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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Signal glätten


Autor: ASDFGHJ (Gast)
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Hallo

Ich empfange am Ende einer langen Leitung ein digitales Signal. Der
Pegel des Signals liegt bei ca. 35V. Das Signal ist aber nicht sauber
genug um damit weiterzuarbeiten. Wie kann ich das Signal
säubern(glätten) und auf 5V heruntersetzen um es einem Baustein
mitTTL-Eingang zu führen?
auf 5V heruntersetzen mit Spannungsteiler?

Das Signal am Eingang der Leitung ist schön sauber _|---|___|---|___

Autor: schlumpf (Gast)
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Was verstehst du unter "sauber" bzw. "nicht sauber"

hochfrequente Störungen kann man über nen RC-Filter rausmachen.
verzertte Flanken über nen Schmitt Trigger
Pegelwandlung über Optokoppler möglich oder über Z-Diode

Autor: Thomas O. (Gast)
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was meinst du mit nichts sauber? Sind die Flanken verschliffen oder ist
das Signal verrauscht? Wenn ja wie hoch ist der Rauschpegel? Bei 35V
wird das Rauschen doch keine Rolle spielen.

Ich würde nen Schmitt-Trigger nehmen oder das mit nem OPV aufbauen. Und
statt nem Spannungsteiler kannste auch nen Widerstand und ne Z-Diode mit
5,1 oder 5,6V wählen. Dann hast du auch nen gewissen Schutz gegen
Überspannung.

Autor: ASDFGHJ (Gast)
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hochfrewuente Anteile sind nicht darin enthalten

Es sind eher verzerrte Flanken, die einem digitalen Bauteil das
Auswerten des Signals erschwerden.
Die Pegel des Signals gehen bei einem High mehrmals auf einen Zustand
zurück, der als Low angesehen werden kann.

Schmitt-Trigger mit Hysterese wäre glaube ich auch gut angebracht.

Könnt ihr mir einen solchen günstigen empfehlen? Signal ist im 50 KHZ
Bereich

Autor: schlumpf (Gast)
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Jeder Schmitt-Trigger hat ne Hysterese.
Wenn dein Signal immer wieder während High auf Low runterrutsch (ich
denk mal, das sind kurze Nadeln), dann sind das HF-Störungen!
Schmitt-Trigger = 74xx14 (und wenn es dir nicht gefällt, dass er
invertiert, dann mach zwei hintereinander.
Eventuell solltest du dir auch Gedanken um dein Kabel machen. Nimm ein
geschirmtes, koppel niederohmig ein (sprich: nimm nen Treiber mit Bums,
der das Signal auf die Reise schickt)

Mein Vorschlag, wenn es kurze negative Spikes sind, die dein Signal
stören.
Machmit ner RC-Kombination nen Filter, der die einigermassen
rausfiltert. Dabei "verschleifen natürlich auch deien Flanken. Dann
begrenz du das Signal über ne Z-Diode und nen R (Voraussetzung ist
natürlich, dass das 35 V -Signal auch auf 0V runtergeht. Und das ganze
schiebst noch durch nen Schmitt-Trigger und "reparierst" wieder deine
Flanken

Autor: ASDFGHJ (Gast)
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>Eventuell solltest du dir auch Gedanken um dein Kabel machen. Nimm >ein
geschirmtes, koppel niederohmig ein (sprich: nimm nen Treiber >mit
Bums,der das Signal auf die Reise schickt)


würd ich gerne machen. aber ich habe mehrere Signalleitungen, die
jeweils bis zu 50 m lang sind. Das wäre zu teuer.

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Twisted-Pair (CAT.5 o.ä.) und die Spannung am Eingang schon auf einen
"vernünftigen" Wert herabsetzen.
Wenn es sich sowieso um digitale Signale handelt, dann bieten sich
RS422-Übertragungsbausteine an.

Autor: schlumpf (Gast)
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Tja, eines muss dir klar sein: Was du an der Quelle versaust, das musst
du hinterher mühevoll flicken.
Ausserdem ist es eh kritsch, über so ne Leitungslänge ein
Massebezogenes Signal zu übertragen.
Differenzielle Übertragung wäre angebracht.

Autor: schlumpf (Gast)
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@ Inoffizieller
Er hat doch kein Geld für nen vernünftigen Treiber gg
Kost ja immerhin 30 Cent, so ein Teil!

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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@Schlumpf:
Das kann man so nicht sagen: Wir übertragen auch störungsfrei
Video-Signale über meht als 50m. Es liegt einfach an der Anpassung...
Für digitale Signale benutze ich fast nur noch die differentielle
Übertragung.

Autor: schlumpf (Gast)
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@ inofizieller:
Klar, mit der entsprechenden Anpassung an den Wellenwiderstand des
Kabels, die Abschlüsse, etc. kann man viel erreichen
Aber er will ja weder Geld für vernünftige Kabel ausgeben noch in
entsprechende Treiber investieren. Und ihr übertragt eure Videosignale
sicher auch nicht über 50 Meter Klingeldraht... gg

Aber ich seh das wie du. Für die Digitale Übertragung würd ich auf
jeden Fall RS422 vorsehen. Das ist gut, günstig und funktioniert.

