Kabellänge gleich Signalverlust ?

Begonnen von Kwellcodechaot, 20. März 2019, 00:15:29

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Kwellcodechaot

Hi ich stehe gerade vor einem Problem was die länge eines Flachbandkabels angeht.

Ich versuche ein PS1 Laufwerk extern als anschließbares "Modul" an einer PS1 zu betreiben. Es funktioniert auch so wie ich mir das vorstelle, bis auf die länge des Kabels zum anschließen ans PS1 Mobo. Die Ladezeiten werden deutlich länger und der Audiostream stottert bei einer Kabellängr von 80cm.

Ich Nutze AWG28 Flachbandkabel mit Pfustenbuchsen. https://www.ebay.de/itm/Flachbandkabel-20-pol-Pfostenbuchse-Buchse-zu-Buchse-10-cm-100cm/192856917094?hash=item2ce72b0466:m:mm50bhPiZ7H_UbGUNYxRdTg

Kann es Sein das alleine ein dickeres Kabel mit Litze schon das Problem beheben könnte ? Ich vermute mal das ganze hat was mit Impedanz zutun.

Gibt es eine Möglichkeit das Signal irgendwie zu "verstärken" ?
Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen. Und falls doch dann hat er es nicht ?berlebt !

Takeshi

80 cm ist schon einiges! Das kann mehrere Gründe haben. Ich weiß nun auch nicht jedes technische Detailt der Funktionalität eines CD-Lasers, aber ich versuche es mal.

Signallaufzeit
Es könnte an der Signallaufzeit liegen. Bei 80 cm beträgt die Laufzeit 4 ns (0,8 m / [2 * 108 m/s]). Die Zeiten des Signals kannte ich jetzt nicht, aber zum Glück gibt es das Internet und laut Bildern zum Eye-Pattern-Signal arbeitet der CD-Laser mit Zeitabständen von 231 ns, sprich Faktor 60 langsamer. Das spricht gegen ein Problem bei den Signallaufzeiten.

Reflexionen
Der Wellenwiderstand deiner Leitung ist sicherlich ein anderer als der des Originalkabels. Das kann dazu führen, dass das Signal am Ende der Leitung zurückreflektiert wird und dann hin und herwandert. Kritisch wird es erst bei einer Leitungslänge die beim 10-Fachen der Wellenlänge liegt. Deshalb kann es sein, dass das mit einem kürzeren Kabel geht, mit einem längeren nicht mehr so gut. Möglich auch, dass Sony auf eine Impedanzanpassung verzichtet hat, weil die Leitungslänge sowieso weit darunter liegt. Nun haben wir aber festgestellt, dass der Sicherheitsabstand hier Faktor 60 beträgt, also noch ein wenig über dem Faktor 10. Also fällt das auch raus.

Wellenknoten und Wellenbäuche
Das erwähne ich nur der Vollständigkeit halber. Dafür braucht es stehende Wellen und für stehende Wellen braucht es Reflexionen. Gäbe es die, könnte es sein, dass am Leitungsende vorher ein Wellenbauch war oder es vorher keine stehende Welle gab, es nun bei dem längeren Kabel aber eine stehende Welle gibt und da zufällig ein Wellenknoten in der Nähe liegt. Dann wäre das Signal da sehr klein.
Da es aber wie vorher erwähnt scheinbar keine Reflexionen gibt, fällt auch das raus.

Ohm'sche Verluste
Du kannst es ja mal durchmessen, aber es würde mich schon arg wundern, wenn das ein Problem wäre. Da bräuchte man schon so einige Ω, damit das Signal schlechter wird. Da es daran ebenfalls nicht liegen wird, hilft wohl auch kein dickeres Kabel.
Jetzt hat das Signal aber eine Frequenz von 4,3 MHz. Durch den Skin-Effekt beträgt die Eindringtiefe gerade mal rund 32 µm, bei einem Leiterdurchmesser von 320 µm. Da hilft auch ein dickeres Kabel kaum, nur über den Umfang. Aber selbst durch den Skin-Effekt sollte laut dem verlinkten Rechner der Widerstand weit unter 1 Ω liegen. Fällt damit auch raus.

Versorgungsspannung
Es könnte sein, dass ein Kondensator für die Versorgungsspannung auf der Lasereinheit so bemessen ist, dass das mit der üblichen Leitungslänge passt. Ich weiß nicht, wie groß der AC-Anteil auf dem Strom der Versorgung ist, aber es wäre denkbar, dass bei den Strömen die Induktivität der Zuleitung eine Rolle spielt und eventuell sogar der ohm'sche Anteil. 80 cm zwischen Kondensator und Last ist jedenfalls für hochfrequent schaltende Lasten ein Witz, da kann man sich den Kondensator gleich komplett sparen.
Hiergegen könnte dann ein Kondensator (Keramik) nahe der Lasereinheit helfen.
Bleibt natürlich die Frage, was es da zu versorgen gäbe. Da sehe ich nur die Laserdiode und die leuchtet konstant durch, womit es keinen AC-Anteil auf dem Strom gäbe.

