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Hallo @all,

ich beschäftige mich gerade mit dem detektieren von Impulsen und habe dazu eine Schaltung entworfen (siehe Amhang).
Die Schaltung detektiert negative bzw. positive Reflexionen und gibt am Ende einen High-Pegel aus. Mein Problem ist, dass die Schaltungen bei Impulsen im Millisekundenbereich super funktioniert jedoch im usek-Bereich fehlerhaft ist. Nun suche ich schon eine ganze Weile nach anderen Möglichkeiten und hoffe nun, dass mir jemand von euch weiterhelfen kann. Ziel ist es mit der Schaltung einen Impuls mit der Breite von einer usek auf das Kabel zu geben welches 8km (ca. 37usek) lang ist und die Reflektion ob negativ oder positiv zu detektieren. Dabei wird ein Timer im uC beim senden des Messimpulses gestartet und durch das anlegen eines High-Pegels beim Eintreffen einer Reflektion gestoppt. Es gibt viele GEräte auf dem Mark die zur Kabellängenmessung eingesetzt werden können, ich weis aber ich möchte es aus Interesse einfach mal selber bauen.
Vielleicht kann mir jemand von euch helfen mit schnelleren Bauteilen die Schaltung zu optimieren.

MfG

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20150716141113.pdf

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20150717070413.asc

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» ich beschäftige mich gerade mit dem detektieren von Impulsen und habe dazu
» eine Schaltung entworfen (siehe Amhang).
» Die Schaltung detektiert negative bzw. positive Reflexionen und gibt am
» Ende einen High-Pegel aus. Mein Problem ist, dass die Schaltungen bei
» Impulsen im Millisekundenbereich super funktioniert jedoch im usek-Bereich
» fehlerhaft ist. Nun suche ich schon eine ganze Weile nach anderen
» Möglichkeiten und hoffe nun, dass mir jemand von euch weiterhelfen kann.
» Ziel ist es mit der Schaltung einen Impuls mit der Breite von einer usek
» auf das Kabel zu geben welches 8km (ca. 37usek) lang ist und die Reflektion
» ob negativ oder positiv zu detektieren. Dabei wird ein Timer im uC beim
» senden des Messimpulses gestartet und durch das anlegen eines High-Pegels
» beim Eintreffen einer Reflektion gestoppt. Es gibt viele GEräte auf dem
» Mark die zur Kabellängenmessung eingesetzt werden können, ich weis aber ich
» möchte es aus Interesse einfach mal selber bauen.
» Vielleicht kann mir jemand von euch helfen mit schnelleren Bauteilen die
» Schaltung zu optimieren.
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Hallo,

- der LT1006 ist kein Komparator, sondern ein recht langsamer OP,
also hier nicht geeignet.
- warum sind da zwei identische Schaltungen parallelgeschaltet?

Wenn man eine echten Komparator mit Open Collector Ausgang verwendet,
ist die Anbindung an den µC einfacher.

Grüße
Altgeselle

Hallo,

danke für deine Antwort also die Schaltung besteht aus zwei Differenzverstärker die zum einen die positive aber auch die negative Reflexion erkennen. Deshalb suche ich eigentlich einen sehr schnellen Differenzverstärker.

Komparatoren kann ich nicht nutzen, weil sofort bei jeder kleinsten Reflexion durch Diskontinuitäten auf dem Kabel gegen High oder LOW steuern würden. Deshalb der Differenzverstärker und die Zenner Diode dahinter mit der ich dann kleine Reflexionen einfach sperre.

» Komparatoren kann ich nicht nutzen, weil sofort bei jeder kleinsten
» Reflexion durch Diskontinuitäten auf dem Kabel gegen High oder LOW steuern
» würden. Deshalb der Differenzverstärker und die Zenner Diode dahinter mit
» der ich dann kleine Reflexionen einfach sperre.

Natürlich benötigen die beiden Komparatoren zwei ausreichend hohe Trigger-Schwellen (pos./neg.) ungleich Null.

