2.4GHz und PPM Wandlung

[db2gu]

D/A <-> AD Wandlung gibts da nicht. Das einkommende PPM-Signal wird zeitlich quantisiert ausgegeben und beim Empfänger entsprechend abgetastet. Je nach Verhältnis zwischen PPM-Quantisierungsfrequenz und Abtastfrequenz können da zwischen gar keinem (=fehlerfrei) und sehr vielen Bits toggeln.
...
Oliver

Einen PPM Signal zeitlich abzutasten um einen PPM Impuls zu digitalisieren ist eine A/D Wandlung !
Verwechsle dies nicht mit der reinen A/D Wandlung einer Spannungsgröße, obwohl auch dort wird in vielen A/D Wandlern über ein Zählverfahren über die Zeit verfahren.

Wenn man mal die notwendige Abtastfrequenz, um z.B. nur eine 10Bit Auflösung (1024) fehlerfrei erreichen zu können, berechnet wird einem schnell klar dass dies fehlerfrei kaum ohne weiteres mit den aktuell im Fernsteuerbereich verwendeten MicroController möglich ist.


Gruß C.

 

[cyblord]

Einen PPM Signal zeitlich abzutasten um einen PPM Impuls zu digitalisieren ist eine A/D Wandlung !
Verwechsle dies nicht mit der reinen A/D Wandlung einer Spannungsgröße, obwohl auch dort wird in vielen A/D Wandlern über ein Zählverfahren über die Zeit verfahren.

Wenn man mal die notwendige Abtastfrequenz, um z.B. nur eine 10Bit Auflösung (1024) fehlerfrei erreichen zu können, berechnet wird einem schnell klar dass dies fehlerfrei kaum ohne weiteres mit den aktuell im Fernsteuerbereich verwendeten MicroController möglich ist.


Gruß C.

Es wird also zur AD Wandlung weil die Perfomance eines bestimmten Controllers nicht ausreicht?
Ich behaupte es kann schon deshalb keine AD Wandlung sein, da der PPM Impuls selbst sowohl wert- als auch zeitdiskret ist. Also digital.
Warum? Wenn die Impulslänge nur 4µS, 8µS, 12µS... usw. betragen kann, ist das nunmal zeitdiskret und alles andere als analog. Da gibt es keine Quantisierungseffekte.

gruß cyblord

 

[stopfohr]

Wenn man mal die notwendige Abtastfrequenz, um z.B. nur eine 10Bit Auflösung (1024) fehlerfrei erreichen zu können, berechnet wird einem schnell klar dass dies fehlerfrei kaum ohne weiteres mit den aktuell im Fernsteuerbereich verwendeten MicroController möglich ist.

Ähem, nicht?

10 bit Auflösung auf 0.5ms Pulsbreite mit 3 Abtastungen/Auflösung ergibt etwas über 6MHz Abtastfrequenz. Das löst dir heute jeder noch so kleine Mikrocontroller locker auf. Nicht unbedingt die, die in Graupner-Steuerungen des letzten Jahrtausends verwendet werden, aber aktuelle schon.

Mir geht es ja gar nicht darum, PPM als die perfekte Lösung darzustellen. Das ist es nicht, die dabei benötigten Übertragunsgzeiten sind unnötig lang. Nur macht die auch marketingtechnisch hochgehypte "digitale Direktverbindung" rein technisch gar nichts anderes, nur ist die eben viel schneller. Und auch, wenn da an Stelle von UART eine SPI, I²C, oder sonstige Schnittstelle zum Einsatz kommen sollte, das Prinzip ist immer das ähnlich: Der zu übertragende Wert wird in eine zeitlich codierte Abfolge von Impulsen umgesetzt, und am anderen Ende zurückgewandelt. Und das bedingt immer Zeitverzögerung.

