Übertragungssicherheit RS422/RS485

[Markei]

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Hallo zusammen,

wieso ergibt sich die hohe Übertragungssicherheit bei den RS422/RS485 Schnittstellen?

Viele Grüße
markei007

 

[norustnotrust]

Hohe Übertragungssicherheit im Vergleich zu was?

 

[Markei]

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Hohe Übertragungssicherheit im Vergleich zu was?

Im Vergleich zur RS232 Schnittstelle.

 

[norustnotrust]

Also aus dem Bauch heraus hätte ich gesagt dass die Verwendung von Spannungsdifferenzen einen Vorteil gegenüber der absoluten Spannungen birgt. Wiki hätte dir aber das Gleiche verraten.

Während die Minimalform von RS-232 aus einem Sendesignal TX, einem Empfangssignal RX sowie einer Masse (GND) bestehen kann, kommt RS-485 mit zwei Signalen A und B aus, die gemeinsam im Gegentakt einmal in die eine und andernmal in die andere Richtung Daten transportieren. Die daraus resultierende Gefahr des Gegen-Sendens zweier Partner bedingt einen geringfügig höheren schaltungstechnischen Aufwand.
Diesem Nachteil stehen gravierende Vorteile gegenüber. Einerseits entfällt bei RS-422/-485 die Erzeugung positiver und negativer Hilfsspannungen komplett, damit sinkt der Bauelementeaufwand erheblich, andererseits gestatten die nun kleineren Signalhübe eine erhebliche Reduktion der Verlustleistung, da eine Anpassung an den (vom Signalhub unabhängigen) Wellenwiderstand der Leitung stets erforderlich ist. Als Nebeneffekt entsteht bei gleichem Verschiebungsstrom (

) zusätzlich ein Geschwindigkeitsgewinn, bei geringerem Hub und gleicher Flankensteilheit hat der Pegel schneller den Endwert erreicht. Damit kann die übertragbare Datenrate bzw. Entfernung trotz verminderter Verlustleistung erheblich gesteigert werden.

Warum das so ist kann ich nur mutmaßen, möglichweise werden induzierte Störspannungen in A und B gleichermaßen induziert und fallen damit weniger ins Gewicht? Wobei ich anmerken möchte dass in der Praxis das Protokoll bzw. die Implementierung des selben mindestens einen gleich großen Einfluß auf die Übertragungssicherheit haben wird als die Physik selbst...

 

[RONIN]

Und wiedereinmal empfiehlt sich:

GOOGLE (RS485 Übertragungssicherheit): Serielle COM-Schnittstellen

RS422- und RS485-Schnittstellen sind für die serielle Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung über große Entfernungen entwickelt worden und finden im industriellen Bereich zunehmend Verbreitung. Die seriellen Daten werden ohne Massebezug als Spannungsdifferenz zwischen zwei korrespondierenden Leitungen übertragen. Für jedes zu übertragende Signal existiert ein Aderpaar, das aus einer invertierten und einer nicht invertierten Signalleitung besteht. Die invertierte Leitung wird in der Regel durch den Index "A" oder "-" gekennzeichnet, während die nicht invertierte Leitung mit "B" oder "+" bezeichnet wird.

Der Empfänger wertet lediglich die Differenz zwischen beiden Leitungen aus, so daß Gleichtakt-Störungen auf der Übertragungsleitung nicht zu einer Verfälschung des Nutzsignals führen. Durch die Verwendung von abgeschirmtem, paarig verseiltem Level-5-Kabel lassen sich Datenübertragungen über Distanzen von bis zu 1200 Metern bei einer Geschwindigkeit von bis zu 100.000 Baud realisieren.

Oder WIKIPEDIA (RS485): EIA-485 - Unterschied zu EIA-232

 

[weißnix_]

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Zu dem von Ronin gesagten ergänzend bzw. erläuternd:

Durch die Verseilung/Verdrillung wirken nahezu alle äusseren Einflüsse (induktion etc.) fast nur als Gleichtakt-Störung und haben somit keinen störenden Einfluss.

Die Verbindung ist damit relativ Störungsunanfällig. Übertragungssicherheit im Sinne unverfälschter Daten wird dann durch das Übertragungsprotokoll und über die Datencodierung sichergestellt.

