Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hochfrequentes Signal mit Multiplexer / Umleiten


von Benjamin B. (benbu)


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Hallo Leute,
Ich habe folgendes Problem:
Ich habe mehrere digitale Signale mit Spannungspegeln 0V,1V,-1V und 
Frequenzen von ca 50 MHz.
Ich möchte diese Signale umleiten.

Das bedeutet ich habe 10 dieser Signale und möchte sie je nachdem 
welches Signal gerade wo benötigt wird an einen von 4 Ausgangsports 
weiterleiten.
Ich habe schon versucht zwei Wald und Wiesen Multilpexer zu nutzen. Also 
erst Demultiplexen und dann wieder Multiplexen.

Aber meine Signale werden sehr schnell sehr schlecht. Schon bei 
Frequenzen im KHz Bereich.
Das Umschalten zwischen den Ports kann langsam sein.
Mein Ziel ist es damit viel Kabel hin und her Stecken zu vermeiden. 
Darum hätte ich auch gern einen möglichst kleinen Widerstand in dem 
System.

Hättet ihr eine Idee oder Bauteile, die ihr mir empfehlen könntet?
Vielleicht gibt es soetwas auch zu kaufen. Ich habe aber noch nichts 
finden können.

Grüße

von Markus (Gast)


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Du wirst dich wohl um Anpassung kümmern müssen, sonst wird das nichts...

von Christian M. (likeme)


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50 MHz ist ziemlich viel für "analoges" übertragen von Digitalpegeln. 
Ich befürchte du brauchst zwingend ein Zwischendings!

von Christian M. (likeme)


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50 MHz ist ziemlich viel für "analoges" übertragen von Digitalpegeln. 
Ich befürchte du brauchst zwingend ein Zwischendings! Vor Ort abtasten, 
weitergeben... und das "vor Ort" wird schon eine Herausforderung werden.

von Peter D. (peda)


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Benjamin B. schrieb:
> Ich habe schon versucht zwei Wald und Wiesen Multilpexer zu nutzen.

Was meinst Du mit Wald und Wiese?
Ein schnarchlahmer und hochohmiger CD4051 wird das nicht wuppen.
Ein MC74LVX4051 sollte aber gehen.
Natürlich brauchst Du noch Pufferverstärker an Ein- und Ausgang.

von Ikea (Gast)


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>MC74LVX4051
was laesst dich das glauben?
der kann nur schneller umschalten.
das silizium im analogen pfad ist genau wie beim 4051.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Benjamin B. schrieb:
> Vielleicht gibt es soetwas auch zu kaufen.
Es gibt nur dann etways zu kaufen, wenn andere sowas auch brauchen. Ist 
das ein Bus, der von anderen auch eingesetzt wird?

> habe mehrere digitale Signale mit Spannungspegeln 0V,1V,-1V und
> Frequenzen von ca 50 MHz.
Hört sich ein wenig nach Ethernet an. Da wird aber auch nur Phy zu Phy 
verbunden.
Wie sind die "50MHz" zu interpretieren? Welche Flankensteilheit muss das 
Signal haben? Welche Last (z.B. durch Terminierungen...) ist auf dem 
Bus?

: Bearbeitet durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


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Benjamin B. schrieb:
> Ich habe mehrere digitale Signale mit Spannungspegeln 0V,1V,-1V und
> Frequenzen von ca 50 MHz.

Soll das heißen, dass es sich um trinäre Digitalsignale handelt?

von Purzel H. (hacky)


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Allenfalls soll der Poster den Kontext auch noch bringen. Was soll das 
Ganze, weshalb diese Pegel ? Denn es gibt digitale Schalter (0/1) und 
analoge Schalter. Beide mit fast beliebiger Bandbreite.
Aber das Gefragte ist weder noch. Sind die Signale wenigstens 50 Ohm ?

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

So ohne weiteren Kontext koennte ich mir vorstellen, dass das mit einem 
ziemlich kleinen, popeligen FPGA gehen koennte, wenn's auf LVDS 
Eingaenge konfiguriert werden kann. Dann kriegt man's wahrscheinlich mit 
ein bisschen entsprechenden Vorspannungen/Widerstaenden hin, mit jeweils 
2 LVDS Paeaerchen ein ternaeres Signal einzulesen; und per 2 z.b. LVTTL 
und entsprechenden Widerstaenden aussendrann auch wieder auszugeben. 
Vielleicht sogaer rein kombinatorisch, ganz ohne Takt.

