mehrere differentielle Signalpaare gleich lang routen

[Robert W. (Gast)]

Hallo zusammen,
ich muss 4 differenzielle Signalpaare in Eagle 7.2 verlegen. Dabei 
müssen sie einerseits parallel zueinander verlaufen(siehe angehängtes 
Bild) und anderseits ALLE die gleiche (Toleranz ~0.05 mm)Länge haben.
Die Länge im Signalpaar selbst kann ich mit "meander" ausgleichen. Das 
funktioniert.

Nur wie kann ich die Leitungspaare auch gleichlang routen. Manuel routen 
und nachmessen ist ein bisschen aufwändig.
Kennt jemand eine einfache Lösung?

Danke schon mal

Gruß

Robert

[D. T. (tuxiuser)]

Hallo,

schau Dir mal folgendes Video an.
http://www.cadsoft.de/eagle-pcb-design-software/gefuehrte-tour/
Differentielle Signalpaare und Längenausgleich

Gruß

D.T.

[Falk B. (falk)]

@ Robert W. (Gast)

>Bild) und anderseits ALLE die gleiche (Toleranz ~0.05 mm)Länge haben.

Wer behauptet das? 50um Längendifferenz machen rein rechnerisch ca. 250 
FEMTOsekunden Laufzeitdifferenz. Selbst das 10 fache wäre akademisch und 
selbst das 100fach würde dein System wahrscheinlich immer noch 
verkraften.

[U. M. (oeletronika)]

Hallo,
> Robert W. schrieb:
> und anderseits ALLE die gleiche (Toleranz ~0.05 mm)Länge haben.
du entwicklet also mit einem Bastelprogramm wie Eagel einen Schaltung 
für den Bereich um 20GHz oder höher?
Gruß Öletronika

[Georg (Gast)]

Robert W. schrieb:
> Manuel routen
> und nachmessen ist ein bisschen aufwändig.

Wegen 4 Paaren lohnt es sich nicht mal nachzuprüfen wie das gehen 
automatisch könnte. Oder musst du hunderte verlegen? Dann solltest du 
dir sowieso ein erwachsenes Layout-System anschaffen. Ich ziehe es aber 
sowieso vor, es im Griff zu haben wo und wie mäandriert wird und nicht 
das System die nötigen Schleifen irgendwohin platzieren zu lassen.

Georg

[genervt (Gast)]

Robert W. schrieb:
> ich muss 4 differenzielle Signalpaare in Eagle 7.2 verlegen. Dabei
> müssen sie einerseits parallel zueinander verlaufen(siehe angehängtes
> Bild) und anderseits ALLE die gleiche (Toleranz ~0.05 mm)Länge haben.

**Räusper** Du bist dir sicher, dass dir der THT-Steckverbinder bei 
deinen HDMI-Signalen nicht mehr Probleme macht?

[Robert W. (Gast)]

@ tuxiuser:

danke für den Video Tipp. Trotzdem wird da nur gezeigt, wie man EIN 
differenzielles Signalpaar längenmäßig ausgleicht.

In meiner Frage ging es jedoch darum MEHRERE Signalpaare untereinander 
auszugleichen. Als in dem Bild meines ersten posts müssen die 4 
differenziellen Signale alles die gleichen Länge haben.
Ist das möglich?

@ alle:
die Signale führen 600 MHz LVDS. In der Signalspezifikation wird 
geschrieben, dass eine gesamte differenzielle Signal Toleranz von +- 
0.5mm zulässig ist. Da dies oben nur eine Adapterplatine ist, möchte ich 
die Differenzlänge so gering wie möglich halten und habe daher die 
Toleranz auf 50um gesetzt.

[Falk B. (falk)]

@Robert W. (Gast)

>die Signale führen 600 MHz LVDS. In der Signalspezifikation wird
>geschrieben, dass eine gesamte differenzielle Signal Toleranz von +-
>0.5mm zulässig ist.

Auch das ist schon eher akademisch eng. OK, die Layoutsysteme können es.