Externe Störungen
Bei der Leitungslänge würde es mich nicht wundern, wenn da Störungen auf der Leitung einkoppeln. Je nachdem, wie da die Signale verlaufen, spannt der Signalweg eine erhebliche Fläche auf und damit koppeln da super Störungen rein. Da könnte es helfen abzuschirmen, aber das ist nicht unbedingt einfach das so hinzubekommen, dass es wirklich funktioniert. Außerdem hilft das nicht, wenn sich Signale gegenseitig stören.
Laut Service Manual zur SCPH-7502 hat das Kabel 16 Pins, über Pin 4, 6, 7 und 8 gehen Signale zum Mainboard und 2+3+5+10+11 sind nicht aufgeführt, sind also vermutlich Masse.
Du könntest mal die Leitungen 13 bis 16, also die letzten 4, vom Kabel abtrennen, so dass die weiter weg davon verlaufen. Das kann verhindern, dass die die Datensignale stören. Und wenn du abschirmst, legst du die außerhalb des Schirms. Bei der Abschirmung musst du drauf achten, dass es überall "dicht" ist und dass der Schirm auf beiden Seiten mit Masse verbunden ist.
Die 4 Signale als Differenzsignale herauszuführen könnte auch helfen, aber das ist ein enormer Schaltungsaufwand und dann muss das auch noch bei den Frequenzen funktionieren, da kannst du nicht mehr die ganz billigen Operationsverstärker nehmen.


Alles in allem bleibt da gar nicht so viel übrig. Anfangs dachte ich "das kann doch kaum funktionieren", aber so viele Gründe sind dafür gar nicht mehr übrig geblieben, zumindest von denen, die mir spontan eingefallen sind.
Was natürlich extrem helfen würde: Mit einem Oszilloskop messen.

Kwellcodechaot

Wow Danke für die ausführliche Antwort  :)

Also ich habe noch mal ein kleines Video meines Aufbaus gemacht um das Problem deutlicher zu machen.

Bei manchen Spielen sind die Probleme noch deutlicher und nicht bei jedem Start sind die Auswirkungen immer gleich.

Ich muss mich jetzt erstmal mit deiner Antwort genauer befassen und mir das alles nochmal genauer durchlesen um darauf konkret zu antworten.

Demo : https://www.youtube.com/watch?v=8Qb5AKFQIAA
Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen. Und falls doch dann hat er es nicht ?berlebt !

Takeshi

Dass es bei jedem Spiel unterschiedlich ist, kann auch an den Toleranzen der Discs liegen. Nicht jede Pressung ist gleich gut, nicht jeder Rohling und auch nicht jeder Brennvorgang. Das geht sogar so weit, dass ich schon mal ein gebranntes Spiel (DVD-R) hatte, das in einer Konsole besser lief als ein gepresstes Spiel (DVD-ROM)!

Ich habe dir das auch alles etwas ausführlicher erklärt und mit Links versehen, damit du dich selbst ein wenig damit befassen kannst. Ich finde es jedenfalls immer ganz nett nicht nur eine Lösung zu bekommen, sondern auch was dabei zu lernen. Aber nicht wundern, wenn du etwas nicht verstehst, das ist teilweise Stoff, der in einem Studium vorkommt, vorher nicht.

Mich würde mal interessieren, was du damit bezwecken willst. Geht es dir darum ein Laufwerk extern testen zu können, ohne die Konsole dafür zu öffnen? Wozu das ganz lange Kabel? Denn mit dem kürzeren ist es ja auch schon außerhalb.
Ich weiß natürlich nicht, wie viel Zeit du in das Projekt stecken möchtest, wie wichtig dir das ist, wie viel Geld es kosten darf. Wenn ich das machen würde, wäre meine Herangehensweise ein Folien-Fachbandkabel (also wie das originale, nur länger) vom Originalstecker herauszuführen, dann damit auf eine selbst erstellte Platine mit passender Buchse gehen. Auf der Platine dann eine passende Montage für das Laufwerk und ein Stecker für das Flachbandkabel des Lasers. Da kann man das dann auch vom Layout her vernünftig anbinden.

So wie es jetzt ist, ist das ja schon ziemlich Kraut und Rüben. Die zweite Platine, die du da zusätzlich am Ende für das lange Kabel benutzt, ist sicher schon ziemlich schlecht dafür. Die könnte auch mit ein grund dafür sein, dass das nicht geht. Wenn du das so machst, dann lege die beiden langen Seiten der beiden Stiftleisten aneinander, nicht die kurzen. Dann kannst du das viel kürzer dort verbinden und vorallem ohne alles übereinanderzulegen. Noch besser wäre es aber auf eine weitere Adapterplatine ganz verzichten zu können. Das wäre möglich, indem du einfach eine Stiftleiste nimmst und auf beiden Seiten die Stecker aufsteckst. Da musst du zwar das Pinout verändern, weil das da natürlich gespiegelt ist, aber wäre signaltechnisch schon VIEL besser.