THEMA: Gleisspannung und Multimeter

Hi,
ich nehme mal an Du fährst digital ...

> Woher kommt das?
Das Digitalsignal ist ein Rechteck und kein Wechselstrom.
Da kommt ein einfaches Multimeter nicht mit klar. Der Unter-
schied liegt meist an der Unsymmetrie der Ausgangsstufen
der Digitalzentrale - ist teilweise sogar gewollt.

> Hat das Einfluss auf die Loks bzw. Decoder, wenn ich die Lok um 180° drehe?
Nein - bestenfalls auf die Beleuchtung, wenn kein gemein-
samer Rückleiter, wie in den meisten N-Loks, geschaltet ist.

Grüße, Thomas

Hallo Stefan.

grundsätzlich: DC ist Gleichspannung
                          AC ist Wechselspannung

Was jetzt exakt bei Digital zu messen ist kann ich nicht sagen (fahre analog),
aber mit sicherheit nicht AC, da das ganze ja ein DC System ist.
Im zweifelsfall läßt sich die Spannung mit einem Oszilloskop einwandfrei messen, damit ist auch eine exakte Spannungkenlinie zu messen.

andererseits wenn nur die Spannung anliegt und kein Signal - Befehl - "auf die  Reise" geschickt wird müßte man DC messen können

Einfluß auf die Lok`s kann es nicht haben und auf die Beleuchtung auch nicht, da es schon bauteile in SMD technik bei EBAY für 1€ gibt mit der sich LED´s unabhängig der Polarität der Eingangsspannung anschließen lassen. das wird ja wohl ein Digital-Decoder auch können

Vieleicht bekommen wir ja noch ein bischen Licht ins Dunkle, lerne auch gerne noch was dazu.

Gruß Detlef

Vielleicht hilft dieser Link, um es zu erklären: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm

Scrolle runter bis zu "Messtechnik". Dort findest du die eine oder andere Erklärung.

erklärte Grüsse,
Claus

hab da noch was gefunden,

http://amw.huebsch.at/Produkte/DCC_VM.htm

Gruß Detlef

Moin,
Guck mal erst auf unsere eigene seiten)
http://www.1zu160.net/digital/digital.php

Viel Spaß
Jan

Hallo,

Wenn keine sinusförmige Wechselspannung oder konstante Gleichspannung gemessen werden soll, braucht man ein Meßgerät mit "True RMS" oder ein Oszilloskop.
Diese Gerät messen den genauen Effektivwert der Spannung, egal welche Signalform die Spannung hat.

Grüße
Billy

mmmmmmh

wenn ich mir die Problemstellung ansehe und die entsprechenden Tipps hierfür  rauslese, habe ich die Befürchtung, das niemand was genaues weiß .......
Leider sind die erwähnten Links  bezogen auf die Eingangsfrage wegen ihrer Tiefgründigkeit  möglicherweise nicht ganz hilfreich oder für den Nichtelektroniker verständlich.

Zum Thema:
es heißt, wer mißt, misst Mist.
Eine alte Weisheit.
Mit handelsüblichen Multimetern ist diese Weisheit extrem zu beobachten. Es sind Gleichspannungen halbwegs genau zu messen sowie sinusförmige Wechselspannungen mit Frequenzen zwischen 40 und 70 Hertz.

Da ein DCC Signal rechteckförmig ( keine Sinusform) ist, gibt es Probleme. Laut einem Herrn Fourier setzt sich ein Rechtecksignal aus (theoretisch) unendlich vielen Sinusschwingungen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude (Spannung) zusammen. Den genauen mathematischen Zusammenhang will ich hier aber nicht ausführen.........

Fakt ist aber nun:
Ein Standard Digitalmultimeter kann aus den vorgenannten physikalischen Gründen ein DCC - Signal garnicht exakt messen.
Auch ein " true RMS " fähiges Gerät kann dies nur innerhalb seiner Bandbreite tun. Das Gleiche gilt für ein Oszilloskop.
Es ist so z.B. nicht möglich, ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von ca. 8 Khz mit einem " true RMS " fähigem Multimeter exakt zu messen. Ein gutes Oszilloskop mit einer Bandbreite von 50 MHz kann dies genausowenig.
Abhilfe kann aber ein ganz großer Geldbeutel schaffen ........