> Da dies oben nur eine Adapterplatine ist, möchte ich
>die Differenzlänge so gering wie möglich halten und habe daher die
>Toleranz auf 50um gesetzt.

Fail^2! Du parkst dein Auto auch auf den Millimeter genau ein?

[Sven B. (scummos)]

Überleg mal wie lange die durch das THT entstehenden Stubs sind. Wenn 
0.5mm Längendifferenz für das Signal ein Problem darstellen, dann machen 
die Stubs es dir sowieso kaputt, die sind nämlich eher schlimmer als die 
Längendifferenz.

[genervt (Gast)]

Sven B. schrieb:
> Überleg mal wie lange die durch das THT entstehenden Stubs sind.
> Wenn
> 0.5mm Längendifferenz für das Signal ein Problem darstellen, dann machen
> die Stubs es dir sowieso kaputt, die sind nämlich eher schlimmer als die
> Längendifferenz.

Eben, die Platine hat in der Regel eine Dicke von 1,5mm und "oben" wird 
es vermutlich nicht besser...

Wenn das wirklich wichtig ist, dann sollte er einen geeigneten 
SMD-Steckverbinder nehmen, ich würd da mal bei Samtec in den "Katalog" 
schauen.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Robert W. schrieb:
> Da dies oben nur eine Adapterplatine ist, möchte ich
> die Differenzlänge so gering wie möglich halten und habe daher die
> Toleranz auf 50um gesetzt.

Die Anforderungen willkürlich derart hoch zu schrauben, ist ziemlicher 
Unsinn. Das, was Du nämlich in Deinem derzeitigen Layout vermutlich 
überhaupt nicht beachtest, ist die parallele Ausrichtung von Teilen der 
Leiterbahn an Geweberichtung der Cores und Prepregs. Für eine optimale 
Längenanpassung innerhalb eines differentiellen Signals sollte man daher 
möglichst schräg zum Gewebe routen.

Aus elektrischer Sicht ist es auch wesentlich wichtiger, die 
Längendifferenzen innerhalb des Adernpaares zu minimieren als zwischen 
den Paaren.

[Wolfgang (Gast)]

Robert W. schrieb:
v> und anderseits ALLE die gleiche (Toleranz ~0.05 mm)Länge haben

> Nur wie kann ich die Leitungspaare auch gleichlang routen.

Für die Signale ist nicht die geometrische Länge entscheidend, sondern 
die elektrische, d.h. du musst die Inhomogenitäten der 
Dielektrizitätskonstante vom Leiterplattenmaterial bei deiner 
Toleranzrechnung berücksichtigen.

[Sven B. (scummos)]

Wolfgang schrieb:
> d.h. du musst die Inhomogenitäten der
> Dielektrizitätskonstante vom Leiterplattenmaterial bei deiner
> Toleranzrechnung berücksichtigen.

... was du auf FR4 wegen der Fasern komplett vergessen kannst auf die 
Genauigkeit. Guter Punkt.

[Georg (Gast)]

Robert W. schrieb:
> ALLE die gleiche (Toleranz ~0.05 mm)Länge

Bevor du dich mit solch völlig überzogenen Forderungen beschäftigst, 
solltest du erst mal dafür sorgen, dass deine Paare möglichst über die 
gesamte Länge den gleichen Abstand haben, das ist nämlich definitiv 
nicht der Fall. Dadurch ändert sich unterwegs die Impedanz - ganz ganz 
böse - und selbst geometrisch gleich lange Leitungen bekommen 
Laufzeitunterschiede, die um Grössenordnungen mehr ausmachen als die 
völlig lächerliche Längentoleranz im Bereich hunderdstel mm.

Georg

[Robert W. (Gast)]

Also erst einmal vielen Dank für die fachlich versierten Antworten!

Für mich ist das Thema ein wenig neu, daher habe ich mich lediglich an 
Vorgaben gehalten und Details (Prepag Inhomogenitäten) nicht beachtet.