Oliver

 

[Ralf Horstmann]

Irgendwie hab ich den Eindruck, dass Ihr noch nie einen Microcontroller programmiert habt. Ich habe beides schon gemacht und erklärt mal kurz den Unterschied:

Beim RS232 verwendet man das Startbit um den Empfänger auf das Datenpaket zu syncronisieren, außerdem kennt man die Baurate und damit die Dauer eines Bits. Getriggert vom Startbit wartet man nun eine halbe Bitdauer um alle nachfolgenden Bits zeitlich möglichst mittig abzutasten. Das Bit fängt also viel früher an, wird abgetastet und hört erst viel später auf, was eine gewisse Toleranz in den Baudraten zulässt. Beim nächsten Startbit wird sowieso neu syncronisiert. Erst wenn der Unterschied in der Baudrate so groß ist, dass man bis zum Ende der Daten eine halbe Bitdauer Differenz hat, bekommt man Datenmüll.

Bei der PPM Auswertung arbeitet man dagegen völlig anders. Der Empfänger reagiert auf die steigende Flanke des PPM Signals, was einen Zähler in der Hardware startet, typ. 16 Bit. Der läuft dann eigenständig mit einem quarzgenauen Takt (Teilung des Microcontroller-Taktes), so dass der Zähler während der maximalen Impulsdauer nicht überlaufen kann. Die fallende Flanke stoppt den Zähler und löst einen Interrupt aus. In der Interrupt Routine liest man den Zählerstand und hat sofort das Maß für die Servoposition. Bei einem 16 Bit Zähler werden also bis zu 65535 Schritte aufgelöst. Das Ergebnis kann man dann entweder direkt auswerten oder teilt es durch 64 um eine Auflösung von 1024 Schritten zu erhalten ( d.h. konkret, man wirft die untersten 6 Bit der Messung weg!) oder mam teilt durch 128 um eine Auflösung von 512 Schritten zu erhalten ( man wirft die untersten 7 Bit weg ). Dadurch das man 6 bis 7 Bits des Zählers sowieso ignoriert toggelt da kein Bit mehr ... das Ergebnis ist präzise und völlig digital ermittelt worden.

Und eins darf man auch nicht vergessen. Es nützt uns nicht wirklich etwas, dass die Daten alle auf einen Schlag im Empfänger vorliegen. Um die Empfängerstromversorgung nicht durch die Anlaufströme zusammenbrechen zu lassen, sollten die Servos nie alle gleichzeitig anlaufen. Jeti und Graupner HoTT z.B. gruppieren die Signale deswegen in Servogruppen, die zeitlich versetzt angesteuert werden. Die schnellste Übertragung der Signale nützt nichts, wenn 14, 16, oder 18 Servos zeitgleich anlaufen und die Stromversorgung so einbricht, dass der Empfänger in den BrownOut kommt und neu startet. Die PPM Wandlung wirkt sich daher lange nicht so dramatisch aus, wie es von den "alles aus einer Hand" Verfechtern marketing technisch immer wieder ausgeschlachtet wird. In der Praxis hat die gleichzeitige Ausgabe aller Servosignale nämlich erhebliche Nachteile. Unsere Modellen enden nämlich nicht am Empfänger ... da kommt noch einiges dahinter.

 

[cyblord]

Juhu Ralf erklärt uns die Welt... Hast du auch was neues zum eigentlichen Thema oder willst du uns nur Banalitäten erklären?
Ich denke wir wissen wie RS232 funktioniert und wie man die Zeitspanne eines Impulses messen kann. Es ging aber darum, dass eben die Übertragung per USART oder PPM doch vom Prinzip her nicht soo unterschiedlich ist. Da hier die zeitliche Komponente immer direkt die Daten beeinflusst. Sorry wenn du das nicht erkennst. Hast du meine Postings dazu überhaupt gelesen?

Aber zum Thema:

Natürlich gibt es eigentlich keinen Grund, eine Bitfolge unbedingt per PPM zu übertragen. Da sind die andere (synchronen Verfahren evt.) besser. Nur das PPM irgendwas mit Analog oder AD Wandlung zu tun hat, stimmt einfach nicht. Und dass es ungenauer ist eben auch nicht.

gruß cyblord

 

[rkopka]

Ich behaupte es kann schon deshalb keine AD Wandlung sein, da der PPM Impuls selbst sowohl wert- als auch zeitdiskret ist. Also digital.
Warum? Wenn die Impulslänge nur 4µS, 8µS, 12µS... usw. betragen kann, ist das nunmal zeitdiskret und alles andere als analog. Da gibt es keine Quantisierungseffekte.

