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¿Cómo puedo medir las señales diferenciales (como RS-485 o DMX) en un osciloscopio?

Me he encontrado con señales diferenciales en algunos lugares, como un salida diferencial amplificador de audio y ahora en un proyecto que trabaja con DMX que es similar al RS-485. (Aquí hay un similar pregunta sobre RS-485 .)

Mirando una forma de onda de un controlador de iluminación DMX, por ejemplo, conecté la sonda del canal 1 a D+, la del canal 2 a D-, y ambas conducen a tierra.

Produce esta pantalla:

Differential Signal Measurement

Aunque esto es utilizable, sé que no es la forma correcta de ver las señales diferenciales.

¿Cuál es el camino correcto? He oído hablar de "sondas diferenciales"; ¿significa eso que tengo que comprar nuevas sondas?

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steve Puntos 28

Otras personas ya han explicado cómo configurar los dos canales de su osciloscopio para medir la diferencia entre dos señales.

Por supuesto, te encuentras con un problema si quieres medir alguna otra señal además de la señal diferencial. Supongo que tu mira sólo tiene dos canales.

En tal caso, necesitaría una sonda diferencial. Pero, como JYelton mencionó, las sondas diferenciales son caras.

Sin embargo, mientras no intente medir voltajes muy altos o frecuencias muy altas, puede simplemente hacer un circuito amplificador diferencial en un protoboard. Puedes alimentarlo con una batería o quizás con el dispositivo que estás midiendo.

Differential Amp

Sólo asegúrate de usar un amplificador con un adecuado cambio de voltaje, asegúrate de que es estable, y es bueno usar este simple circuito como una sonda diferencial barata.

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Anders Hansson Puntos 179

La razón por la que no se pueden medir las señales diferenciales tan fácilmente con un osciloscopio tiene que ver con el hecho de que los osciloscopios son (generalmente) no flotando. El cable de tierra de las sondas está conectado al chasis del osciloscopio, que a su vez está conectado a tierra. Debido a esto, cualquier cosa a la que conectes el cable a tierra también estará conectado a la tierra. (Como lo demuestran los videos que enlazo a continuación, ¡esto es peligroso si se mide el alto voltaje!)

Cuando se miden dos puntos al azar con un multímetro, el medidor es flotando, así que no estás conectando ningún punto a la tierra real, lo que te permite medir las diferencias entre los puntos sin preocuparte de que estés creando un cortocircuito.

En aplicaciones de señales de bajo voltaje, atar un lado de una señal diferencial a tierra puede causar problemas y podría dañar un transceptor.

Hay dos formas de medir las señales diferenciales con un osciloscopio:

Si tiene un osciloscopio de dos canales, conecte un lado de la señal al canal 1, y la señal complementaria al canal 2. Los cables de tierra permanecen desconectados.

Ya que está interesado en el diferencia entre las señales, quieres Reste el canal 2 del canal 1. La mayoría de los alcances proveen una forma de agregar o restar las entradas del canal 1 y el canal 2. En algunos osciloscopios puede que tengas que añadir canal 2, pero invert de modo que lo estás sustrayendo de manera efectiva.

En esta imagen, el telescopio tiene un modo A-B que resta el canal 2 del 1:

Differential Measurement Subtracting Second Channel

La otra forma es, de hecho, utilizar sondas diferenciales, y proporciona mejores resultados sin reducir el número de canales utilizables en el osciloscopio. (Y normalmente están diseñadas para mediciones de alto voltaje más seguras.) Sin embargo, estas sondas son caras.

W2AEW hace un excelente trabajo explicando estos conceptos en su video sobre medidas diferenciales usando osciloscopios . También hay un video de BTC Instrumentation que muestra el método de sustracción de canales con más detalle.

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jason Puntos 147

Para las mediciones diferenciales, la mayoría de los alcances con al menos dos entradas admiten las siguientes características:

  • INVIERTE el canal A o B (o ambos), normalmente se encuentra cerca de la posición o del ajuste AMPL/DIV.
  • Añadiendo el canal A y el canal B, normalmente se encuentra donde se habilita un canal.

INVIERTE un canal, AÑADA ambos canales y voila, su medición diferencial.

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ianb Puntos 659

La medición de 485 (o similares) señales de forma diferencial está dentro de las características de la mayoría de los osciloscopios en estos días y esto ya ha sido contestado satisfactoriamente pero yo preguntaría "¿por qué molestarse" o "qué está tratando de lograr"?

Si estuvieras depurando un escamoso enlace 485 creo que tendrías una buena oportunidad de ver el problema de una sola vez. Es probable que cualquier conexión defectuosa pase su escamoteabilidad de uno de los cables 485 al otro a través del terminador. No digo que esto sea al 100% pero sí que en las varias líneas 485 que he tenido que depurar nunca he sentido la compulsión de medir de forma diferencial. Si los datos que recibo son escamosos, no dudaría en mirar la salida de un solo extremo del receptor de datos, después de todo, esto es lo que alimenta al MCU y es el MCU el que me dice que los datos son escamosos.

He hecho algunos enlaces de alta velocidad (80Mbps) que transmitían y recibían de forma diferencial. Los datos (a propósito) eran información de borde de tres niveles para acoplarse magnéticamente al receptor. Nunca he sentido la compulsión de depurarlos usando sondas diferenciales, he medido un extremo para asegurarme de que los datos se veían bien y luego fui a la salida de un extremo de los chips del receptor para ver cuál era el problema.

Supongo que para las señales diferenciales analógicas, las mediciones diferenciales son más importantes porque lo que puede parecer "desagradable" en una línea podría verse bien diferentemente.

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