LWL-Modultest RM9004

 

Im Folgenden wurden die maximale Baudrate der Module RM9004 untersucht. Diese Module genügen nicht den Anfoderungen für das Projekt E-Volo. Es wird eine Datenübertragung mit 1MBaud gefordert, erreicht werden können hiermit lediglich 0.25MBaud.

1) Testmessung

Als ersten Test der Lichtwellenleiter mit den Modulen RM9004 wurde die maximale Datenübertragungsrate ermittelt. Im Test mit der Schnittstelle USART2 wurde die Baudrate nach und nach erhöht. Laut Hersteller ist die maximal zu übertragende Frequenz auf 20kHz beschränkt, die Module an sich könnten jedoch bis zu 10MBaud übertragen. Grund für die Reduzierung der Geschwindigkeit ist die vorgeschaltete Transistorlogik.

Testaufbau:

 

Mithilfe des Programms Chatfunktion wurde das Zeichen "A" von einem PC über die ARM-Prozessoren und einen LWL zum zweiten PC übertragen. Mit einem Oszilloskops wurden das Signal am Pin PA2 (Tx - Senden) am 1.ARM-Prozessor und Pin PA3 (Rx - Empfangen) am 2.ARM-Prozessors aufgezeichnet.

Es wurde eine Versuchsreihe mit 115200 Baud, 250000 Baud, 0.5 MBaud, 1MBaud und 5MBaud aufgestellt.

In Abb.1 ist zu erkennen, dass das gesendete Signal (dunkelblau) fehlerfrei von dem LWL übertragen wird (hellblau).

Abb.1: 115200 Baud

In Abb.2 ist zu erkennen, dass die LOW-Phase deutlich kürzer wird, das Signal wird jedoch noch richtig interpretiert / übertragen.

Abb.2: 250000 Baud

Ab einer Übertragungsrate größer 250000 Baud kommt es zum Konflikt. Das Symbol "A" wird nicht mehr fehlerfrei übertragen und somit falsch interpretiert. (siehe Abb.3)

Abb.3: 0.5 MBaud

Die folgende Abbildung zeigt, dass die Übertragungsrate zu hoch für die träge Vorschaltung ist.

Abb.4. 1 MBaud

Mit einer Übertragungsrate von 5 MBaud kommt am PC2 (Empfänger) kein Signal an. Allerdings ist zu erkennen, dass mit 5 MBaud das Signal vom µC ohne Probleme gesendet werden kann. Über eine Drahtleitung ist die Übertragung der Daten mit 5MBaud kein Problem.

Abb.5: 5 MBaud

Schlussfolgerung:

Mit der Vorbeschaltung (Transistoren & Widerstände) der LWL-Module auf dem RM9004-Board ergibt sich eine max. Datenübertragungrate von 250000 Baud. Laut Datenblatt der einzelnen LWL-Module (ohne zusätzliche Elektronik) könnten bis zu 10 MBaud übertragen werden.

Die untersuchten Module sind für das Projekt E-Volo, bei der eine Übertragungsrate von 1MBaud gefordert wird nicht geeignet.

2) Testmessung

Mithilfe des Programms VEE-Pro wurde eine Verbindung mit dem Oszilloskop hergestellt. Über Agilent Wave-Editor wurde ein Rauschsignal erzeugt und dem Frequenz-Generator übermittelt. Dieses Signal wurde über die LWL-Module und die LWL an das Oszilloskop gesendet. Die Daten konnten über ein kleines Programm über VEE-Pro in Excel impotiert werden. Folgendes Ergebnis wurde erzielt.

Es wurden folgende Einstellungen vorgenommen:
                - 1 kHz
                - 2.5 VPeak-Peak
                - 1.25 VOffset

Die Abbildung Abb.6 zeigt, dass bei einem Pegel ab 1,6V das Signal als eine logische 0 erkannt wird. Ein stark verrauschtes Signal führt somit zu Problemen.

Abb.6: Auswertung Rauschsignal über LWL

Die durchgeführten Testfällen sollen nun für die AVAGO-LWL-Module weitergeführt werden.