Nehmen wir an, das Signal stammt von einer alten analogen Funke, dann gäbe es keine zeitdiskreten Signale mehr. Das Einlesen bliebe aber gleich. Dann wäre es zwangsläufig eine AD Wandlung.

Der Einlese Prozeß ist also immer eine AD Wandlung. Im idealen Fall eine recht präzise, weil das Eingangssignal eingeschränkt ist, aber trotzdem AD.

Die zeitdiskreten PWMs (aber kaum welche mit den gleichen Schritten) sind ja eine recht neumodische Entwicklung. Und da es keinen Standard für die Schrittwahl und den Wertebereich gibt (Codierung), bleibt das ganze zwangsläufig analog.

RK

 

[stopfohr]

Der Einlese Prozeß ist also immer eine AD Wandlung. Im idealen Fall eine recht präzise, weil das Eingangssignal eingeschränkt ist, aber trotzdem AD.

Und wieder ein Fall für grau, nicht schwarz oder weiß.

Hier geht es ja um aktuelle 2.4GHz Module in aktuellen Sendern mit aktueller Hardware. Und da kann auch das klassische PPM mit getakteten digitalen Elementen an beiden Enden und bekannter und abgestimmter Quantisierung eine bitgenaue "digitale" Übertragungsgstrecke bilden.

Umgekehrt ist die Dekodiereung der "rein digitalen" Pulsfolge einer UART mit unbekannter Taktlage, Jitter und Frequenzabweichung eigentlich eher ein analoges Problem.

In diesem Sinne
Oliver

 

[Steffen]

Und wieder ein Fall für grau, nicht schwarz oder weiß.

Nein, nicht grau, Zeit ist analog und damit ist PPM ein analoger Inhalt.

Digital wäre es nur und ausschliesslich dann, wenn es als quantisierte Information übertragen wird, ist es aber nicht.

und wenn jemand serielles IO als analoge Übertragungstechnik einstuft, weil da Zeiten drin sind, sollte man die Diskussion eh einstellen.

Manchmal erweitert eine Diskussion allerdings den Horizont (auch den eigenen), daß solltest du mal versuchen.

auf Halbwahrheiten beruhende Horizonte sind nicht sichtbar, weil sinnfrei vernebelt.

Aber Du hast sicherlich Recht und ich habe meine Ruhe.

 

[cyblord]

Nein, nicht grau, Zeit ist analog und damit ist PPM ein analoger Inhalt.

Digital wäre es nur und ausschliesslich dann, wenn es als quantisierte Information übertragen wird, ist es aber nicht.

und wenn jemand serielles IO als analoge Übertragungstechnik einstuft, weil da Zeiten drin sind, sollte man die Diskussion eh einstellen.


auf Halbwahrheiten beruhende Horizonte sind nicht sichtbar, weil sinnfrei vernebelt.

Aber Du hast sicherlich Recht und ich habe meine Ruhe.

Oh mann, wo lernt man so Diskutieren? Auf der Baby Schule?

Deine Aussagen mal zussammengefasst:
1.) Es ist aufjedenfall analog weil da Zeit drinn ist und Zeit ist analog.
2.) Es könnte auch digital sein aber dann muss XY gelten.
2.) Serielle Schnittstellen sind nicht analog, obwohl da Zeit drinn ist.
4.) Wer was anderes behauptet als ich mit dem kann ich eh nicht Diskutieren.
5.) Beleidigter Abgang (ich hab meine Ruhe usw.)

Sehr amüsant bist du!

Zum Thema:

Natürlich wird es als "quantisierte Information" übertragen. Die Potis der Knüppel werden heutzutage von einem Microcontroller ausgewertet und der erstellt das PPM Signal. Und damit ist es zeitdiskret. Wie soll ein Controller denn auch sonst ein PPM Signal erzeugen, da drinn ist alles diskret. Und damit ist es auch (sogar nach deiner eigene Aussage) digital.
Nur weil ein PPM Impuls auch analog sein KÖNNTE ist er nicht immer analog. Schon gar nicht der aus aktuellen Anlagen mit Microcontroller. In der Praxis (und da geb ich meinen Vorrednern recht), weiß man aber die exakten Intervalle nicht. Auf diese müsste man sich vorher einigen genauso wie man sich bei RS232 auf die Baudrate einigen muss.
Nur weil es bisher eben Praxis war, den Impuls einfach Pi mal Daumen auszumessen und sich daraus ein ungefähres Servosignal zu basteln, kann man nicht hergehen und die Metho per se als analog und ungenau (im Sinne von nicht bitgenau) bezeichnen. Dies liegt eben nicht am PPM selber, sondern daran wie es angewendet wird.

