PROFIBUS Handbuch

Wenn elektrische Signale sich entlang einem Kabel ausbreiten können sie an den Änderungen der Impedanz oder Leitungsenden zurückgeworfen, also reflektiert werden. Wie bei einem Echo können so mehrere Signale gleichzeitig auf einer Leitung auftreten. Diese Reflexionen können die Datensignale verfälschen oder sogar ganz zerstören.

Bild 23:  Zwei typische Signalverläufe mit Reflexionen

Bei dem linken Signalverlauf in Bild 23 hat der Busabschluss einen zu kleinen Wert, das Signal wird teilweise mit umgekehrtem Vorzeichen reflektiert. Mögliche Ursache können mehrfache  Busabschlüsse, ein „alter“ Busabschluss mit zu kleinem Widerstandswert oder ein Kurzschluss am Ende einer langen Leitung sein.

Bei dem rechten Signalverlauf hat der Busabschluss einen zu grossen Wert. Ein Teil der Signalleistung kommt mit demselben Vorzeichen zurück, die Pegel überlagern sich. Als mögliche Ursache hat der Busabschluss einen zu grossen Wert, ist nicht unter Spannung oder ist bei einer langen Leitung nicht angeschlossen.

Die elektrischen Signale breiten sich auf den Leitungen mit einer endlichen Geschwindigkeit von ca. 2/3 der Lichtgeschwindigkeit aus. Sie brauchen somit für einen Meter ca. 5 ns. Ein Kabel von 1200 Meter Länge wird somit in ca. 6 µs durchschritten. Die Dauer der Signalverformungen im Bild 23 ist somit auch ein Mass für die Länge des Kabels oder die Distanz von der Messtelle bis zu der Störung.

Hinweis: wenn man die Signalform am Ende eines elektrischen Segments misst, können die Distanzen der Stufen in den Signalform besser interpretiert werden.

Diese Reflexionen treten grundsätzlich bei allen Bitraten auf. Die Wirkung ist aber unterschiedlich. Bei hohen Bitraten, d.h. bei kurzer Bitdauer ist die Wirkung gravierender.

Bild 24: Wirkung von Reflexionen
- oben: tiefe Bitrate
- unten: hohe Bitrate 

In der oberen Darstellung im Bild 24 ist die Störung nur während einer kurzen Zeit der Bitdauer und hat somit keinen Einfluss auf die Übertragung. Die gleiche Störung im unteren Beispiel kann die korrekte Erkennung von jedem Bit verunmöglichen.