- Zum Thema Stecker: Beide Stecker sind vorgegeben:
Der obige 0.4mm Raster Stecker kommt von einem Kameramodul( Stecker A4S 
Serie von Panasonic)
Der untere 2 mm Raster THT ist vom Framegrabber spezifiziert, um diesen 
über Flachbandkabel zu verbinden.

-Geometrische Längenunterschiede: Dies habe ich so aus dem Datenblatt 
des Framegrabbers übernommen, aber eventuell liege ich da falsch.

https://www.altera.com/en_US/pdfs/literature/wp/wp_lvdsboard.pdf

Hier wird jedoch von 5mm gesprochen.(S.5) Scheint also nicht unwichtig 
zu sein!

Des weiteren heißt es dort, dass FR4 kein Problem mit 500-600MHz 
Signalen macht.

@Georg: Ja die Kanten der Leiterbahnen habe ich zwar schon angerunded, 
muss das wohl aber weiter abrunden, um Impedanzsprünge zu verhindern.

Also noch mal zusammenfassend: Ich kann im Moment nicht beurteilen, ob 
ein Längenunterschied von >0.5mm signifikante Probleme bereiten wird.
Da die Datenübertragung über 4 LVDS lanes erfolgt, wollte ich auch 
dessen geometrische Längenunterschiede beachten.
Wie ich aus den Antworten herauslese, ist dies nicht sonderlich wichtig.

Also um mal auf die Ausgangsfrage zurückzukommen(unabhängig von den 
anderen Einflüssen). Gibt es die Möglichkeit bei Eagle mehrere 
Differenzeille Signalpaare gleichlang zu zeichnen? Falls ja, wäre ich 
dankbar zu erfahren wie.

Danke

[Falk B. (falk)]

@ Robert W. (Gast)

>Für mich ist das Thema ein wenig neu, daher habe ich mich lediglich an
>Vorgaben gehalten und Details (Prepag Inhomogenitäten) nicht beachtet.

Dam muss auch keiner bei digitalen Signalen unter 1-2GHz.

>Des weiteren heißt es dort, dass FR4 kein Problem mit 500-600MHz
>Signalen macht.

Das ist die digitale Grundfrequenz, da stecken aber noch ein paar 
Oberwellen drin, ich tippe mal so bis 2-3 GHz. Aber auch das geht auf 
FR4, erst recht ber ein paar cm.

>Also noch mal zusammenfassend: Ich kann im Moment nicht beurteilen, ob
>ein Längenunterschied von >0.5mm signifikante Probleme bereiten wird.

Wird es nicht.

>Wie ich aus den Antworten herauslese, ist dies nicht sonderlich wichtig.

Genau.

>anderen Einflüssen). Gibt es die Möglichkeit bei Eagle mehrere
>Differenzeille Signalpaare gleichlang zu zeichnen? Falls ja, wäre ich
>dankbar zu erfahren wie.

Da wird man wohl immer wieder messen müssen. Ist ja nicht sooo 
aufwändig.
Dafür gibt es einen Befehl bzw. ULP. lenght.ulp oder so ähnlich.

[Georg (Gast)]

Robert W. schrieb:
> Ja die Kanten der Leiterbahnen habe ich zwar schon angerunded,
> muss das wohl aber weiter abrunden, um Impedanzsprünge zu verhindern.

Das verstehst du völlig miss: es geht darum, dass deine Paare an 
verschiedenen Stellen unterschiedlichen Abstand voneinander haben. Miss 
einfach mal nach.

Georg

[Paul Atreides (Gast)]

Nachdem du das Meander-Symbol angeklickt hast kannst du einfach die 
Länge in mm eingeben. Diese Länge wird so lange genutzt, bis ein anderer 
Befehl ausgeführt wird.

Gruß Paul

[Robert W. (Gast)]

Wow diese Antwort hat endlich mal mein Ursprungsproblem lösen können!
Simple, aber man muss wissen wie.
Danke! Das habe ich gesucht