 

[Marco Freihöfer]

Die Verdrillung soll das sogenannte Überschprechen begrenzen. Also den Störeinfluß der einzelnen Adern bzw. Adernpaare zueinander. Das Differenzspannjungsprinzip, wie von norustnorust bereits angesprochen, bietet eine hohe Störfestigkeit gegenüber elektromagnetischen Einflüssen. Das Prinzip war auch korrekt erklärt. Die Störung wird durch das symetrische Differenzspannungsprinzip gleichermassen auf A und B induziert. Die daraus resultierende Differenzspannung der Leiter zueinander bleibt also gleich.

 

[Markei]

Danke für die vielen Antworten!

Ich komme aus dem Maschinenbau und mache gerade auch meinen Techniker.
Leider tue ich mich mit der Störempfindlichkeit ein wenig schwer, kann man dies kurz und knapp mit eigenen Worten beschreiben, warum die Schnittstellen RS422 und RS 485 unempfindlicher sind?

 

[Larry Laffer]

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... möglichweise werden induzierte Störspannungen in A und B gleichermaßen induziert und fallen damit weniger ins Gewicht ...

Diese Antwort ist im Grunde der Schlüssel.
Eine Störspannung (erstmal egal von wo her) wird immer gleichmäßig auf beide Kommunikations-Adern induziert (also übertragen).
Die Kommunikation wertet aber nur den Spannungs-Unterschied zwischen den beiden Leitungen aus - und das wird dadurch nicht beeinflußt - Beispiel :
Die Ader "A" für 8V und die Ader "B" führt 5V. Der Spannungsunterschied ist hier 3V. Nun werden 50V auf die Leitung drauf-induziert. Nun hätte die Ader "A" 58V und die Ader "B" 53V. Der Spannungsunterschied bliebe der selbe. Das Kommunikations-Ergebnis bleibt gleich.

Die Erklärung ist jetzt vereinfacht - sollte dir aber weiterhelfen. Die Spannungen sind allerdings vollkommen willkürlich - eben nur als Beispiel.

Gruß
Larry

 

[pvbrowser]

Leider tue ich mich mit der Störempfindlichkeit ein wenig schwer, kann man dies kurz und knapp mit eigenen Worten beschreiben, warum die Schnittstellen RS422 und RS 485 unempfindlicher sind?

Wenn ein Strom durch eine Leitung fließt, wird ein Magnetfeld erzeugt.
Wenn es sich um Wechselstrom handelt (durch die Telegramme ergibt sich quasi Wechselstrom) ergibt sich ein magnetisches Wechselfeld.

In einer benachbarten Leitung kann durch das magnetische Wechselfeld eine Spannung induziert werden (Wie beim Trafo).

Um diese Störungen zu unterdrücken versucht man das Magnetfeld so klein wie möglich zu halten.
Indem man die Hin- und Rückleitung verdrillt und Differenzverstärker verwendet, erreicht man, dass zu jedem Zeitpunkt durch die eine Leitung genau so viel Strom in die eine Richtung fließt, wie durch die andere Leitung in der Gegenrichtung fließt.
Dadurch wird das resultierende Magnetfeld kompensiert (fast zum Verschwinden gebracht).
Deshalb stören sich die Leitungen nicht mehr so stark gegenseitig. (RS422 und RS485)

Bei RS232 fließt der Strom gegen Ground(Erdpotential) ab (nicht neben der Leitung selber angeordnet) und es ergeben sich große magnetische Störfelder.

Eine andere viel verwendete Methode Störfelder zu kompensieren, sind Koaxleitungen.
Dabei ist der Mantel auf Erdpotential und der Mantel ist nur an einer Seite der Leitung geerdet.
Daher fließt auch hier zu jedem Zeitpunkt genau so viel Strom in der Mittelleitung in der einen Richtung, wie durch den Mantel zurückfließt.

 

[pvbrowser]

Nachtrag:
Selbst wen sich eine verdrillte Leitung im Einfluß eines von außen kommenden magnetischen Störfeldes befindet,
kompensiert diese Anordnung Störungen,
weil die magnetische Störung in beiden Adern genau entgegengesetzt wirkt.
Die Differenzspannung auf die es ankommt, wird nicht verändert.