Gehirnfurz: UART over Toslink

[ozonisator]

Tag auch,
für ein durchgeknalltes Projekt brauche ich einen isolierten UART, was liegt da näher als Glasfaser?
Erster Gedanke war TOSLINK, weils den Kram durch die HIFI Industrie wie Sand am Meer gibt. Und da fängt auch schon das Problem an. Ich kenne mich recht wenig damit aus. Was ich aber den Datenblättern entnehmen kann, ist, dass ich einfach ein High an den Transmitter anlege, und ein High aus dem Empfänger purzelt.
Und bei pollin gibt es die Module sogar richtig günstig:
Sender
Empfänger
Und passendes Kabel gibts auch im Sortiment.
Bin ich da gerade voll auf dem Holzweg? Laut den Datenblättern haben die Teile Verzögerungen und Jitter im ns Bereich, aber ich finde keine Angaben zur minimalen Datenrate. Auf die Idee gekommen bin ich wegen den Teslafreaks, die verwenden Toslink um die Teslaspulen per MIDI Interrupter zum Singen zu bringen, das scheint also zu funktionieren, siehe http://uzzors2k.4hv.org/index.php?page=pllsstc2

[shaun]

Ich habe für die Empfänger 100kHz minimale Signalfrequenz im Kopf, die AGC braucht das.
Sender kann DC.

Ich habe in meiner Diplomarbeit ein 400MHz-Referenzsignal über einen Gigabit-GBIC für Ethernetkarten transportiert. Easy. Nur auf dem Rückweg wollte ich Daten mit 19200bit/s senden - geht nicht. Auch da die Empfänger-AGC, ich habe dann einfach das 19200bps-SIgnal mit einem 2MHZ-Takt mit 25% Tastgrad ver-xort. Das empfangene Signal wurde dann einfach nur mit RC-Tiefpass und Schmitt-Trigger demoduliert.
Denk mal drüber nach, auf Senderseite ein einfacher Oszillator mit 25% und einigen 100kHz + ein XOR, auf der Empfängerseite RC + Schmitt-Trigger, fertig. RC-Zeitkonstante und demnach den Modulationstakt einfach min. 10 Mal Bitrate, dann solltest Du mit den verjitterten Bits auf der sicheren Seite sein.

[nonever]

Wenn du dein Signal eh modulieren muss könntest du auch diese Dinger hier nehmen:
http://www.pollin.de/shop/dt/MzQ5ODc4OT ... 143_1.html
Die sind noch deutlich schneller.
Ich habe aber in Erinnerung das manche Toslink Empfänger auch runter bis DC gehen, finde aber das entsprechende DS nicht wieder -.-

[ozonisator]

Ich habe für die Empfänger 100kHz minimale Signalfrequenz im Kopf, die AGC braucht das.

Das korreliert auch mit einigen Datenblättern die ich überflogen habe. Das Prinzipschaltbild im Dabla von dem Pollin RX zeigt ja auch Koppelcaps im Signalpfad, ich wunder mich nur, dass die Teslafraktion damit noch keine Probleme hatte. Vmtl. kann man die Spezfikationen etwas ausreizen.
Woher kommen denn die 25% Tastgrad im Trägersignaloszillator? Kann mir das gerade nicht so recht vorstellen. Die Idee mit dem RC Tiefpass und dem Schmitttrigger finde ich ja schon etwas russisch
4093er hab ich noch ne Stange liegen, da kann man dann im Zweifelsfalle mit einem ein XOR aufbauen und mit einem Anderen den Trägersignalgenerator.

@nonever: Die Dinger hab ich auch schon gesehen, aber die Kabel sind halt wieder eine Ecke exotischer/teurer. Ich werde einfach mal mit dem Toslink Kram spielen. Kann mir vorstellen, da das eine oder andere Messgerät noch zu erweitern. Vorteil LWL: Kennt keine Masseschleifen, und galvanische Trennung ist automatisch mit eingebaut. Und bei den Pollinpreisen... Neu kostet ein RX 10x so viel...

