Symetrisch / Asymetrisch

[franklin]

Hiho Freaks,

mal ne Vewrständnisfrage.

Ich weiss, dass es bei symetrischer Übertragung aufgrund Differenzbildung weniger Störungen zu ertwarten sind.

Aber wie sieht das genau aus? Bei symetrischer Übertragung wird ja -keine- Masse angeschlossen (laut Datenblatt WidemoveXT).

Nun.. da stelle ich mir die Frage...wo ist denn der Unterschied?

Es kann doch dem Treiber egal sein, ob da jetzt ein Signal anliegt von +5V und -5V mit der Differenz 10V oder ein Signal von +10V und 0V. Ist doch auch elektrisch das Gleiche?

Wenn jetzt Störungen kommen..und zum Beispiel das Signal um 1V heben... dann liegen bei symetrischer Übertragung +6V / -4V an..also Differenz 10V..okay..aber bei asymetrischer würden +11V / +1V anliegen...sind doch auch 10V?

Ich würde es verstehen, wenn man zur symetrischen Übertragung X+, X-, GND, Y+, Y- brauchen würde...aber ohne GND ist mir das schleierhaft.


Gruss,

Frank

[afrob]

Es kann doch dem Treiber egal sein, ob da jetzt ein Signal anliegt von +5V und -5V mit der Differenz 10V oder ein Signal von +10V und 0V. Ist doch auch elektrisch das Gleiche?

Das stimmt. Bei der differenziellen Übertragung wird allerdings für jedes Signal ein zusätzliches Referenzpotential mitgeführt, das kann auch eine Referenzmasse sein.

Schliesse ich Masse von einem Gerät an Masse eines anderen Gerätes an sollte über die Masseleitung kein Strom fliessen. Das ist in der Praxis aber oft nicht der Fall, weil die Geräte auf unterschiedlichem Erdpotential liegen und Störungen in die Leitung induktiv eingekoppelt werden. Die Magnetfelder induzieren zwar in beiden Leitern eine ähnliche Spannung, die Impedanz der Masseverbindung ist aber meist viel geringer gegenüber der Signalleitung. Der Strom im Masseleiter verursacht über dessen Widerstand dann einen Spannungsabfall.

Bei mehreren Kanälen hat man zudem das Problem, dass auch die (geringen) Ströme des Nutzsignals die gemeinsame Masse und damit auch die anderen Signale beeinflussen.

In der Regel kann man davon ausgehen dass die Massepotentiale sich nur wenige Volt unterscheiden. Da die Ein- und Ausgangsstufen oft Potentiale bis +-24V um ihre Masse vertragen kann man die Masseverbindung in diesem Fall auftrennen. Dadurch treten auch keine Ausgleichströme mehr zwischen den Geräten auf.

Grüsse,
afrob

[juk]

oder etwas anders betrachtet:

zwischen sender und empfänger wird bei unsymmetrischer übertragung oft diese masse mit übertragen, das ist im grunde überflüssig. Du kanns auf sender und empfängerseite dir die masse mit hilfe der erdung wieder schaffen. Die masse sollte immer erdpotential haben.

Besonders bei symmetrischer übertragung kann die übertragung der masse sogar zu problemen führen, das erdpotential ist nicht an allen stellen wirglich gleich und es kommt zu besagten ausgleichsströnen. Auch baut man sich so schnell eine schleife in die brumspannungen und andere störungen durch induktion übertragen werden können.

Wegen dieser ausgleichsströme und der brumschleifenbildung sollte man die abschirmung auch nur einseitig erden.

[franklin]

Danke für die Antworten!

Aber laut Anleitung der WideMoveXT oder LC2 ist keine Masseleitung nötig .. lediglich X+- und Y+- ... nun... wo ist dann genau der Unterschied zur asymetrischen Übertragung?

Bezieht sich das +/- auf Erdpotential? D.h. ohne Schokustecker wirds nix?

Gruss,

Frank

[afrob]

Aber laut Anleitung der WideMoveXT oder LC2 ist keine Masseleitung nötig .. lediglich X+- und Y+- ... nun... wo ist dann genau der Unterschied zur asymetrischen Übertragung?

Die asymmetrische Übertragung würde hier nur X+ und Y+ (oder evtl. X- und Y-) verwenden. Da das nicht differenziell ist spielt nun aber wieder das Potential von Masse ein Rolle, die beiden Gerätemassen müssen verbunden werden.

