto Herbert Schmitt nichts mehr retten. Ob das ganze problematisch wird hängt davon ab wie timingkritisch das zu übertragende Signal ist. HTH
Hallo Ein sehr interessantes Thema was leider im Hobbybereich und Bastelbereich meist nur recht oberflächlich, besonders im Zusammenhang mit µC behandelt wird, falls es überhaupt ein Thema ist. Gibt es irgendwo dazu allgemeine aber schon tiefer gehende Informationen bzw. Einsteigerliteratur zum Thema Flankensteilheit? Wikipedia liefert leider nur das sowieso "allgemein" bekannte wenn es um um Rechteck und Schaltsignale geht, das kenne ich und wohl die meisten Anderen hier schon. Andere Literatur handelt das Thema leider oft extrem theoretisch und nur schwer (gar nicht) verständlich für den praxisorientierten und mathematisch "normal" gebildeten Hobbyisten und Bastler ab. Auf das Thema Flankensteilheit im Zusammenhang mit den sowieso nicht einfach zu verstehenden Gebiet der Filter (wenn es um die Details geht) würde ich gerne erst mal verzichten. Ist Flankensteilheit auch so ein Themenbereich wo es entweder "fast gar nichts" oder nur eben "Alles und maximal schwer verständlich", (ohne viel Vorwissen in der Mathematik) gibt? BoB B.
> allgemeine aber schon tiefer gehende Informationen
finden sich in den Family Guides diverser Logikserien.
Von 4000er CMOS bis 74AC...
BoB B. schrieb: > Ist Flankensteilheit auch so ein Themenbereich wo es entweder "fast gar > nichts" oder nur eben "Alles und maximal schwer verständlich", (ohne > viel Vorwissen in der Mathematik) gibt? So ungefähr leider ja. Erklärungsversuch: In der Digitaltechnik gibt es nur zwei Zustände; "0" oder "1". Klingt einfach, ist aber falsch LOL Der Moment des Wechsels der Zustände aka "Flanke" ist niemals perfekt, sondern ein analoger Vorgang. Dabei werden eigentlich "verbotene" Spannungsbereiche (mehr oder weniger schnell) durchfahren. "Normalerweise" sollte das keine Rolle spielen, aber... Wenn du es dann genau wissen willst (oder musst) dann musst du auch entsprechend genau hingucken. Je genauer desto komplexer werden die Zusammenhänge. Sehr komplexe und komplizierte Dinge kann man nunmal nicht "einfach" erklären. OT Beispiel eines Nichtfussballers (sowas kann nur mir einfallen, bin Anti-Fussballer) Einfache Beobachtung Ursache--->Wirkung Ball getreten, Fussball ist im Tor. Fussball ist einfach :D Genaueres hinschauen Ursache---Wirkungsweise--->Wirkung Ball an der richtigen Stelle getreten, elastischer Stoß Fussballschuh gegen gegen FussballBall, Windstille, TOOOR! Noch genaueres hinschauen Ursache---Wirkungsweise---Überraschungseffekte--->Wirkung Welche Aufgabe hat eigentlich der Torhüter? Und warum geben die nicht jedem Spieler einen Ball, wär doch viel einfacher? Je genauer ich hinschaue, desto Komplexer wird das ganze. Füßball ist mir zu kompliziert, auch wenn schon viele Leute mir das zu Erklären versucht haben, so genau will ichs dann garnicht wissen :D Trotzdem schau ich gern mal den Profis zu: https://www.youtube.com/watch?v=5ySydBZ5vO8
Zu langsame Flanke koennen durch Stoerungen im Umschaltpunkt gestoert werden, zu schnelle Flanken erzeugen sich Ihre Stoerungen durch Reflexionen selber...