[shaun]

25%: na was passiert, wenn ich einen 50% Träger mit einem langsameren Datenstrom XORe?
Dann erhalte ich einen 50% Träger, der an jeder Flanke des Nutzsignals einen Phasensprung macht. DEN auszuwerten fand ich dann doch etwas aufwändig.
Bei 25% habe ich bei einer Nutzdaten-Null 25% und bei einer Nutzdaten-Eins 75% Tastgrad am Empfänger.
Und 25% und 75% nach Filterung zu unterscheiden ist nun wirklich nicht so russisch...

[ozonisator]

Achso ja klar, jetzt macht das Sinn. Hatte die falsche Wahrheitstabelle im Kopf, die Digitaltechnikvorlesung ist schon wieder ein Weilchen her

[sub]

Ich habe zu Hause tonnenweise Toslink-Kram rumliegen. Wenn ich am Wochenende mal dazu komme, probiere ich das gerne aus, dürfte aber gehen.
Notfalls einfach IR-Led und Phototranse ins Gehäuse gebastelt und den Toslink-Kram nur als Stecker benutzt. Kannst auch dann statt IR direkt blaue Leds nehmen, is cool und modern

[alexander_d]

Ich habe aber in Erinnerung das manche Toslink Empfänger auch runter bis DC gehen, finde aber das entsprechende DS nicht wieder -.-

TOTX173 und TORX173 habe ich mal benutzt, um SPI-Signale über 3kV Potentialdifferenz zu übertragen. Das hat einwandfrei funktioniert und eine minimale Frequenz habe ich nicht beachtet.

Gruß,
Alexander

[Chefbastler]

Ich weiß zwar nicht was du Glalvanisch trennen möchtest aber kleine Spannungen gehen auch sehr gut mit Optokopler.


Naja ich wollte mal ne RS232 Streke in den Garten bauen und da wollte ich wegen Gewitter keine Kupferschnürre nehmen da kam ich auch auf die selbige Idee. Hab mir damals sogar das Materieal dafür besorgt nur habe ich es nie fertiggebracht.
Wenn der direckte RS232 versuch fehlgeschlagen wäre hätte ich es FSK moduliert.
Abgelengt dadurch dass ich ein ein paar Ethernet-LWL Medienconverter gekommen bin.

Ich könnte die Pollinteile am Wochenende evtl. mal mit nem Funktionsgenerator und Oszi ausmessen.

das andere ist halt, S/PDIF ist halt zusätlich "Return to Zero" wofür die Empfänger ausgelegt wurden und RS232 halt nur "non return to Zero" was dann halt bei bei längern null oder einsenfolgen problematisch werden kann.

[sub]

SPDIF != TOSLINK.
Toslink ist ein Stecker/Übertragungsmedium über das das Protokoll S/PDIF gefahren werden KANN, nicht MUSS.

Return to Zero brauchst du nur bei kupferbasierenden Varianten da diese DC-Block-Kondensatoren haben.

Edit: Im Datenblatt zum TORX173 steht z.B. "Datarate DC - 6MB/s", also geht da problemlos DC drüber.
Selbiges beim TOTX, und nie Kondensatoren in In/Out ... somit dürfte der Fall ohnehin glasklar sein.
Das Einzige was vermutlich nicht wirklich funzt sind analoge Signale. Die mußt mann dann per PWM oder Bitmuster kodieren.

[Chefbastler]

SPDIF != TOSLINK.
Toslink ist ein Stecker/Übertragungsmedium über das das Protokoll S/PDIF gefahren werden KANN, nicht MUSS.

Return to Zero brauchst du nur bei kupferbasierenden Varianten da diese DC-Block-Kondensatoren haben.