Grüsse,
afrob

[franklin]

Aber laut Anleitung der WideMoveXT oder LC2 ist keine Masseleitung nötig .. lediglich X+- und Y+- ... nun... wo ist dann genau der Unterschied zur asymetrischen Übertragung?

Die asymmetrische Übertragung würde hier nur X+ und Y+ (oder evtl. X- und Y-) verwenden. Da das nicht differenziell ist spielt nun aber wieder das Potential von Masse ein Rolle, die beiden Gerätemassen müssen verbunden werden.

Grüsse,
afrob

und wie funktioniert dann die symetrische? zu welchem bezugspunkt? zum erdpotential? weil ohne dritten bezugspunkt wärs doch das selbe wie eine asymetrische....lediglich mit einem nicht messbaren negativen offset!

[afrob]

zu welchem bezugspunkt? zum erdpotential?

Zu *irgendeinem* Bezugspunkt. Du hast doch oben schon bemerkt, dass sich die Differenz nicht ändert wenn beide Signale sich um 1V verschieben. Das gilt nicht nur für 1V, sondern für beliebige Spannungen - der Bezugspunkt ist also egal.

Hat das Massepotential einer Schaltung gar keinen Bezug zu Erde oder anderen Geräten, kann man noch tricksen (z.B. Schaltungsmasse mit Signal- verbinden, Signal+ als Eingangssignal benutzen). Das ist aber meist nicht der Fall. (Laser und Scanner auf geerdeter Bankplatte, Ausgabekarte über PC geerdet,...)

Grüsse,
afrob

[franklin]

zu welchem bezugspunkt? zum erdpotential?

Zu *irgendeinem* Bezugspunkt. Du hast doch oben schon bemerkt, dass sich die Differenz nicht ändert wenn beide Signale sich um 1V verschieben. Das gilt nicht nur für 1V, sondern für beliebige Spannungen - der Bezugspunkt ist also egal.

Hat das Massepotential einer Schaltung gar keinen Bezug zu Erde oder anderen Geräten, kann man noch tricksen (z.B. Schaltungsmasse mit Signal- verbinden, Signal+ als Eingangssignal benutzen). Das ist aber meist nicht der Fall. (Laser und Scanner auf geerdeter Bankplatte, Ausgabekarte über PC geerdet,...)

Grüsse,
afrob

aber das gilt doch eigentlich auch für die asymetrische? wie merkt es der treiber, ob jetzt an seinem eingang +5V / -5V (differenz 10V), +10V / 0V (differenz 10V) oder +1000V / +990V (differenz 10V) sind?

die -5V der symetrischen müssen sich doch auf etwas beziehen... -5V gegenüber was?

[juk]

Die +5V beziehen sich natürlich gegen die -5V
(Nicht so ganz wirklich...)

Nein, du kannst bei symmetrischer übertragung eigentlich gar nicht wirklich von absolut +5V und -5V sprechen, das wird aber so angegeben wobei masse=erde=0V als neutral angenommen wird und als ob die potentialdifferenz dort gegenüber gemessen wurde. Praktisch wird das auch immer so sein, das gegenüber masse=erde das signal symmetrisch ist.

Es muß aber nicht so sein, die potentiale sind einfach nur relativ zueinander.

Empfängerseitig wird z.b. so ein signal in +/- eines OP-amp gegeben, und dem ist die lage der signale zu masse=erde=0 relativ egal (wenn die signalmassen nicht miteinader verbunden sind) es wird einfach nur die differenz der beiden signale (der OP-amp arbeitet hier als differenz verstärker) zueinander weiterverarbeitet. Deshalb der vorteil, das eine eingestreute störung die sich gleich auf beide signalleitungen ausgewirkt hat als "gleichtaktunterdrückung" "weggefiltert" wird. Ein wirkliches problem ist es aber auch hier nicht wenn die sinalmassen verbunden sind, nur vom verständnis her habe ich die mal als getrennt angenommen.

Praktisch ist es wenn jetzt das signal tatsächlich gegenüber masse=erde symmetrisch ist, dann können auch die signalmassen von sender und empfänger "problemlos" miteinander verbunden werden. Wie gesagt, ein echtes problem ist es nicht wenn das signal nicht wirklich zu masse symmetrisch ist, hauptsache der OP-amp kommt durch die unsymmetrie nicht in probleme... z.b. signal geht über versorgungsspannung hinaus.