Was aber machbar ist, sind Vergleichs- oder Tendenzmessungen. Dies gilt aber immer bezogen auf ein und das gleiche Messgerät !!
Das bedeutet: Gleiche Messpunkte mit unterschiedlichen Geräten ergeben durchaus unterschiedliche Werte !!!
Bei rechteckförmigen Signalen gilt also immer: je niedriger die Grundfrequenz, um so genauer der Messwert !

Stefan,
mache dir also keine großen Gedanken.

Grüße,
Günter

Ich will auch noch was zur allgemeinen Verwirrung beisteuern:

Die analoge Eisenbahn fährt mit (meist ungeglättetem) Gleichstrom*. Kann man gut messen mit einem Multimeter. Aber auch hier gilt: Jedes Messgerät produziert Messfehler, auch bei richtiger Anwendung.
Produziert das Fahrgerät ein PWM-Signal, wird es bereits schwierig...

*) Märklin Wechseltsrom lassen wir jetztz mal weg...

Die digitale Eisenbahn fährt mit -- ja, warum fährt die eigentlich? Im Gleis ist nämlich ein Datensignal, das im Durchschnitt 0 V ergibt. In gewissem Sinne wie Wechselstrom, aber doch nicht wirklich. Das Datensignal ist ein Rechtecksignal mit extrem ungleichmässiger Abfolge der Rechteckpulse. In der gewollten Unregelmässigkeit sind die Daten versteckt. Das ist reine Datentechnik, auf die ich hier nicht näher eingehen will. Fakt ist: Messen oder auch nur sichtbar machen kann man das nur mit dem Oszilloskop.

Muss man das Datensignal überhaupt exakt messen? Eigentlich nicht. Es genügt eigentlich ein Lampentester (oder eine LED mit Vorwoderstand), um zu prüfen, ob überhaupt Spannung (irgendwelcher Form) im Gleis ist. Ist die Spannung da, ist der einzige weitere sinnvolle Test, zu prüfen ob der Decoder antwortet.

Felix

Hallo  Günter,

wenn ich das so von Dir Lese habe ich das gefühl das Du da in der Richtung stark beruflich Vorbelastet bist, womöglich in einer lehrenden Tätigkeit.

Jetzt noch eine konkrete Frage zum Beitrag  von Felix:
Wwenn ich das richtig verstehe, reicht doch dann ein einfacher High-Low-Tester?

Z.B. so was?  
http://www.reichelt.de/inhalt.html?SID=20mGeLIq...ATASHEETAUTO=;OPEN=1

fragt
Detlef

> einfacher High-Low-Tester?

Ja, genau. Das genügt, um festzustellen, ob die Datenleitung (also das Gleis) überhaupt durchgängig ist.

Beim Telefon ist es doch ganz ähnlich: Zuerst prüfen wir, ob der Summton da ist. Ist er das, "funktioniert" das Telefongespräch nur wie gewühscht, wenn die Kommunikation mit der Gegenstelle funktioniert (von Mensch zu Mensch). Die Pegelhöhe ist dabei völlig egal.

Felix

Hi Detlef,
in der Tat bin ich beruflich geringfügig vorbelastet.
Aber eine lehrende Tätigkeit übe ich nicht aus. Das beschränkt sich eher in der Tätigkeit des zeitweisen Leerens von Bierflaschen ......

Zum Thema:
Welche Aussage erhalte ich denn mit einem Logiktester in einem DCC System?
Man beachte: es ist eine Wechselspannung, die ich dem Tester zuführe ! Und die Frequenz ist recht hoch.
Dann ist das Geld für eine Prüflampe aus dem Kfz-Bereich sinnvoller angelegt.