Gruss
WK

von Benjamin B. (benbu)


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Lothar M. schrieb:
> Hört sich ein wenig nach Ethernet an. Da wird aber auch nur Phy zu Phy
> verbunden.

ja Automotive Ethernet.
Ich Teste PCBs auf denen mehrere Ethernet Ports sitzen. Und genau diese 
sollen getestet werden.
Ich benötige einen Mediakonverter für jeden Port wenn ich das ganze 
automatisiert machen möchte. (aktuell stecke ich das Kabel von hand um. 
Hinter den Konvertern sitzt dann ein PC der angepingt wird) Da das aber 
sehr kostspielig ist würde ich gern eine Art elektrischen Umschalter 
haben. Da ich aber drei verschiedene Mediakonverter benötige (Master 
/Slave 100/1000er) muss ich immer genau aufpassen was ich stecke. Wär 
klasse wenn das automatisiert gehen würde.

von Markus (Gast)


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Ohne "Automotive Ethernet" jetzt zu kennen: das müssen schon recht viele 
Platinen zum Testen sein, damit sich der Aufwand lohnt. Mal eben 
irgendeinen Multiplexer dazwischenschalten reich bei den Gegebenheiten 
bei Weitem nicht aus. Das scheitert schon alleine am negativen Pegel (-> 
den können afaik auch keine Analogmultiplexer schalten).

von Markus (Gast)


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Mir fällt grad ein: man könnte was mit Relais versuchen, das dürfte die 
besten Erfolgsaussichten haben...
Markus

von Benjamin B. (benbu)


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Das habe ich auch schon gedacht. Macht dann der relativ hohe Widerstand 
keine Probleme?

von olaf (Gast)


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> Das scheitert schon alleine am negativen Pegel (->
> den können afaik auch keine Analogmultiplexer schalten).

Doch doch, die koennen alles innerhalb ihrer Betriebspannungsgrenzen 
schalten. Wenn man seine Schaltung richtig designt dann geht das.

Das Problem ist was anderes. 50Mhz Digital braucht bestimmt eine 
Bandbreite von 500Mhz. Das heisst vernuenftige Leitungsfuehrung und 
Busabschluss. Also vermutlich 50R oder 100R. Und da ist es natuerlich 
bloed wenn der Schalter selber noch ein deutliches Ron hat.

Das geht natuerlich alles, aber es ist nicht mal eben so mit Faedeldraht 
auf eine Platine geschluddert. Da muss man schon etwas wissen was man da 
macht.

Olaf

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Benjamin B. schrieb:
> Macht dann der relativ hohe Widerstand keine Probleme?
Relais haben keinen "relativ hohen" Widerstand. Mit anständigen 
HF-Relais geht das.

http://www.jtxp.org/tech/lanpriorityswitch.htm

von Georg (Gast)


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Benjamin B. schrieb:
> Da ich aber drei verschiedene Mediakonverter benötige (Master
> /Slave 100/1000er) muss ich immer genau aufpassen was ich stecke. Wär
> klasse wenn das automatisiert gehen würde.

Die naheliegende Lösung sind HF-Relais. Schneller als umstecken geht das 
auf jeden Fall und die Signale werden weit weniger beeinflusst als bei 
Halbleiter-Multiplexern. Aber vielleicht ist eine solche Lösung halt zu 
"alt" um interessant zu sein.

Das gibt es alles zu kaufen, auch im GHz-Bereich, aber wohl nicht zu 
Preisen die hier im Forum jemand bezahlen kann bzw. will.

Georg

von Christian M. (likeme)


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Automotive Ethernet geht gern auch mal mit LWL Konverter, teilweise 
werden die sogar im Auto verbaut um längere Leitungen zu sparen. 
Vielleicht gib es einen LWL Muxer!

von Benjamin B. (benbu)


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Georg schrieb:

> Die naheliegende Lösung sind HF-Relais. Schneller als umstecken geht das
> auf jeden Fall und die Signale werden weit weniger beeinflusst als bei
> Halbleiter-Multiplexern. Aber vielleicht ist eine solche Lösung halt zu
> "alt" um interessant zu sein.
>
> Das gibt es alles zu kaufen, auch im GHz-Bereich, aber wohl nicht zu
> Preisen die hier im Forum jemand bezahlen kann bzw. will.
>
> Georg
"Alt" stört mich nicht und vom Preis her habe ich kein Problem mit 4 
stelligen Beträgen.
 Hättest du einen Link oder genauere Informationen dazu?

von Wolfgang (Gast)


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Markus schrieb:
> Das scheitert schon alleine am negativen Pegel (->
> den können afaik auch keine Analogmultiplexer schalten).