Bei asymetrischer übertragung hast du ja masse=erde als bezugspunkt, denk an die alten feldtelefone der bundeswehr, dort wurde nur ein signalkabel verlegt. Bezugspunkt war die erde, die als masse = 0 genommen wurde. Haut hier eine störung rein, so wird die sich nur auf das signalkabel auswirken, die erd-masse kannst du durch so eine lokale stlörung nicht beeinflussen. Daher haut die störung hier im empfänger voll rein.

[juk]

Ich glaube, ich habe noch ein anschaulicheres beispiel:

nimm eine mikrofonkapsel die potentialfrei in der luft hängt als sender, an die beiden ausgänge schliesst du jetzt deine signalleitungen an, sonst nix keine gehäusemasse.

Du kannst jetzt die signalkabel getrost als symmetrisches signal annehmen, du wirst von jeweils einem kabel gegen die erde keine spannung meßen können (kein wunder das ding hängt volkommen potential/bezugsfrei) in der luft).

Schließt du die beiden kabel an die differenz eingänge eines OP an, so kannst du diese differenz wunderbar verstärken, ein gleichtaktsignal als störung wird sich nicht auswirken.

Den OP kannst du auch vollkommen bezugsfrei in die luft hängen, es gibt sogar OP's bei denen findest du am gehäuse erst keinen masse anschluß, nur +/- betriebsspannung. Selbst bei OP's die so einen haben brauchst du den masseanschluß oft nicht wirklich anschließen (es sei denn der ist konstruktionsbedingt wirklich darauf angewiesen)

Die bezugsmasse existiert hier nur in deinem kopf.

Nun fragst du wenn der ausgang jetzt offensichtlich bezugsfrei volkommen in der luft hängt, wogegen schließe ich meinen lautsprecher an... nun, ich sagte der bezugspunkt ist in deinem kopf und du kannst dir den bezugspunkt aussuchen, schließe den an + oder - an, wie du willst. (Ok, ganz so einfach ist es in der praxis nicht aber da wollen wir mal drüber wegsehen)

Notfalls bau dir mit 2 OP-amps einen echten differenzverstärker als brückenschaltung und hänge den lautsprecher dazwischen, auch wieder "vollkommen in die luft".

Im prinzip funktioniert das alles so und hilft evtl. beim verständniss etwas besser als die vorherigen erklärungen.

[franklin]

Ich glaube, ich habe noch ein anschaulicheres beispiel:

nimm eine mikrofonkapsel die potentialfrei in der luft hängt als sender, an die beiden ausgänge schliesst du jetzt deine signalleitungen an, sonst nix keine gehäusemasse.

Du kannst jetzt die signalkabel getrost als symmetrisches signal annehmen, du wirst von jeweils einem kabel gegen die erde keine spannung meßen können (kein wunder das ding hängt volkommen potential/bezugsfrei) in der luft).

Schließt du die beiden kabel an die differenz eingänge eines OP an, so kannst du diese differenz wunderbar verstärken, ein gleichtaktsignal als störung wird sich nicht auswirken.

Den OP kannst du auch vollkommen bezugsfrei in die luft hängen, es gibt sogar OP's bei denen findest du am gehäuse erst keinen masse anschluß, nur +/- betriebsspannung. Selbst bei OP's die so einen haben brauchst du den masseanschluß oft nicht wirklich anschließen (es sei denn der ist konstruktionsbedingt wirklich darauf angewiesen)

Die bezugsmasse existiert hier nur in deinem kopf.

Nun fragst du wenn der ausgang jetzt offensichtlich bezugsfrei volkommen in der luft hängt, wogegen schließe ich meinen lautsprecher an... nun, ich sagte der bezugspunkt ist in deinem kopf und du kannst dir den bezugspunkt aussuchen, schließe den an + oder - an, wie du willst. (Ok, ganz so einfach ist es in der praxis nicht aber da wollen wir mal drüber wegsehen)

Notfalls bau dir mit 2 OP-amps einen echten differenzverstärker als brückenschaltung und hänge den lautsprecher dazwischen, auch wieder "vollkommen in die luft".

