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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leitungsreflektionen erkennen


Autor: hugo (Gast)
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Hi,
Ich betreibe einen FPGA und ein Delta-Sigma-Modulator mit einem Clock 
von 20MHz. Es läuft ein Signal von 20MHz vom FPGA zum Delta Sigma 
Modulator. Vom Delta Sigma Modulator läuft ein Signal mit 
unterschiedlicher Pulsbreite zum FPGA.
Ich habe nun den Verdacht das ich Leitungsreflektionen zwischen 
Modulator und FPGA habe, weil das Messergebnis stark schwankt.
Abschlusswiderstände sind nicht vorhanden, die Leitung ist ca 10cm lang 
(IDE Flachbandkabel).
Auf dem Oszi sieht das Signal aber Richtig aus. Ich erkenne keine 
kleineren oder größere Impulse, wie es ja eigentlich bei Reflektionen 
auftreten würde.
Ich das ein Kriterium dafür, sagen zu können, ich habe keine 
Reflektionen?
mfg

Autor: lkmiller (Gast)
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Mit
>20MHz vom FPGA zum Delta Sigma
und
>die Leitung ist ca 10cm lang
da würde ich den Fehler
>weil das Messergebnis stark schwankt
nicht in einer Reflexion suchen. Reflexionen sieht man nicht an 
einezelnen größeren oder kleineren Signalpegeln sondern an 
Überschwingern und Signalverformungen.
Dazu wikipedia:
Reflektion
Einen Artikel zu diesem Stichwort gibt es nicht. 
Möglicherweise ist Reflexion gemeint.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Wie schnell ist das Oszilloskop?
20 MHz sind 15m Wellenlänge, die Reflexionen von 10 cm sind also nur um 
ein paar Grad phasenverschoben. Ich glaube nicht, dass da irgendwas zu 
sehen wäre.

Autor: hugo (Gast)
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Das Oszi kann 200MHz

Autor: I_ H. (i_h)
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Das ist zuwenig. Für einen Weg braucht das Signal grad mal 800ps. Unter 
500MHz wirst du da nicht viel von sehen.

Autor: Felix (Gast)
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Der Einfluss der Tastköpfe darf auch nicht vernachlässigt werden. 
Normale 10:1 Köpfe habe ein relativ hohe Kapazität. Die reicht meist aus 
um das Signal bzw. die Reflektion zu dämpfen.

Am besten misst man diese Signale mit einer "aktiven Sonde", deren 
Kapazität dann so um die 5pF ist. Leider sind diese Dinger recht teuer..

Ich verwende in all meinen Schaltungen im minimum eine "Sorce Serie 
Terminierung" bei allen relevanten leitungen. Dies sind vor allem Clock, 
Chipselect, R/W.

Gruss,
Felix

Autor: hugo (Gast)
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/Das ist zuwenig. Für einen Weg braucht das Signal grad mal 800ps. Unter
500MHz wirst du da nicht viel von sehen./

=> Ok, dann sehe ich das wirklich nicht. Aber dann sollte in meiner 
Schaltung keine Rolle mehr spielen. Wie rechne ich das denn überhaupt 
aus?


/Ich verwende in all meinen Schaltungen im minimum eine "Sorce Serie
Terminierung" bei allen relevanten leitungen./

=> "Sorce Serie
Terminierung" Was meinst du damit? und wie sieht der Abschluss aus?

Autor: I_ H. (i_h)
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Na Weg durch Ausbreitungsgeschwindigkeit (im Kabel etwa 250mio m/s).

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: I_ H. (i_h)
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Man könnte es über Wellenwiderstand und Kapazitätsbelag auch genau 
ausrechnen, bringt einem aber nicht so wirklich was. Weniger als 200e6 
m/s hat man eigentlich nicht, und hier in dem Fall ist ja die 
Größenordnung interessant (schneller als 300e6 ist's natürlich auch 
net).

Autor: Timbo (Gast)
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Teste das doch mal systematisch durch. Lege ein festes Pulsverhältnis 
fest und schau was rauskommt, dann verändere es etc. Vielleicht hilft 
das ja den Fehler einzugrenzen.

Autor: Klaus (Gast)
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Die 20 MHz, das ist quasi NF.

Wenn da was nicht klappt, bei 10cm Leitungslänge, dann liegt ein anderer 
Fehler vor.

Autor: I_ H. (i_h)
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Die Oberwellen vom Rechteck liegen je nach Qualität weit über 100MHz.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Hallo Hugo

Bei diesen Frequenzen können auch kapazitive Kopplungen eine Rolle 
spielen.
Auch die Tastkopfkapazität spielt da schon eine Rolle. 20MHz sind keine 
NF!
Zudem besteht ein Rechtecksignal aus Vielfachen der Grundfrequenz.

Was passiert denn wenn du das Kabel bewegst und mit den Händen anfasst 
während du misst? Sind da schon Schwankungen im Messergebnis erkennbar?

Autor: ulrich (Gast)
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Es kommt für die Reflexionen gar nicht so sehr auf die Frequenz, sondern 
mehr auf die Steilheit der Flanken an. Leider geben die FPGAs oft 
relativ steile Flanken raus.

Ich glaube aber trotzdem nicht, dass es an Reflexionen liegt. Für 
Analogsignale wäre das eventuell ein Problem, aber Digitalsignale 
sollten noch über 10 cm ankommen. Eine Terminierung wäre aus EMI Gründen 
aber eventuell trotzdem zu empfehlen.

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