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Forum: HF, Funk und Felder Terminierung 50ohm


Autor: Christian S. (kruemel)
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Hallo,

ich bearbeite zur Zeit ein LWL Projekt und dabei muss ich einen Serdes 
mit einem optischen Transceiver verbinden. Nun hab ich die Schaltung 
bzw. ein Schaltungsbeispiel im Datenblatt des SerDes gefunden und auch 
übernommen.

Dabei soll die serielle Verbindung auf 50 Ohm terminiert sein. Ich habe 
gelesen das es etwas mit Relexion zu tun hat warum die Schaltung, wie im 
Bild dargestellt, beschaltet ist. Jedoch ist mir nicht ganz klar wieso 
dort die 50 ohm Widerstände sitzen und wieso eine Verbindung zu Masse 
und Versorgungsspannung besteht zwischen denen ein Kondensator sitzt.

Könnte mir das jemand erklären? Ich würde gerne den Hintergund dieser 
Beschaltung wissen. Leider gibt sowas ein Datenblatt ja nicht her.

Danke im vorraus.

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Deine Leitung ist differentiell mit 100 Ohm differentieller Impedanz (2 
x 50 Ohm single-ended). Die beiden 50-Ohm-Widerstaende sorgen fur die 
Terminierung (daz muessen sie moeglichst nahe am Empfaenger sitzen). Der 
Punkt zwischen den beiden ist eine virtuelle Masse, d.h. aendert ihr 
Potential nie (jedenfalls solange das Signal wirklich exakt 
differentiell ist, also immer eine Leitung auf 1 und die andere auf 0, 
bzw. umgekehrt).

Die beiden anderen Widerstaende (R133, R134, von VCC zun GND) bilden 
einen Spannungsteiler, der dem Empfaenger das passende Bias-Potential 
liefert. Der Kondensator dient dazu, diese Bias-Spannung gegen momentane 
Aenderungen zu stabilisieren, vor allem aber, um etwaige 
Common-Mode-Anteile (d.h. alles was am Signal nicht exakt differentiell 
ist) auf der Leitung zu terminieren.

C70 und C71 sind Abblock-Kondensatoren, die trennen Sender und 
Empfaenger galvanisch voneinander (u.a. damit der Sender nicht den Bias 
des Empfaengers stoert).

Autor: Silvio K. (exh)
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Hallo Christian,
der Schaltungsteil erfüllt 3 Aufgaben.

1: R134 und R133 bilden aus der Betriebsspannung eine 
Hilfsspannungsquelle mit definiertem Innenwiderstand und prägen einen 
DC-Strom über die beiden 50 Widerstände in die Pins 93 und 94 ein. 
Einstellen einen Arbeitspunktes im IC.

2: Die Beiden 50 Widerstände bilden in Reihe 100 Ohm diehen als Abschuss 
für die differenzielle Leitung. 100 Ohm sind da oft ein Standard. Beide 
Widerstände sitzen im Beispiellayout sicherlich sehr nahe den Pins 
93,94.

3: Der C69 stabilisiert die DC aus Punkt 1 und bildet eine Virtuelle 
Masse für Gleichtaktanteile. D.h. Gleichtaktanteile "sehen" 25 Ohm und 
sind damit reflexionsarm abgeschlossen.

So sehe ich die Sache


Gruß

Silvio

Autor: Christian S. (kruemel)
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Okay, was aber heißt Terminierung genau?
Was "machen" die 50 ohm?

Autor: Silvio K. (exh)
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Wolfgang war schneller ;-)

Sieht es offensichtlich aber genauso.

Autor: Silvio K. (exh)
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>Was "machen" die 50 ohm?

Die 50 Ohm "stehlen" der Welle die komplette Energie, die dann nicht 
mehr für eine Reflexion zur Verfügung steht.

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Wenn die Leitung am Ende offen waere (Empfaenger hat hohe Impedanz), 
hatten die Elektronen keinen anderen Ausweg als wieder zurueck zum 
Sender zu laufen. D.h. ein Signal voller Groesse laeuft zurueck und wird 
dann beim Sender nochmals zumindest teilweise reflektiert, usw. usf. Am 
Oszilloscop sieht das - solange die Signal-Anstiegszeiten nicht sehr 
kurz gegenueber der Leitungslaenge sind - so aus wie ein Ueberschwingen 
("ringing"). Das stoert das Timing nachfolgender Bits und kann daher zu 
Datenfehlern fuehren.

Die Terminierung "schluckt" das einfallende Signal sodass solche 
Reflexionen vermieden werden.

Ist im wesentlichen so wie das Echo in einer Kirche - welches vermieden 
werden kann, wenn man die Waende mit einem absorbierenden Material, z.B. 
Stoff, auskleidet.


Lesetipp (in Englisch, aber sehr verstaendlich geschrieben):

Eric Bogatin, "Signal Integrity Simplified"

Oder allgemein einfach nach "Transmission Line Theory" und "Signal 
Termination" googeln.

Autor: Christian S. (kruemel)
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Dankeschön für die Antworten, haben mir sehr weitergeholfen!

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