gruß cyblord

 

[Bernie]

Zitat: "Oh mann, wo lernt man so Diskutieren? Auf der Baby Schule?

...
Sehr amüsant bist du!"


Jetzt weiß ich endlich wieder, warum ich so wenig Diskussionsbeiträge habe.
Ich habe nämlch keine Lust mich beschimpfen und beleidigen zu lassen.
Da sollten einige "Sozialkompetenz-Spezialisten" mal drüber nachdenken.

Gruß, Bernie.

 

[thomasH]

Hallo "Cyblord" und "Stopfohr",

nach eurer Interpretation von Digital und Analog wäre auch die SCART Schnittstelle an einem DVB-S/C/T Receiver eine Digitalschnittstelle da das Analoge Ausgangssignal auch von einem D/A Wandler erzeugt wird und Ihr glaubt das es verlustfrei übertragen und 1:1 in denselben Digitalen Datenstrom zurückgewandelt werden kann.

Jeder der mal das Bild an seinem schönen Flatscreen über SCART(=analog) und HDMI(=digital) verglichen hat wird wissen das es nicht ohne Verluste geht.

Schaut Euch einfach mal die Wikipedia Seite zum Thema Digitalsignal an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalsignal, dort das Unterkapitel "Abgrenzung".

Noch ein paar weitere Anmerkungen zu Euren "Argumenten":
Eine Rekonstruktion des ursprünglichen Eingangswertes der PPM Encodierung in einem Dekoder ist nicht nachprüfbar möglich. Man weiß weder mit welcher Auflösung das Signal codiert wurde, noch inwiefern es auf der Übertragungsstrecke verfälscht wurde. Es kann zufällig den gleichen Wert haben. Eine Feherkorrektur ist nur heuristisch möglich (das machen IPD Empfänger).

Es stimmt zwar, das auch bei Codierverfahren für Digitalübertragungen (eine davon ist USART) mit einem zeitlichen Takt arbeiten nur gibt es einen zentralen Unterschied: Es wird nicht das gesamte Datenwort in einen "analogen" Wert kodiert sondern immer nur ein einzelnes Bit. Desweiteren wird durch den zeitdiskreten Takt das Bit auch dann noch richtig dekodiert wenn es eine leichte zeitliche Verfälschung des Signals gibt. USARTs erlauben wie von Ralf beschrieben eine Toleranz von einer halben Bitdauer - eine vergleichbare Timing Abweichung bei einem PPM Signal wäre schon ein Servo Vollauschlag

Die Digitale Übertragung von Daten hat sich eben durchgesetzt weil es keinen linearen Zusammenhang zwischen Störung der Übertragungsstrecke und Störung der Nutzinformation mehr gibt.
Genau dieser Zusammenhang weist PPM als klassische analoge Technik aus.


Ich vermute aber mal Ihr wollt eigentlich nur aussagen dass für die Übertragung vom Sendermainboard zum HF-Modul PPM eine hinreichend gute Übertragungsqualität liefert und sowohl Quantisierungsverluste als auch Signalstörungen innerhalb des Senders in der Praxis nicht relevant sind.
Da würde ich Euch sofort recht geben - das zeigen ja auch die vielen zufriedenen Benutzer von Nachrüstsystemen.

Dann argumentiert aber bitte auch so, und tituliert nicht PPM als eine Digitalschnittstelle.

Gruß
Thomas

 

[cyblord]

Hallo "Cyblord" und "Stopfohr",

nach eurer Interpretation von Digital und Analog wäre auch die SCART Schnittstelle an einem DVB-S/C/T Receiver eine Digitalschnittstelle da das Analoge Ausgangssignal auch von einem D/A Wandler erzeugt wird und Ihr glaubt das es verlustfrei übertragen und 1:1 in denselben Digitalen Datenstrom zurückgewandelt werden kann.

