Как измерить дифференциальные сигналы (например, RS-485 или DMX) на осциллографе?

Я столкнулся с дифференциальными сигналами в нескольких местах, например, дифференциальным выходным аудиоусилителем и теперь в проект, работающий с DMX, который похож на RS-485. (Вот аналогичный вопрос о RS-485 .)

Если посмотреть на сигнал от контроллера освещения DMX, например, я подключил зонд канала 1 к D +, зонд канала 2 к D-, и оба заземления вызывают заземление.

Он отображает этот экран:

Дифференциальное измерение сигнала

Хотя это полезно, я знаю, что это еще не правильный способ взглянуть на дифференциальные сигналы.

Каков правильный путь? Я слышал о «дифференциальных датчиках»; означает ли это, что мне нужно приобрести новые зонды?

12 голосов | спросил JYelton 20 J000000Saturday13 2013, 14:12:18

4 ответа


12

Причина, по которой вы не можете легко измерить дифференциальные сигналы с помощью осциллографа, связана с тем, что осциллографы (обычно) not плавающие. Провод заземления на датчиках подключается к шасси осциллографа, который, в свою очередь, заземлен. Из-за этого все, что вы подсоедините к земле, также будет подключено к заземлению. (Как показано на приведенных ниже ссылках, это опасно при измерении высокого напряжения!)

Когда вы измеряете две случайные точки с помощью мультиметра, метр плавающий, поэтому вы не подключаете ни одну точку к фактическому заземлению, что позволяет измерять различия между точками, не опасаясь, создавая короткое замыкание.

В приложениях с низким напряжением привязка одной стороны дифференциального сигнала к земле может вызвать проблемы и может повредить трансивер.

Существует два способа измерения дифференциальных сигналов с помощью осциллографа:

Если у вас есть двухканальный осциллограф, подключите одну сторону сигнала к каналу 1 и дополнительный сигнал к каналу 2. Цепи заземления остаются незащищенными.

Поскольку вас интересует разность между сигналами, вы хотите вычесть канал 2 из канала 1. Большинство областей обеспечивают способ добавления или вычитания канала 1 и канальные 2 входа. В некоторых областях вам может понадобиться добавить канал 2, но инвертировать так, чтобы вы эффективно вычитали его.

В этом изображении область имеет режим A-B, который вычитает канал 2 из 1:

Дифференциальное измерение вычитания второго канала

Другой способ действительно использует дифференциальные датчики и обеспечивает лучшие результаты, не уменьшая количество используемых каналов на осциллографе. (И, как правило, предназначены для более безопасных высоковольтных измерений.) Однако эти датчики дороги.

W2AEW делает превосходную работу, объясняющую эти концепции в своем видео по дифференциальным измерениям с использованием осциллографов . Существует также видео BTC Instrumentation , в котором более подробно показан метод вычитания каналов.

ответил JYelton 20 J000000Saturday13 2013, 14:12:18
4

Другие люди уже объяснили, как настроить два канала осциллографа, чтобы измерить разницу между двумя сигналами.

Конечно, у вас возникает проблема, если вы хотите измерить другой сигнал помимо этого дифференциального сигнала. Я полагаю, что у вас есть только два канала.

В таком случае вам понадобится дифференциальный датчик. Но, как отметил Йелтон, дифференциальные датчики дороги.

Однако, пока вы не пытаетесь измерить очень высокие напряжения или очень высокие частоты, вы можете просто сделать схему дифференциального усилителя на протоарде. Вы можете включить питание от батареи или, возможно, от устройства, которое вы измеряете.

Дифференциальный усилитель

Просто убедитесь, что вы используете операционный усилитель с соответствующим колебанием напряжения, убедитесь, что он стабильный, и вы можете использовать эту простую схему как дешевый дифференциальный датчик.

ответил Jonny B Good 20 J000000Saturday13 2013, 15:08:38
2

Для дифференциальных измерений большинство областей с по меньшей мере двумя входами поддерживают следующие функции:

  • Канал INVERT A или B (или оба), он обычно находится вблизи положения или AMPL /DIV.
  • ADDing канал A и канал B обычно обнаруживаются там, где вы включаете канал.

INVERT один канал, добавьте оба канала et voila, ваше дифференциальное измерение.

ответил jippie 20 J000000Saturday13 2013, 14:18:55
1

Измерение 485 (или подобных) сигналов по-разному находится в пределах функций большинства осциллографов в наши дни, и об этом уже ответили удовлетворительно, но я бы спросил, «зачем беспокоиться» или «чего вы пытаетесь достичь»?

Если вы отлаживали ссылку flaky 485, я думаю, что у вас будет хороший шанс увидеть проблему с одним концом. Вероятно, какая-либо неисправная связь пройдет через один из 485 проводов к другому через терминатор. Я не говорю, что это 100%, но я говорю, что на нескольких 485 строках, которые мне пришлось отлаживать, я никогда не чувствовал принуждения измерять по-разному. Если мои полученные данные были неровными, я бы без колебаний посмотрел на односторонний вывод из приемника данных - ведь это то, что питает MCU, и именно MCU говорит мне, что данные flaky.

Я сделал несколько высокоскоростных (80 Мбит /с) ссылок, которые передавались и принимались по-разному. Данные (целенаправленно) представляли собой трехуровневую информацию о краю для магнитной связи с приемником. Я никогда не чувствовал принуждения отлаживать их с помощью дифференциальных датчиков - я измерил один конец, чтобы убедиться, что данные выглядели нормально, а затем перешли на односторонний выход с микросхем приемника, чтобы понять, в чем проблема.

Я думаю, что для аналоговых дифференциальных сигналов дифференциальные измерения важнее, потому что то, что может выглядеть «противным» на одной линии, может выглядеть отлично по-разному.

ответил Andy aka 20 J000000Saturday13 2013, 16:07:10

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132