Warum Gleichtaktdrossel auf seriellen Differenzsignalleitungen?

Ich habe 2 Fragen:

  1. Warum eine Gleichtaktdrossel auf seriellen Kommunikationsleitungen (wie CAN, RS485) verwenden, wenn das Signal differentiell ist? Würde das Gleichtaktrauschen nicht einfach im Empfänger ausgelöscht?
  2. Ich habe ein Projekt überprüft, bei dem der CAN eine Gleichtaktdrossel hatte, der RS485 jedoch nicht. Gibt es dafür einen technischen Grund?

Danke

Die Gleichtaktdrossel hilft auch, den Bus am Strahlen zu hindern. Vielleicht war die Flankenrate auf dem RS485-Bus langsamer?
@Kartman Wie funktioniert das? denn eine ideale Gleichtaktdrossel (Kopplung k = 1) wäre wie ein einfacher Draht für Differenzsignale. Wie könnte sie also die höherfrequenten Komponenten des Signals dämpfen?
Die Strahlungssignale sind nicht notwendigerweise differentiell. Es könnte ein Klingeln usw. auftreten. Die cm-Drossel funktioniert in beide Richtungen - für externes Rauschen, das hereinkommt, und für internes Rauschen, das hinausgeht.
@Kartman Aber ist das Signal selbst nicht die Hauptursache für Strahlung? Ich meine, aufgrund der schnellen Anstiegsraten der Flanken (wie Sie erwähnt haben)? Denn ansonsten verstehe ich nicht, warum die CM-Drossel nur auf dem CAN hinzugefügt wird, da externe Signale, die ankommen, für beide Schnittstellen ähnlich sind.

Antworten (4)

Würde das Gleichtaktrauschen nicht einfach im Empfänger ausgelöscht?

In einem Differentialempfänger würde viel Rauschen stark unterdrückt, aber Hochfrequenzmaterial kann Probleme verursachen, und natürlich wirkt eine CM-Drossel wie eine Induktivität und erhöht daher ihre Serienimpedanz mit der Frequenz. Hochfrequentes Rauschen jenseits der Bandbreitenbeschränkungen des Empfängers kann immer noch verheerende Auswirkungen haben.

Ich habe ein Projekt überprüft, bei dem der CAN eine Gleichtaktdrossel hatte, der RS485 jedoch nicht. Gibt es dafür einen technischen Grund?

Es mag sein, aber der Teufel steckt im Detail (und die Leistungstests und die Erdung von diesem und jenem und auf welche Spezifikation es getestet wird und die Datenbandbreite und die fraglichen Chips ....)

Was halten Sie von modernen Transceivern wie dem MCP2561FD, die einen „SPLIT“-Ausgangspin für die Terminierung verwenden (siehe Seite 6), angeblich zur Gleichtaktstabilisierung? Beim Lesen des Datenblatts scheinen sie sich hauptsächlich um abgestrahlte Emissionen bei höheren Baudraten (CAN FD) und nicht so sehr um die abgestrahlte / leitungsgebundene Anfälligkeit zu kümmern.
Der Link und das Datenblatt sagen nicht wirklich viel darüber aus. Das Datenblatt umfasst zwei Versionen; eine mit und eine ohne, also gibt es nicht viel zu tun @Lundin - vielleicht als neue Frage aufwerfen?
Ich habe hier bei Codidact eine Frage zu diesem Pin gepostet: CAN "Split" Pin, Bus Termination and Common Mode Stabilization .

Der Differentialempfänger hat einen begrenzten Bereich der Gleichtaktunterdrückung in der Größenordnung von Volt. Es kann keine Gleichtaktrauschspitzen entfernen, deren Spannung diesen Pegel überschreitet. Der Gleichtaktdrosseltransformator erhöht diesen Bereich für Hochfrequenzimpulse mit zwei Techniken:

  1. Es wandelt einen Teil des Hochfrequenzrauschens (ob Gleichtakt oder Differential) in Wärme um (im Gegensatz zu einem Transformator ist der Ferrit in einer Gleichtaktdrossel absichtlich verlustbehaftet).
  2. Es subtrahiert das Gleichtaktsignal (als gekoppelte Induktivität) und ermöglicht eine Differenz von 10 Volt Hochfrequenzrauschen zwischen den beiden Erdungen am Sender und am Empfänger

Als Antwort auf Ihre Frage, warum Sie eine Gleichtaktdrossel in einem CAN-Bus-Port, aber nicht in einem RS-485-Port gesehen haben: Das ist nur eine Entscheidung, die diese speziellen Ingenieure getroffen haben. Das hat mehr mit Ökonomie zu tun und weniger mit den Unterschieden zwischen CAN-Bus und RS-485.

Ein Gleichtaktfilter verhindert, dass auf dem Paar (und seiner Bezugserde) induziertes Rauschen in Ihr System gelangt, selbst wenn der Differentialempfänger es zurückweist. Mit anderen Worten, der CM-Filter verhindert EMI/ESD-bezogene Systemstörungen bei starkem Rauschen.

Sogar Ethernet, das nicht nur differenzielle Signalisierung, sondern auch Transformatorisolierung verwendet, kann von der Unterdrückung von Gleichtaktrauschen profitieren.

Warum es in diesem speziellen System auf den CAN-Bus und nicht auf RS-485 angewendet wurde, vermute ich, dass der Designer der Meinung war, dass die Stellen, an die der CAN-Bus angeschlossen ist, mit größerer Wahrscheinlichkeit starkes elektromagnetisches Rauschen aufweisen (wie von Zündung, Kraftstoffeinspritzmagneten, und andere Antriebsstrangquellen) als die Orte, an denen RS-485 ging (nur in der Kabine.)

Würde das Gleichtaktrauschen nicht einfach im Empfänger ausgelöscht?

Ja, der Vorteil der differentiellen Signalisierung besteht darin, das auf der Empfangsseite auftretende "Gleichtaktrauschen" zu eliminieren, indem das Signal "differenziert" wird:

Tx:
Sig+ = Sig + Rauschen
Sig- = -Sig + Rauschen

Rx:
Sig = Sig+ - Sig- = (Sig + Rauschen) - (-Sig + Rauschen) => Sig'

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

CAN hatte eine Gleichtaktdrossel, RS485 jedoch nicht

Es ist spezifisch für das System (Designabhängigkeit) und Anwendungen.

Warum Gleichtaktdrossel auf seriellen Differenzsignalleitungen?
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