Ein Controller welcher ein PPM Signal erzeugt tut dies aber ohne D/A Wandler. Den Vergleich find ich hier nicht korrekt.

Noch ein paar weitere Anmerkungen zu Euren "Argumenten":
Eine Rekonstruktion des ursprünglichen Eingangswertes der PPM Encodierung in einem Dekoder ist nicht nachprüfbar möglich. Man weiß weder mit welcher Auflösung das Signal codiert wurde, noch inwiefern es auf der Übertragungsstrecke verfälscht wurde. Es kann zufällig den gleichen Wert haben. Eine Feherkorrektur ist nur heuristisch möglich (das machen IPD Empfänger).

Sehr freundlich das Argumente in Anführungszeichen zu setzen. Das vergeht mir eigentlich gleich die Lust.

Man kann natürlich wissen mit welcher Auflösung das Signal codiert wurde, indem man sich vorher darauf einigt. Siehe meine letzten Posts. Dasselbe wie bei der Baudrate. Eine Verfälschung auf der Übertragungsstrecke kann dir bei jeder Übertragung passieren ohne dass du dies merkst. Das passiert beim UART genauso.

Es stimmt zwar, das auch bei Codierverfahren für Digitalübertragungen (eine davon ist USART) mit einem zeitlichen Takt arbeiten nur gibt es einen zentralen Unterschied: Es wird nicht das gesamte Datenwort in einen "analogen" Wert kodiert sondern immer nur ein einzelnes Bit.

Ja das ist ein Unterschied, aber einer der zwischen analog und digital entscheidet?

Desweiteren wird durch den zeitdiskreten Takt das Bit auch dann noch richtig dekodiert wenn es eine leichte zeitliche Verfälschung des Signals gibt. USARTs erlauben wie von Ralf beschrieben eine Toleranz von einer halben Bitdauer - eine vergleichbare Timing Abweichung bei einem PPM Signal wäre schon ein Servo Vollauschlag

Man kann ein PPM Signal genauso in der Mitte jedes Zeitschlitzes abtasten und hat somit eine Toleranz, genau wie beim UART. Nehmen wir einen Zeitschlitz von 4µS an. Dann muss der Empänger nur ab Microsekunde 2 jede 4µS abtasten, ob das Signal noch Hi-Pegel aufweist. Exakt so, wie ein UART, der jede x µS abasten muss, ob das Signal nun Hi oder Lo Pegel hat, und so seine Bits bekommt. In diesem Beispiel würde es nichts ausmachen, wenn der Empfänger in jedem Zeitschlitz 1µS abweicht. Das Pulsbreitenverhältniss muss hier eben nicht kontinuerlich sein (wie Wikipedia schreibt).

Trotz allem, sei es wie es sei, würde ich ebenfalls für eine andere (synchrone) Datenübertragung plädieren.
Ich behaupte zwar man könnte ein PPM Signal so erzeugen und abtasten dass es ohne Verluste geht, aber ich frage mich ob man das will.
gruß cyblord.

 

[stopfohr]

Schaut Euch einfach mal die Wikipedia Seite zum Thema Digitalsignal an:
http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalsignal, dort das Unterkapitel "Abgrenzung".

Mach ich doch glatt

Da steht:

Ein digitales Signal ist durch die Quantisierung im Wertumfang beschränkt und durch die zeitliche Abtastung in der Zeit diskret. Signale wie PWM-Signale bestehen aus einem Rechtecksignal fester Frequenz mit variablen Pulsbreitenverhältnis. Die beiden Spannungsebenen des Rechtecksignals entsprechen zwar zwei Logikpegeln, und können mithin mit 0 und 1 bezeichnet werden, diese stellen aber keine Ziffern einer Zahl dar. Die Information steckt in dem kontinulierlichen Pulsbreitenverhätlnis, womit PWM-Signale keine Digitalsignale sind.

(Wer hat das eigentlich geschrieben? "kontinulierlichen Pulsbreitenverhätlnis" )

Ein durch einen Mikrocontroller erzeugtes PPM-Signal hat eben kein kontinuierliches Pulsbreitenverhältnis, sondern ein durch die Quantisierung im Wertumfang beschränktes.