Wie von Altgeselle vorgeschlagen, zwei schnelle Komparatoren mit Open-Drain-Ausgang (z.B. LT1011A) und einem Pull-Up zur Logik-Spannung (5V, 3,3V etc.) machen die Sache einfacher und besser (im Endeffekt ist das ein Fenster-Komparator):



Das erspart die Entkopplungs- UND die Begrenzungs-Dioden.

Der Ruhezustand ist hier bewusst +5V um eine schnelle und genaue High-Low-Flanke nach GND zu bekommen, die den Entfernungszähler triggert (Start/Stop).

Je jach Amplitude des Sendesignals sollte man ggf. die Eingänge der Komparatoren schützen. Hierfür gibt es unterschiedliche Methoden.

Wenn man die Komparatorausgänge getrennt auswertet, kann man feststellen, ob das zu messende Kabel am Ende offen oder kurzgeschlossen ist (es darf keinesfalls per Leitungswiderstand von offensichtlich 135 Ohm abgeschlossen sein, sonst gibt es keine Reflexion).

Vielleicht noch ein paar Tipps zu Deinem ursprünglichen Schaltplan:

Du hast die Operationsverstärker mit +-30V versorgt.
Wahrscheinlich sollten es +-15V sein.

Generell würde ich statt generischen Bauteilen (NPN, PNP, D, MOSFET etc.) immer ein geeignetes konkretes Bauteil aus der LT-Library auswählen.
Ich hatte sonst schon Fälle mit LTspice mit sonderbarem Verhalten festgestellt, das erst mit konkreten Bauteilen verschwand.

Die Schaltung mit den beiden Transistoren würde ich zum Simulieren (oder generell) abklemmen.

Das Signal "Sender" lässt sich etwas komplexer sowohl mit einem positiven als auch einem negativen Puls darstellen (hintereinander, mehrere PWL-Punkte).
Jeweils 1µs Dauer sind bei der Simulation kein Problem.
Aber ein konkretes Kabel mit bis zu 8km Länge ausmessen zu wollen, ist schon ziemlich sportlich.
Bin gespannt, wie das hinhaut.

Hallo Eberhard,

vielen dank für deine Tipps und die Schaltung ich werde deine Sachen morgen gleich umsetzen. Aber was meinst du mit sportlich beim vermessen eines z.B. 8Km langen Kabels? Ich hatte vorher mal Probemessungen mit einem TDR-Meter gemacht und mir den Impuls angeschaut und festgestellt, das dieser selbst eine Amplitude von unter 20V hat. Ich wollte mir einen solchen Impuls ebenfalls erzeugen und bin immer davon ausgegangen, dass dieser auch ausreicht um bei meiner Schaltung eine erfolgreiche MEssung zu garantieren.

Viele Grüße Christian

... des Sendeimpulses hat - je nach Leitungsdämpfung - einerseits natürlich direkt einen Einfluss auf die messbare Leitungslänge.
Dazu muss für die beiden Komparatorschwellen noch ein optimaler Kompromiss gefunden werden (Messempfindlichkeit vs. Störunempfindlichkeit).

Andererseits wird Dein selbst gebautes Messgerät vermutlich nicht ganz so aufwendig sein, wie das untersuchte professionelle.

Nun, wenn die Impulserzeugung gut klappt, fehlt nur noch die digitale Auswerteschaltung - die nächste Herausforderung.
Ein FPGA/CPLD oder etwas von der Stange?

Machbar ist das schon - sportlich eben.

Die Schnittstelle zum µC ist dann vielleicht nicht mehr so aufwendig (ggf. im FPGA/CPLD-Design mit integriert).

Und wenn ich ehrlich bin: Mehr als ein paar 100m Testkabel bringe ich in Summe spontan kaum zusammen. Aber 8km?
Was für eine Messstrecke soll das denn werden und was ist der Sinn der Übung für ein so langes Kabel?

Wie auch immer - gute Fortschritte!