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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>Und ihr übertragt eure Videosignale
>sicher auch nicht über 50 Meter Klingeldraht...

Das ZDF war darüber begeistert*, wie gut unser Bild (ohne Anpassung)
über CAT.5 über 200m aussah ;) Dazu dann noch bidirektionalen Ton
(symmetrisch) übertragen.

*Das Bild war nicht unbedingt sendetauglich, aber wesentlich besser als
die 2.Kopie eines VHS-Bandes...

Autor: schlumpf (Gast)
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hmm, was soll ich da sagen... erst sagst du "störungsfrei" und dann
"nicht sendetauglich"...
dass ihr das Bild durch das Kabel bekommen habt, das find ich ja sehr
schön, aber ich hab mich ehrlich gesagt, schon vorher über das
"störungsfrei" gewundert.
Aber das hat sich ja jetzt relativiert ;-)
Und wenn auf so nem Signal mal ne Störung drin ist, dann hat halt der
Moderator für ne Sekunde ein grünes statt ein blaues Auge, aber das
fällt ja nicht weiter auf. Bei einer digitalen Übertragung ohne
Fehlerkorrekturen sieht die Welt dann aber doch schon wieder ganz
anderes aus.

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Geisterbilder etc hatten wir nicht...
Mit sendetauglich meine ich eine Videoqualität, die besser als VHS
ist.

Ich bin ja der Meinung, ASDFGHJs Signal ist viel zu groß für ein zu
übertragendes Rechteck. Da schlägt doch die Kabelkapazität zu und
verrundet das Signal. Wenn das Kabel dann auch noch an einem schön
grossen E-Motor vorbeikommt, dann hat man noch schöner Störungen auf
der Leitung...

Autor: Profi (Gast)
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Das Phänomen des Über- und Zurückschwingens nennt man Ringing. Es
entsteht durch Fehlanpassung und kann verhindert werden, indem man auf
der Senderseite einen Widerstand (10 - 100 Ohm) einfügt und die
Empfangsseite passend abschließt.

Weitere Möglichkeit: Stromschleife (current loop), auf der
Empfangsseite am besten einen mit der Leitungsimpedanz belasteten
Optokoppler.

Autor: ASDFGHJ (Gast)
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35V
Sender        Leitung                         ----
------|----------------------------------|----|   |---------- 5V
      |                                  |    ----    |
      |                                  |            |
     __                                __          Z-
     | |  100 Ohm                       | |100Ohm   DIODE
     ---                                ---           |
      |                                  |            |
      |                                  |            |
Masse------------------------------------------------------



Meint Ihr etwa so was?

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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mach den linken 100Ohm-Widerstand zu einem Reihenwiderstand, und es
sieht gut aus.

Sender - 100 Ohm --- Kabel --- Empfänger (mit 100Ohm gegen Masse

Leistungsanpassung müsste das dann sein (ist das lange her...)

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Die Terminatoren, so heißen die Widerstände, sind aber abhängig vom
verwendeten Kabel und sollen so groß sein wie der Wellenwiderstand eben
dieses kabels.
MW

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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>Terminatoren

In der Schaltung ist aber nur einer notwendig. Der andere erzeugt den
Innenwiderstand der Spannungsquelle.

Autor: ASDFGHJ (Gast)
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Meint Ihr, dass ich das Signal so nun störungsfrei übertragen kann, und
keine Filter oder Schmitt-Trigger brauche, oder muß dies zusätzlich
noch gemacht werden?

Danke vielmals für die Antworten!

Autor: ASDFGHJ (Gast)
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Meint Ihr, dass ich das Signal so nun störungsfrei übertragen kann, und
keine Filter oder Schmitt-Trigger brauche, oder muß dies zusätzlich
noch gemacht werden?

Danke vielmals für die Antworten!

Autor: schlumpf (Gast)
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Ich bin der Meinung, dass du nie sagen kannst, dass ein Signal so odr so
störungsfrei übertragen werden kannst.
Abgesehe davon, ist nach meiner Meinung die Leitungsanpassung nur die
Hälfte der Miete denn damit bekommst du Reflexionen in den Griff, die
aber je nach Leitungslänge und Flankensteilheit deines Signals
überhaupt nicht in´s Gewicht fallen (bei 50m Leitungslänge erreicht
eine Reflexion den Sender bereits nach 500ns wieder, falls sie nicht
durch das Tiefpassverhalten deines Kables soweit herausgefiltert wird,
dass sie gar nicht mehr stört). Ich geh davon aus, dass deine Flanken
gar nicht so steil sind, wenn du Amplituden von 35 V hast.
Viel kritischer seh ich die störenden Einflüsse, die auf der
übertragusgsstrecke eingekoppelt werden und dir Spannungshübe etc
verursachen. Dieses Problem bekommst du am einfachsten mit einer
Differenziellen Übertragung in den Griff.

Aber mach, wie du denkst....
Die anderen hier sind ja eher der Meinung, dass eine Leitungsanpassung
deine Probleme löst. Probierst es einfach aus.

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