Felix,
jede um einen Nullpunkt herum zeitlich verlaufende Spannung ist eine Wechselspannung. Die Kurvenform ist dabei vollkommen uninteressant.
Ist der Verlauf der Spannung zufällig gerade mal Sinusförmig, kann ich die Aussage treffen, exact nur eine Frequenz ist vorhanden, keine Oberwellen.
Aber schon die kleinste Abweichung von der Sinusform deutet auf einen Oberwellenanteil hin.
Hinzu kommt noch, das unterschieden wird, ob es sich um gradzahlige oder ungradzahlige Oberwellen handelt. Diese bestimmen in letzter Konsequenz die Kurvenform.

Ein Multimeter erfasst diese Oberwellen nur noch teilweise, immer weniger mit steigender Frequenz.
Beispiel:
Bin ich ein Digitalmultimeter und betrachte mir ein rechteckförmiges Wechselspannungssignal, dann "sehe" ich nur eine total verschliffene Kurvenform, die weder Sinus- noch Rechteckförmig ist. Eine Bewertung der mir zugeführten Spannung ist unmöglich. Aber ich kann sagen, ob diese Spannung genau so aussieht, wie die von letzter Woche ........

Somit taugt das Teil nur noch zu Tendenzmessungen und gleicht somit dem Begriff "Schätzeisen" .
Daher ist eine Prüflampe wirklich keine schlechte Wahl.


Grüße,
Günter

Erst mal vielen Dank für eure Antworten.

Jetzt habe ich noch eine Frage: Gibt es eine einfache Möglichkeit, festzustellen wie gut die Qualität des DCC-Signals am Gleis ist?

Stefan

Ja,
a. mit einem bekannt gut funzenden Decoder
B. mit einem extern triggerbaren Oszilloskop

Salü,
Günter

Also Leute,
als 49jähriger staatlich geprüfter Nachrichtentechniker, der seit etwa 5Jahren eine IB-Box hat, kann ich nur sagen: "Macht Euch darüber nicht so sehr viele Gedanken!"
Ob jetzt eine PWM-Analyse mit überlagerden HF-Signalen, oder hier eine Fourier-Analyse des einzelnen Schwingungszustandes, oder was auch immer vorliegt ist absolut zweitrangig.
So musste ich in langjährigen Studien sinnige oder auch sinnlose Berechnungen über mich ergehen lassen.
Wichtig ist das es funktioniert. Dass die Vorstellungen darüber der realen Wirklichkeit sehr nahe kommen. Das und ob man es einfach erklären kann.
"Wie sage ichs dem Kinde".
Denn sicherlich haben die Entwickler fertige Schwingungserzeuger und Modulatoren/Demots verwendet...
Wer hier alles bis ins Detail messen will, der muss ins Prüflabor. Die Erkenntnis ist aber nicht berauschend. Man kann sich ja mal mit einem HF-Oszilloscop einen Rechteckimpuls ansehen. Je tiefer man hier eindringt um so fragleicher wird die Sache.

Also Messen mit einem hochohmigen Digitalmessgerät, sagt Spannung da oder nicht. Die Höhe der Spannung ist dann halt sehr ungenau. Ob Symetrisch oder nicht ist dann für die Impulsauswertung (Demodulation) gedacht.
Aber das ist wirklich nicht so entscheident.
Mit ein bischen gut erklärter Theorie kann man sich ein logisches Abbild schaffen, das die Realität erklären kann.
So jetzt hab ich mich ausgelabert.
Salü Hans

@12
Es gibt noch ein anderes Kriterium, was starken Einfluss auf die Brauchbarkeit des Digitalsignals hat: Der Leitungswiderstand.

Für die Beurteilung des Leitungswiderstandes gibt es zwei einfache Verfahren:
-> Der Münztest: An der vom Booster am weitesten entfernten Stelle wird eine Münze auf das Gleis gelegt (ergibt einen Kurzschluss zwischen beiden Schienen). Wenn der Booster nicht abschaltet, ist der Leitungswiderstand im System zu gross - so gross, dass der Abschaltstrom des Boosters nicht erreicht wird.
-> Widerstandsmessung mit Multimeter: Der Widerstand vom Booster zum entferntesten Punkt der Anlage (Position dre Münze) und zurück sollte möglichst klein sein, deutlich unter 1 Ohm.