Das Toslink die Stecker sind weiß ich alleridngs habe ich bisher Toslink nur bei Audioanwendungen gesehen wo mit S/PDIF darüber gefahren wurde und auch glaub ich der hauptanwendungspunt ist. Dass es evtl. auch andere Leitungscodes gibt schließe ich nicht aus. Bei der Kupfervariante werden übrigens bei S/PDIF häufig Übertrager zur galvanischen trennung benutzt daher den RZ Leitungscode.

Ganz oben im DB

Code: Alles auswählen

Signal transmission speed:MAX.13.2Mbps (NRZ signal)

irgendwo im kleingedruckten

Code: Alles auswählen

*3 The above operating transfer rate is the value when NRZ signal, "0101.." continuous signal of duty 50% is transmitted
*4 The output (H/L level) of
GP1FA551RZ
are not fixed constantly when it receivers the modulating light (including DC
light, no input light) less than 0.1Mbps

DC Blockkondensatoren sind übrigens in den Toslinkempfängern mit drin.

Edith: Beitrag bezog sich auf die Sharpteile von Pollin.
http://www.pollin.de/shop/downloads/D451767D.PDF

[duese]

Ich glaube mir sind schonmal DMX über TOSLINK Übertragungsstrecken begegnet. In der Hochvolthalle am Lehrstuhl. DMX ist ja auch nix anderes als rs485. Das sollte grundsätzlich wohl schon klappen. Waren glaube ich Eigenbauten, nix komerzielles.

[sub]

Die dummen TO(RT)X173er tangiert das halt alles nicht ...

[ozonisator]

Danke für den vielen Input. Die TOTX/TORX Module habe ich nicht unter 4 Euro gefunden, ich bestell jetzt einfach mal den Pollinkram und dann seh ich weiter.

[Harley]

Wenn Du nur eine potentialfreie serielle Schnittstelle brauchst, nimm doch sowas:
->zoom
Spannungswandler, Optokoppler etc. alles drin. Von 5V TTL auf RS232 Pegel mit Handshake Signalen.

Wenn Du so einen Chip haben willst, --> PN
Gruß, Harley

[sub]

Fuffi ... stolzer Preis.
Dann lieber nen ADM3053 oder MAX14850...

Elegant ist natürlich auch, 2 Bluetooth-Module zu benutzen.

Aber die Toslink-Variante ist doch mal spannend und recht einfach umzusetzen!

[ozonisator]

Blauzahn hab ich schon hier in Verwendung, das sollte halt was Bedrahtetes werden. Und 2 Optokoppler waren mir dann doch zu einfach...
Hab jetzt bei den Maxens etwas Geld gelassen, werde dann mal eine Messreihe aufnehmen und berichten

[flogerass]

Das Toslink die Stecker sind weiß ich alleridngs habe ich bisher Toslink nur bei Audioanwendungen gesehen wo mit S/PDIF darüber gefahren wurde und auch glaub ich der hauptanwendungspunt ist.

+ ADAT und SMUX. Außerdem werden da alle möglichen Surroundgeschichten drüber geschickt. (Ja, die sind in nem S/PDIF-Frame). Ursprünglich wurden wohl mal die CD-Rohdaten übertragen.
Aber Prinzipiell ist TOSLINK ein ziemlich geniales Verbindungssystem wenn es um Potentialtrennung geht.

[shaun]

> Return to Zero brauchst du nur bei kupferbasierenden Varianten da diese DC-Block-Kondensatoren haben.

oder einen Trafo, was mich wehmütig an das Aufmotzen von CD-Playern fürs digitale Kopieren der ersten ...äh, benutzungsgeschützten CDs
Damals mit den Mitstudis... alles, was ansatzweise ein SPDIF abgreifbar hatte wurde mit 74HCU04 und selbstgewickelten Übertragerchen an die Soundkarten gehäkelt, einer wollte sogar optisch haben...