Im prinzip funktioniert das alles so und hilft evtl. beim verständniss etwas besser als die vorherigen erklärungen.

danke für die erklärung! also beziehen sich die signale +/- aufdas erdpotential..wenn ich das richtig verstanden habe.

aber wieso sind dann asymetrische übertragungen störanfälliger?
weil die masse dort wirklich auf erdpotential liegt?

[afrob]

wie merkt es der treiber, ob jetzt an seinem eingang +5V / -5V (differenz 10V), +10V / 0V (differenz 10V) oder +1000V / +990V (differenz 10V) sind?

Gar nicht. Den Empfänger interessiert allein die Differenz. +10V / 0V wird genau die selbe Wirkung haben +5V / -5V am Eingang. (1000V werden der Schaltung aber zu viel sein)

Grüsse,
afrob

[franklin]

wie merkt es der treiber, ob jetzt an seinem eingang +5V / -5V (differenz 10V), +10V / 0V (differenz 10V) oder +1000V / +990V (differenz 10V) sind?

Gar nicht. Den Empfänger interessiert allein die Differenz. +10V / 0V wird genau die selbe Wirkung haben +5V / -5V am Eingang. (1000V werden der Schaltung aber zu viel sein)

Grüsse,
afrob

also besteht der unterscheid darin, dass bei asymetrischer ansteuerung ein kabel erdpotential hat und bei symetrischer eben nicht. elektrisch das gleiche, aber störungstechnisch vorteilhafter, symetrisch zu fahren?


und..wieso sind 1000V zuviel? das sind ja 1000V gegen erde und wenn die erde weit weg ist..juckt es ja nicht

[juk]

wie merkt es der treiber, ob jetzt an seinem eingang +5V / -5V (differenz 10V), +10V / 0V (differenz 10V) oder +1000V / +990V (differenz 10V) sind?

Gar nicht. Den Empfänger interessiert allein die Differenz. +10V / 0V wird genau die selbe Wirkung haben +5V / -5V am Eingang. (1000V werden der Schaltung aber zu viel sein)

Grüsse,
afrob

also besteht der unterscheid darin, dass bei asymetrischer ansteuerung ein kabel erdpotential hat und bei symetrischer eben nicht. elektrisch das gleiche, aber störungstechnisch vorteilhafter, symetrisch zu fahren?


und..wieso sind 1000V zuviel? das sind ja 1000V gegen erde und wenn die erde weit weg ist..juckt es ja nicht

1000V sind bei meinem beispiel nicht zu viel, das mikrofon könnte (wenn es denn könnte) meinetwegen 100000V gegen erde (oder meinetwegen gegen mond, sonne oder ... volkommen egal) ausgeben, die differenz wird nur wenige millivolt betragen und nur diese differenz interessiert und sieht der OP-amp in meinem beispiel überhaupt, die 100000V kann er wegen der fehlenden bezugs-masse gar nicht erst sehen. Du kannst den OP-amp dann hier ruhig mit 9V versorgen, die schaltung wird brav funktionieren.

In der praxis stört das natürlich schon, du hast ja gehäuse, benachbarte leiterbahnen und alleine die feldstärken die so einen leiter dann umgeben sind was das absolute potential der symmetrische übertragung gegen masse dann das einschränkende argument.

Deshalb nimmt man in der praxis dann zivile spannungen von einigen 1-10V gegen masse, obwohl das vollkommen uninteressant währe wie hoch die dann letztendlich ist.

[jojo]

Wenn ein Gerät (Scanner oder Steuer-PC) z.B. über einen Trenntrafo betrieben wird und somit keinen Massebzug (über Schutzleiter) hat, dann reicht die symmetrische Verkabelung ohne Masse.
Da aber meistens die Geräte geerdet sind, und je nach Aufbau Potezialunterschiede bestehen, kann es passieren, dass die Pegel der symmetrischen Leistungen außerhalb des zulässigen Bereichs für die Schaltung liegen (gegen Erde gesehen).
Denn die OP-Schaltungen arbeiten nunmal gegen Masse bezogen.
Daher sollte dann die GND-Leitung zusätzlich angeschlossen werden.
Obwohl dann über diese GND-Leitung Ausgleichsströme fließen, sollte dies bei symmetrischen Sinalen keine negativen Auswirkungen auf das Signal haben. Störungen (Brumm) gibt es dann, wenn NICHT symmetrisch verkabelt ist und die besagte Ausgleichsleitung als Signalbezug fungiert.