Ist der Widerstand zu gross, gibt es folgende Korrekturmöglichkeiten:
- Schraubklemmen und unnötige Stecker durch Lötstellen ersetzen
- billige Stecker durch gute Qualität ersetzen
- Kabel von grösserem Querschnitt (> 0.5mm2 oder noch mehr) verwenden

Felix

Hi Felix,
der ohmsche Widerstand alleine hat keinen Einfluß auf die Kurvenform und letztlich der Brauchbarkeit des digitalen Signals.
Was du beschreibst, ist mehr ein Grenzfall, der nur an die Belastungsgrenze des Boosters herangeht und ihn im ungünstigsten Fall ( Kurt-Schultz am äußersten Ende) nicht mehr reagieren lässt und im weiter entfernten Grenzfall den Spannungsverlust im Gleis hochtreibt.
Nun denn, dafür ziehen wir doch aber unsere "Ringleitungen" für einen Abschnitt, um das zu vermeiden und für klare Verhältnisse zu sorgen.

Zu dem gilt immer noch:
Jede Klemmstelle, jede Steckverbindung ist immer eine potentielle Fehlerquelle !!!!

Hans,
deine Worte

>
Wer hier alles bis ins Detail messen will, der muss ins Prüflabor. Die Erkenntnis ist aber nicht berauschend. Man kann sich ja mal mit einem HF-Oszilloscop einen Rechteckimpuls ansehen. Je tiefer man hier eindringt um so fragleicher wird die Sache.
<

erschüttern mich zutiefst. Die Sachen werden doch nicht fraglicher! Wenn man in einem Prüflabor tätig ist, ist man doch sicherlich auch in der Lage, die gewonnenen Ergebnisse zu deuten. Diese werden zwar immer komplexer aber die mathematische Richtigkeit wird doch immer eindeutiger!
Aber was erzähle ich einem
49jährigem staatlich geprüften Nachrichtentechniker .........

Grüßend,
Günter

Edit Nachtrag: Was zeichnet ein HF-taugliches Oszilloskop aus ??

Beitrag editiert am 01. 08. 2006 19:20.

@16 Günter zum Nachtrag - na eben das es HochFrequenz-fähig ist - mit einem nicht-HF-fähigen Gerät wirst Du niemals ein Rechtecksignal sehen

Gruss
Mike

PS: nein ich weiss nicht ab welcher Frequenz ein Oszi als HF-tauglich gilt ....

Mike,
das Zauberwort heißt schlicht "Bandbreite".
Ich habe es hier schon mal erwähnt.

Gruß,
Günter

@16 Günter
> der ohmsche Widerstand alleine hat keinen Einfluß auf die Kurvenform

hab ich gar nicht behauptet

> und letztlich der Brauchbarkeit des digitalen Signals.

O doch!! Wenn die Spannung "unterwegs" abfällt statt über dem Decoder, dann ist das, was beim Decoder ankommt, unbrauchbar... Mein Hinweis gründet sich auf den bei NTRAK gesammelten Erfahrungen. Der "Coin Test" ist beim Aufbau eines Modularrangements dringend empfohlen. Sind die Übergangs- und Leitungswiderstände zu hoch, so dass der Booster (4A? 6A? Wieviel dürfen's denn sein? ...) nicht mehr abschaltet, bedeutet das akute Lebensgefahr für die Drehgestelle der Lok. Es spricht der Praktiker!

> (...) Nun denn, dafür ziehen wir doch aber unsere "Ringleitungen" für einen Abschnitt,
> um das zu vermeiden und für klare Verhältnisse zu sorgen.

Richtig! Aber ob Stefan in 000 bereits daran gedacht hatte? Darum gings mir.

Felix

Hallo Günter,

hast ja recht .... und das wo ich doch mal Mess- und Regeltechnik studiert habe -- ist aber schon gaaanz lange her (und seitdem nie mehr benutzt ...

gruss
Mike