Hallo, > BoB B. schrieb: > Ein sehr interessantes Thema was leider im Hobbybereich und > Bastelbereich meist nur recht oberflächlich, besonders im Zusammenhang > mit µC behandelt wird, falls es überhaupt ein Thema ist. Eigentlich ist es gerade im Hobby- und Laienbereich ein ernstes Thema, weil sich viele Bastler üble Störsender basteln, ohne dass sie davon wissen. Besonders die für LED-Anwendungen ständig publizierte PWM und auch die digitale Steuerurung von LED-Stripes sind EMV-mäßig oft ein Elend. > Gibt es irgendwo dazu allgemeine aber schon tiefer gehende Informationen > bzw. Einsteigerliteratur zum Thema Flankensteilheit? Natürlich gibt es fiefer gehende Infos, aber eher nicht auf dem Niveau von Einsteigern und ohne mathematische Basiskenntnisse. Wer schon mal von Fourier-Transformation und Spektralanalyse von Signalen gehört hat, der weiß zumindest um die Zusammenhänge zwischen Flankensteilheit und Frequenzspektrum eines Signals. https://de.wikipedia.org/wiki/Fourier-Transformation > Wikipedia liefert leider nur das sowieso "allgemein" bekannte wenn es um > um Rechteck und Schaltsignale geht, das kenne ich und wohl die meisten > Anderen hier schon. Und was interresiert dich darüber hinaus? > Andere Literatur handelt das Thema leider oft extrem theoretisch und nur > schwer (gar nicht) verständlich für den praxisorientierten und > mathematisch "normal" gebildeten Hobbyisten und Bastler ab. Hier habe ich gelegentlich Hinweise zum Thema Flankensteilheit und EMV gegeben. Beitrag "Re: 5V Differentielles Signal erzeugen" Beitrag "Re: Abschirmung, wie befestigen?" Beitrag "Re: Digitales Signal sicher übertragen" > Auf das Thema Flankensteilheit im Zusammenhang mit den sowieso nicht > einfach zu verstehenden Gebiet der Filter (wenn es um die Details geht) > würde ich gerne erst mal verzichten. Als Grunderkenntnis sollte auch jedem Elektronikbastler klar sein, dass die Oberwellen in Schaltflanken mit ihren möglichweise sehr hohen Frequenzen die Signalleitung zu einem Wellenleiter machen. Als Faustreglel kann man eine Leitung mit einer Länge größer als Lambda/10 als kritisch bezüglich HF-Effekte annehmen (Lambda = höchste anzunehmende relevante Frequenz). > Ist Flankensteilheit auch so ein Themenbereich wo es entweder "fast gar > nichts" oder nur eben "Alles und maximal schwer verständlich", (ohne > viel Vorwissen in der Mathematik) gibt? Eigentlich ist es mit etwas Grundwissen rel.leicht zu bewerten, ob man eine kritische Anwendung hat oder eher nicht. So zeigt schon eine sehr einfache Abschätzung oder Messung der Flankensteilheit, mit welchem Frequenzbereich man rechen muß. Ob man im Bereich von 1ns (Frequenzen im GHz-Bereich) oder eher 1us (MHz-Bereich) liegt, macht eben den Unterschied, ob ein paar cm Leitung schon HF-Effekte zeigen oder ob es erst bei paar Metern Länge zum Problem werden. Eine Grundregel kann ich aber jedem an Herz legen. Mache die Übertragung so schnell wie nötig aber so langsam wie möglich (bezieht sich dann auch auf die Anstiegsgeschw. der Signalflanken). So spart man sich meist viel Ärger. Gruß Öletronika
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Du könntest z.B. wie ich eine Ausbildung zum Kommunikationselektroniker machen, oder zum Amateurfunker. Da lernst du eine Menge zum Thema Signalübertragung. Natürlich gibt es dazu auch jede Menge Fachbücher. Sobald ein Kabel das Gehäuse verlässt, ist das Thema durchaus auch für Hobbyelektroniker relevant. Twisted Pair Ethernet ist von 10Mbit auf 100Mbit gekommen - ohne irgend etwas am Kabel zu ändern. In den 80er Jahren konnten schweineteure Modems nur 9600 Baud übertragen, heute sind wir bei der 50.000 fachen Datenrate auf dem selben Kabel und zum vergleichbaren Preis! Das liegt nicht nur an kürzeren Strecken. Die alten RS232 Schnittstellen sind dreckiger Rotz verglichen mit dem schon damals aktuellen Stand der Technik. Dass digitale Anlagen ihre Daten mit den Regeln der analogen Welt übertragen müssen, das musste die IT erstmal in ihren Kopf bekommen. Den Ratschlägen von Öletronika stimme ich absolut zu.
U. M. schrieb: > Hallo, >> BoB B. schrieb: >> Ein sehr interessantes Thema was leider im Hobbybereich und >> Bastelbereich meist nur recht oberflächlich, besonders im Zusammenhang >> mit µC behandelt wird, falls es überhaupt ein Thema ist. > Eigentlich ist es gerade im Hobby- und Laienbereich ein ernstes Thema, > weil sich viele Bastler üble Störsender basteln, ohne dass sie davon > wissen. Besonders die für LED-Anwendungen ständig publizierte PWM und > auch die digitale Steuerurung von LED-Stripes sind EMV-mäßig oft ein > Elend. In Flughafennähe ACK. Wo kein Kläger, da kein Richter. Wo kein kein gestörter, da kein Kläger. -"ernstes Thema" ist es; aber ein "Frickler" kann das nicht einschätzen. Nichts hinzuzufügen. Alles im Thread bereits vorhanden. Stefanus F. schrieb: > Dass digitale Anlagen ihre Daten mit den Regeln der analogen Welt > übertragen müssen, das musste die IT erstmal in ihren Kopf bekommen. Yepp! In wenigen Worten bestens Formuliert :D
U. M. schrieb: > Lambda = höchste > anzunehmende relevante Frequenz). Hi, Lambda ist Wellenlänge also: Geschwindigkeit geteilt durch Frequenz. https://de.wikipedia.org/wiki/Wellenl%C3%A4nge ciao gustav
> Karl B. schrieb: >> Lambda = höchste >> anzunehmende relevante Frequenz). > Hi, > Lambda ist Wellenlänge also: Geschwindigkeit geteilt durch Frequenz. Ja, ist von mir nicht physikalisch korrekt formuliert. Sollte heißen: Wellenlänge der höchsten anzunehmenden Frequenz. Gruß Öletronika
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