Eine Rekonstruktion des ursprünglichen Eingangswertes der PPM Encodierung in einem Dekoder ist nicht nachprüfbar möglich. Man weiß weder mit welcher Auflösung das Signal codiert wurde, noch inwiefern es auf der Übertragungsstrecke verfälscht wurde. Es kann zufällig den gleichen Wert haben. Eine Feherkorrektur ist nur heuristisch möglich.

Alles richtig, das macht zeit-diskretes PPM aber nicht zu einem analogen Signal.

Oliver

 

[thomasH]

Eigentlich sollte ich es aufgeben - aber ich versuche es noch einmal:

Ein Controller welcher ein PPM Signal erzeugt tut dies aber ohne D/A Wandler. Den Vergleich find ich hier nicht korrekt.

Die PPM Encodierung ist eine D/A Wandlung - man kann sowas auch per Software machen. Das Vorhanden sein eines Hardwarewandlers ist kein Indiz. Ich kann auch per Software eine wertproportionale Spannung erzeugen indem ich ein PWM Signal erzeuge und über einen nachgeschalteten Tiefpass leite.

Es stimmt zwar, das auch bei Codierverfahren für Digitalübertragungen (eine davon ist USART) mit einem zeitlichen Takt arbeiten nur gibt es einen zentralen Unterschied: Es wird nicht das gesamte Datenwort in einen "analogen" Wert kodiert sondern immer nur ein einzelnes Bit.

Ja das ist ein Unterschied, aber einer der zwischen analog und digital entscheidet?

Genau dieses ist der Unterschied: Die Verlustfreie Übertragung eines diskreten Wertes über einen Übertragungskanal.

Oder noch einmal anders ausgedrückt: Bei Digitaler Übertragung ist der Low oder High Pegel auf der Leitung (oder jede andere physikalische Darstellung für "1" und "0") selbst die Information - nämlich der Wert des übertragenen Bits. Bei PPM ist es leider nicht so: Die Information steckt nicht im Signalpegel sondern in der Zeitdauer zwischen den Pulsen - und die ist per se erst einmal kontinuierlich (analog!).

Das hat erhebliche Folgen: Nehmen wir mal an die Taktfrequenz des enkodierenden Prozessors ist 10% zu niedrig - warum auch immer. Dann sind die PPM Pulse auch 10% zu weit auseinander und damit stimmen die Servo Nullstellungen nicht mehr.
Bei einer seriellen Übertragung per Software USART wäre die Baudrate um 10% zu niedrig - aber das wäre für den Dekoder noch völlig ok - es würden exakt die gleichen Werte ankommen. Der Zeittakt enthält nämlich in diesem Fall eigentlich keine Informationen - er dient nur der Synchronisation von Sender und Empfänger.

Eine Verfälschung auf der Übertragungsstrecke kann dir bei jeder Übertragung passieren ohne dass du dies merkst. Das passiert beim UART genauso.

Die Bitübertragungsschicht des USART enthält in der Tat noch keine Fehererkennung/Korrektur. Aber ich kann im ersten Schritt eine Erkennung von 1-Bit Fehlern auf Byte-Ebene (Parity Bit) einbauen und dann noch zusätzliche Prüfungen in den höheren Protokollschichten (z.B. CRC, ECC, usw.). Und damit sind wir mitten in den Vorteilen der Digitalübertragung - bei PPM gibt es die Möglichkeit garnicht - selbst wenn ich es wollte.

Man kann ein PPM Signal genauso in der Mitte jedes Zeitschlitzes abtasten und hat somit eine Toleranz, genau wie beim UART

Es geht nicht um die Genaugkeit der Abtastung sondern um Störungen/Abweichung des gesendeten Signals. Diese kann man nicht von einer "gewollten" Signaländerung unterscheiden - egal wie genau man abtastet. Siehe obiges Beispiel mit dem abweichenden Takt.

Ein durch einen Mikrocontroller erzeugtes PPM-Signal hat eben kein kontinuierliches Pulsbreitenverhältnis, sondern ein durch die Quantisierung im Wertumfang beschränktes.