Spannungen sind nur Differenzen zu einem Bezugspunkt. Wenn man den 
Bezugspunkt für die Angaben um 1..2V nach unten verschiebt, sind alle zu 
schaltenden Pegel positiv.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gibt solche Multiplexer auch in einem IC, allerdings
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ts3dv421.pdf
in einem 42 oder 48-poligen SMD-Gehäuse. Auch für HDMI GBit-Signale.

https://www.mouser.de/c/semiconductors/integrated-circuits-ics/switch-ics/
unter "Konfiguration" stehen die Ein- und Ausgänge, hier "4*8:16", oder 
auch 8:24, Preise 2-3€ und sogar ab Lager lieferbar. Leider nur für pos. 
Eingangsspannungen, da müsste man mit der Versorgung tricksen. Für HDMI 
ist sowas schon vorgesehen.

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Bei HDMI-Switches waere ich vorsichtig, denn die Pegel bei HDMI sind 
doch etwas kleiner.
Was anderes: Verwendet dieses Automotive Ethernet am End' gar 
bidirektionale Signale? Dann wuerden wohl tatsaechlich eher nur 
HF-Relais in Frage kommen, oder evtl. noch sowas:
https://www.psemi.com/products/family/rf-switches
Oder aehnliches von anderen Firmen.

Gruss
WK

von Anselm (Gast)


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Werden nicht Antennen mit Hilfe von PIN-Dioden umgeschaltet auf die 
Empfänger? Zumindest die Handys von Panasonic hatten sowas drinnen, 
genannt Diplexer, damit war die Antenne an den Rest angebunden.

Gruß
Anselm

von Georg (Gast)


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Benjamin B. schrieb:
> Hättest du einen Link oder genauere Informationen dazu?

Nur ein Beispiel, aber Meilhaus ist ein Messtechnik-Spezialist:
https://www.meilhaus.de/l7xxx.htm?b2b=1

das ist natürlich Overkill, v.a. was den Frequenzbereich angeht, der 
Preisbereich für Multiplexer geht da bis 33000 EUR. Aber falsch ist so 
ein Gerät nicht.

Googel mit "HF Multiplexer". Gibts mit Relais, aber auch andere.

Georg

von Ikea (Gast)


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was hier wieder fuer kaese geschrieben wird.

da hat der kollege im automotiven umfeld mal eine echte aufgabe
bekommen und entpuppt sich als powerpointjongleur ohne plan.

wenn es ethernet ist, gibt es auch eine phy aka lineinterface dafuer.
und alles was da hinein- und hinausmarschiert ist nur digital.
und das muxt man dann wohl am einfachsten und flexibelsten mit
einem fpga.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ikea schrieb:
> wenn es ethernet ist, gibt es auch eine phy aka lineinterface dafuer.
Ja, da ist was dran.

> und alles was da hinein- und hinausmarschiert ist nur digital.
> und das muxt man dann wohl am einfachsten und flexibelsten mit
> einem fpga.
Und das macht dann schnell Probleme, weil man viele Clk-Domains bekommt.
Aber wenn man eh' schon die PHYs hat, dann gibts auch fuer weniger Geld, 
als ein FPGA kostet, ganz normale, managebare Ethernetswitch-ICs.
Wird wahrscheinlich deutlich zuverlaessiger und flexibler sein, als ein 
Relaisklapparatismus, ist aber auch'n Stueck mehr Aufwand.

Gruss
WK

von Ikea (Gast)


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>weil man viele Clk-Domains bekommt

jein. es sind so viele wie man fuer genau eine phy braucht.

stell dir einen pc mit einem dutzend netzwerkkarten vor.
die stoert es auch nicht wenn sie alle vom selben quarz/takt
gespeist wuerden.
das gegenueber muss mit diesem takt klarkommen.
tut es ja auch.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Hat schon einen Grund, warum es getrennte Receive- und Transmit-Clks bei 
MII etc. gibt. Und damit musst du dich fuer jeden Port/PHY im FPGA 
rumschlagen; im SwitchIC ist das alles schon drinnen.

Gruss
WK

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