Dass der TORX173 DC kann überrascht mich etwas, ich meine mich an eine gegenteilige Erfahrung zu erinnern - aber wenn es so sein sollte, umso besser. Wie ich gestern schon schrub, wenn, dann braucht die AGC die Flankenwechsel mit bestimmter Mindesthäufigkeit. Das zu ignorieren kann also bewirken, dass die Reichweite empfindlich von der jeweiligen Datenbeschaffenheit abhängt - mit einem gefühlten Optimum bei AAh oder 55h, abnehmen hin zu Bytes mit weniger Pegelwechseln

[manuel]

Hallo,

Toslink wird oft zum übertragen von S/PDIF verwendet. S/PDIF beinhaltet ein digitales PCM Signal von bis zu 48KHz, 2 mal 24 bit. Surround wird dann in der Regel als AC3 oder DTS Surround übertragen (nicht lossless). Der Bitstrom wird dann mit stuffing bits aufgefüllt um wieder auf die 48000*2*24 ~ 2.3 Mbits/s zu kommen, weil die Bitrate von AC3 oder DTS ist ja weit weniger als 2.3 Mbit/s. Die gesamt Datenrate ist dann noch höher wegen zusätzlicher bits von der S/PDIF frame Struktur. Also kann man daraus schließen das Toslink mindestens 2.3Mbits/s schaffen muß. Reicht also locker für RS232. Man muß aber 2 Toslink verbindung verwenden, ich wüßte nicht das es duplex Toslink gibt (über einen einzigen Lichtleiter).

Für LEDs habe ich Bandbreiten von bis zu 9Mbit in Erinnerung.

Grüße,
Manuel

[shaun]

Über einen Lichtleiter wird mit dieser Simpelst-Übertragung ohne Träger und erst recht ohne verschiedene Wellenlängen kein Duplex möglich sein.
Es ging bei der Frage auch nicht darum, um Toslink-Module die Geschwindigkeit einer RS232-Übertragung noch packen, sondern ob die dabei zu erwartenden Frequenzen für die Module evtl zu niedrig sind.

[flogerass]

Es ging bei der Frage auch nicht darum, um Toslink-Module die Geschwindigkeit einer RS232-Übertragung noch packen, sondern ob die dabei zu erwartenden Frequenzen für die Module evtl zu niedrig sind.

Genau. Bei ADAT gehen nämlich über 9Mbit über die Leitung. Das sollte für jede UART-Anwendung locker reichen.
Wer mehr will sollte vielleicht doch über eine optische Netzwerkverbindung nachdenken.
Bei festligung der unteren Grenze hat halt noch keiner an die Anwendung mit 9kbit gedacht.

[ozonisator]

So, Pollin hat geliefert.

Decoder decodiert den Ausgang vom Toslink Empfänger

Gelb=Signal Sender, Blau=Signal Empfänger

(da merkt man, dass dem Rigol im Zweikanalbetrieb nur noch 500MSa/s pro Kanal übrig bleiben)
Sieht ja soweit schonmal ganz gut aus. Aber wenn ich es am PC teste mit einem CP2102 Adapter, dann bleibt die RX Led dauerhaft an, und der decodiert einen haufen Müll. Lustigerweise sehe ich am Oszi, wenn ich den Tastkopf anklemme, für einen kurzen Moment einen fetten Balken mit Rauschen, der dann verschwindet? Ich muss noch etwas mit dem Trigger spielen...

Problem gefunden. Auf den falschen Kanal getriggert => triggere schön auf das Kontaktprellen (weil idle High). Und die Sache mit dem PC: die 5V aus dem PC sind voller Müll. Wenn ich den RX aus einer Batterie speise, funktioniert das Ganze einwandfrei.
€dit2: und 9600Bd funktionieren auch einwandfrei.

[shaun]

Super, versorg den Empfänger mal über einen RC-Tiefpass, so 22...100R und 47...100u und ggf noch Keramik.
IR-Fernbedienempfänger sind bei 5V aus nem SNT auch schnell an der Regelbegrenzung der AGC.

[ozonisator]

Ja, das hab ich dann auch ausprobiert, geht einwandfrei jetzt. Wird Zeit für eine Käsefräse, das Feilen an der Frontblende nervt