Ein analoges Signal wird nicht durch Auflösungsbeschränkung des Erzeugers ein Digitalsignal. Durch Störeinflüsse können auch beliebige Zwischenwerte zwischen den Quantisierungsstufen erzeugt werden. Insofern gibt es zwar einen ggf. diskret eingeschränkten Wertebereich - er ist nur nicht genau definiert.

Alles richtig, das macht zeit-diskretes PPM aber nicht zu einem analogen Signal.

Wie ich oben aufgezeigt habe gibt es keinen Unterschied zwischen "zeit-diskretem" PPM und PPM. Ist eine reine Erfindung.


PPM ist und bleibt analog - was nicht heißt das es nicht toll funktionieren kann. Wir haben alle jahrelang damit unsere Modelle betrieben - oft ohne irgendwelche Probleme.


Gruß
Thomas

 

[cyblord]

Es geht nicht um die Genaugkeit der Abtastung sondern um Störungen/Abweichung des gesendeten Signals. Diese kann man nicht von einer "gewollten" Signaländerung unterscheiden - egal wie genau man abtastet. Siehe obiges Beispiel mit dem abweichenden Takt.

Ich verstehe was du meinst, aber genau dasselbe Problem hast du beim UART auch. Beim PPM: Dauert die Störung länger als ein Zeitschlitz an, so wird etwas falsches abgetastet, wenn nicht, dann nicht. Genauso beim UART: Dauert eine Störung länger als die Zeit für 1 Bit an, so wird das nächste Bit falsch gelesen.

Wo ist also der Unterschied?

Bei einer seriellen Übertragung per Software USART wäre die Baudrate um 10% zu niedrig - aber das wäre für den Dekoder noch völlig ok - es würden exakt die gleichen Werte ankommen. Der Zeittakt enthält nämlich in diesem Fall eigentlich keine Informationen - er dient nur der Synchronisation von Sender und Empfänger.

Diese Aussage lässt mich nun ein wenig an deinen Kentnissen über UARTs zwiefeln. Wenn die Baudrate um 10% nicht mehr stimmt, dann bekommst du Müll raus. 3.5 % sind vielleicht u.u. gerade noch ok ;-) Alles darüber bringt nix als Datenmüll. Der Empfänger synchronisiert sich am Anfang bei den Startbits auf die Mitte der Bits, eine Anpassung an eine falsche Baudrate nimmt er aber nicht vor. Ein UART ist ja eigentlich nichts weiter als ein serielles Schieberegister welches mit einem exakten Takt (der Baudrate) getaktet wird. Und man muss darauf hoffen dass im genau richtigen Moment das Bit korrekt anliegt.

Ein analoges Signal wird nicht durch Auflösungsbeschränkung des Erzeugers ein Digitalsignal.

Es geht nicht um die Auflösung sondern darum dass es zeitdiskret ist. Ein analoges Signal hat schonmal gar keine Auflösung, da es zu jeder Zeit, jeden Zwischenwert annehmen kann. Der Impuls kann also jede beliebige Länge haben. Der Impuls aus dem Controller kann das nicht, er kann nur diskrete Längen haben die genau definiert sind (oder sein können). Dass diese durch Störungen verändert werden mag sein, aber auch beim UART muss ein Bit eine genau definierte Länge zwischen X und Y µS aufweisen. Wird ein 1-Bit (hi pegel, ja UART ist invertiert aber egal) durch eine Störung stark verlängert wird das nächste Bit ebenfalls als 1 gelesen, wird es stark verkürzt wird es eventuell selbst als 0 gelesen.

gruß cyblord

 

[stopfohr]

Oder noch einmal anders ausgedrückt: Bei Digitaler Übertragung ist der Low oder High Pegel auf der Leitung (oder jede andere physikalische Darstellung für "1" und "0") selbst die Information - nämlich der Wert des übertragenen Bits.

Das Daten bitweise binär kodiert werden, ist keine Bedingung für die Unterscheidung zwischen einem analogen und einem digitalen Signal. Wie die Daten kodiert werden, spielt keine Rolle. Entscheidend ist, wie ja auch der von dir genannter Wikipedia-Link sagt, daß die Daten zeit- und wertediskret sind.