[franklin]

Wenn ein Gerät (Scanner oder Steuer-PC) z.B. über einen Trenntrafo betrieben wird und somit keinen Massebzug (über Schutzleiter) hat, dann reicht die symmetrische Verkabelung ohne Masse.
Da aber meistens die Geräte geerdet sind, und je nach Aufbau Potezialunterschiede bestehen, kann es passieren, dass die Pegel der symmetrischen Leistungen außerhalb des zulässigen Bereichs für die Schaltung liegen (gegen Erde gesehen).
Denn die OP-Schaltungen arbeiten nunmal gegen Masse bezogen.
Daher sollte dann die GND-Leitung zusätzlich angeschlossen werden.
Obwohl dann über diese GND-Leitung Ausgleichsströme fließen, sollte dies bei symmetrischen Sinalen keine negativen Auswirkungen auf das Signal haben. Störungen (Brumm) gibt es dann, wenn NICHT symmetrisch verkabelt ist und die besagte Ausgleichsleitung als Signalbezug fungiert.

hm..jetzt mal an einem konkreten beispiel festgemacht. ich möchte einen projektor bauen, mit lc2 und easylase. soll ich nun die masse des easylase mit der masse des lc2 treibers verbinden und dann symetrisch ansteuern mit x+- / y+- ?
oder reicht es in dem fall, blos x+-/y+- zu verbinden und masse masse sein lassen?
ist schliesslich alles innerhalb desselben gehäuses und würde demnach auch an derselben steckdose hängen (der pc eventuell nicht...kommt drauf an, wie lang das usb kabel sein darf)

Gruss,

Frank

[jojo]

ist schliesslich alles innerhalb desselben gehäuses und würde demnach auch an derselben steckdose hängen (der pc eventuell nicht...kommt drauf an, wie lang das usb kabel sein darf)

Innerhalb eines Gehäuses kannst Du GND weglassen, wird aber wahrscheinlich keinen Unterschied machen, da Scanner und EasyLase wohl sowieso auf selbem Massepotenzial liegen.
Also egal!

USB maximal 6 Meter, sagt die Norm.
Mit einem RJ45-Umsetzer von Equip gehen auch 30 Meter.
Siehe dazu

viewtopic.php?t=37415

Joachim

[franklin]

ist schliesslich alles innerhalb desselben gehäuses und würde demnach auch an derselben steckdose hängen (der pc eventuell nicht...kommt drauf an, wie lang das usb kabel sein darf)

Innerhalb eines Gehäuses kannst Du GND weglassen, wird aber wahrscheinlich keinen Unterschied machen, da Scanner und EasyLase wohl sowieso auf selbem Massepotenzial liegen.
Also egal!

USB maximal 6 Meter, sagt die Norm.
Mit einem RJ45-Umsetzer von Equip gehen auch 30 Meter.
Siehe dazu

viewtopic.php?t=37415

Joachim

Prima! Danke für die Antwort.


Beste Grüsse,

Frank

[franklin]

Dann hab ich noch eine kleine Frage... wie wird nun bei EasyLase bei symmetrischer Übertragung die Masse verbunden? Läuft das über den Schirm?

[franklin]

ich beziehe mich hier drauf:

http://www.sengpielaudio.com/Symmetrisc ... ragung.pdf

da leuchtet es mir ein... einmal masse, einmal negatives signal und einmal positives signal. differenz beider signale = 2 mal amplitude eines signals, gleiche anteile werden voneinander subtrahiert und fallen weg.

[lightfreak]

Du hast die Frage doch schon mit dem PDF beantwortet. Masse von Easylase kommt auf den Schirm. Wenns geht nur an der Easylase Seite den Schirm anschließen, da Du Dir sonst ne Brummschleife einhandeln kannst.

Gruß

Simon

[franklin]

Du hast die Frage doch schon mit dem PDF beantwortet. Masse von Easylase kommt auf den Schirm. Wenns geht nur an der Easylase Seite den Schirm anschließen, da Du Dir sonst ne Brummschleife einhandeln kannst.

Gruß

Simon

okay...endlich wieder beruhigt schlafen

danke