Bei PPM ist es leider nicht so: Die Information steckt nicht im Signalpegel sondern in der Zeitdauer zwischen den Pulsen - und die ist per se erst einmal kontinuierlich (analog!).

Wie cyborg inzwischen auch nochmals erklärt hat, ist die Zeitdauer eines per Mikrocontroller erzeugten PPM-Signals nicht kontinuierlich. Kontinuierlich war es zu Zeiten der echten analogen Funken, bei denen die Stellung des Küppelpotis direkt ein analoges Zeitglied verstellt hat. Aber diese Zeiten sind lange vorbei.

Mit allem, was du über Fehlerkorrektur usw. sagst, hast du Recht. Eine zeitdiskreten Kodierung lässt sich nicht so einfach mit einer Fehlerkorrektur ergänzen. PPM ist mit Sicherheit nicht das geeignetste Datenformat, um Daten zwischen zwei Mikrocontrollern auszutauschen. Aber es kann bei Einhaltung bestimmten Randbedingungen zur bitgenauen Übertragung digitaler Daten verwendet werden. Nicht mehr und nicht weniger.

Oliver

 

[Ralf Horstmann]

Man kann ein PPM Signal genauso in der Mitte jedes Zeitschlitzes abtasten und hat somit eine Toleranz, genau wie beim UART.

Du machst da einen Denkfehler. PPM Signale werden nicht in "Zeitschlitzen" abgetastet, PPM Signale sind selbst ein variabler "Zeitschlitz" dessen Dauer möglichst präzise zu messen ist, um den ursprünglichen Ausgangswert zu rekonstruieren. Der Start und das Ende des Zeitschlitzes wird jeweils durch einen Pegelwechsel markiert. Und so betrachtet, wird auch klar das eine analoge Größe vermessen wird und kein digitales Signal.

 

[cyblord]

Du machst da einen Denkfehler. PPM Signale werden nicht in "Zeitschlitzen" abgetastet, PPM Signale sind selbst ein variabler "Zeitschlitz" dessen Dauer möglichst präzise zu messen ist, um den ursprünglichen Ausgangswert zu rekonstruieren. Der Start und das Ende des Zeitschlitzes wird jeweils durch einen Pegelwechsel markiert. Und so betrachtet, wird auch klar das eine analoge Größe vermessen wird und kein digitales Signal.

Man kann aber PPM Signale in Zeitschlitzen erzeugen und abtasten. Und somit wird klar 1. du hast die vorherigen Posts alle nicht gelesen, und 2. PPM ist genauso digital wie RS232.

gruß cyblord

 

[Ralf Horstmann]

Man kann aber PPM Signale in Zeitschlitzen erzeugen und abtasten.

Wie es erzeugt wird, spielt keine Rolle. Ich zitiere für Dich nochmal aus Wikipedia:

"Als Analogsignal wird ein Signal bezeichnet, wenn dessen die Information tragende Parameter, z. B. der Augenblickswert, kontinuierlich jeden Wert stufenlos zwischen einem Minimum und einem Maximum annehmen kann."

Für unser PPM Signal ist der informationstragende Parameter die Zeit zwischen zwei Signalflanken. Diese Zeit kann stufenlos zwischen einem Minimum ( typ. 0,8ms ) und einem Maximum ( typ. 2,2ms) variieren, so ist PPM definiert.
Wenn das PPM Signal durch eine analoge Schaltung erzeugt wird, gibt es keine Abstufungen, wenn ein digital erzeugtes PPM Signal stufen aufweist, dann nicht weil es das benötigt oder so definiert wäre, sondern weil die digital/analog Umwandlung im Sender auf die Stufen limitiert ist und diese nicht unendlich klein werden können.

 

[MarkusN]

Man kann aber PPM Signale in Zeitschlitzen erzeugen und abtasten. ... 2. PPM ist genauso digital wie RS232

Wenn Casablanca auf dem Breitbildfernseher läuft, wird der zur Schwarzweissröhre.

Ja ne, is klar.

Aber es kann bei Einhaltung bestimmten Randbedingungen zur bitgenauen Übertragung digitaler Daten verwendet werden. Nicht mehr und nicht weniger.

Das hingegen stimmt.