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Forum: HF, Funk und Felder Differentielle Ausgangssignal messen


Autor: Hans (Gast)
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Hey Leute,

ich habe ein IC das mir ein differentielles Signal über 2 Leitungen 
ausgibt. Die Frequenz des Signales liegt bei 900MHz. Der 
Ausgangswiderstand des ICs liegt bei 100 Ohm.
Ich möchte jetzt gerne den Pegel direkt am Ausgang des ICs messen.
Als Messequipment hab ich ein 1 GHz Oszi und ein Spektrumanalyser 
(1,8GHz), jedoch habe ich keinen differentiellen Tastkopf zur Verfügung.

Dabei hab ich folgende Probleme:
- das Oszi sowie der Spektrumanalyser haben eine Impedanz von 50 Ohm der 
Ausgang des ICs jedoch 100 Ohm
- wie kann ich denn das differentielle Signal messen? Ich kann schon den 
Pegel direkt am Ausgang des ICs messen, jedoch kann ich mir nicht 
vorstellen, dass das so richtig ist.
- wie ist denn die Leisung bei einem differentiellen Signal über die 
beiden Leitungen verteilt?

was muss ich also tun, damit ich den Pegel messen kann?

Vielen Dank für die Hilfe
Hans

Autor: Michael (Gast)
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Dein 1GHz-Oszi wird doch 2 Kanäle haben? Dann einfach die beiden 
Oszi-Eingänge an den IC hängen (über 50-Ohm-Leitungen natürlich). Der IC 
sieht dann eine differentielle 100Ohm-Last. Falls die 
Common-Mode-Ausgangsspannung zu hoch ist (entweder für das Oszi, oder zu 
einem zu hohen DC-Ausgangsstrom führt), müsste man die 50Ohm-Eingänge 
kapazitiv an den IC ankoppeln.
Falls du nur einen Kanal hast (und für den SA): an den 2. IC-Aushang 
einen 50Ohm-Abschlusswiderstand hängen - am 1. Ausgang messen (und 
umgekehrt).

An unseren ICs messen wir so seit Jahren ohne Probleme bei Datenraten 
bis 3Gbit/s. Da die Ausgänge (digital oder analog) üblicherweise eine 
Common-Mode-Ausgangsspannung von 1.2V haben, verwenden wir meist 
kapazitive Kopplung.

Michael.

Autor: Hans (Gast)
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Hey Michael,

ja ich habe ein Oszi mit 2 Eingängen. Aber wieso darf ich die 50 Ohm 
Leitung fürs Oszi direkt auf den 100 Ohm Ausgang hängen? Wieso sieht der 
IC dann eine differentielle 100 Ohm Last?

Muss ich die beiden Signale dann überlagern um den absoluten Pegel zu 
bekommen?

Hans

Autor: Michael (Gast)
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Im Detail musst du natürlich dich natürlich an das Datenblatt oder die 
Spezifikation des ICs halten. Ich kann mich hier nur an die 
Informationen halten, die du übermittelt hast. Die restlichen Dinge muss 
ich extrapolieren...

Normalerweise will ein differentieller Ausgang eine definierte 
differentielle Last sehen. Üblicherweise 100Ohm differentiell - also 
nicht gegen Masse, sondern zwischen den Ausgängen. Jetzt teile den 
100Ohm-Widerstand gedanklich in 2 50Ohm-Widerstände auf. Da die 
Ausgangssignale üblicherweise symmetrisch sind, ist der Knoten zwischen 
den 2 50Ohm-Widerstände nahezu "still". Daher kannst du ihn (HF-mäßig) 
auf Masse legen. Da dein IC aber eine (mir unbekannte) 
Common-Mode-Ausgangsspannung haben wird, musst du überprüfen, ob eine 
DC-Verbindung nach Masse zulässig ist (zB. bei V_CM=1.2V würden aus 
jedem der beiden Ausgänge 24mA fließen). Falls nicht: Verwende die 
vorgeschlagene kapazitive Kopplung.

Wie du siehst, enthält mein Text Worte wie: normalerweise, 
üblicherweise, nahezu, unbekannt, würde, falls. Ohne nähere Information 
kann ich dir keinen besseren Rat geben. Wie gesagt, wir vermessen 
LVDS-ähnliche Ausgänge (welche eine diff. 100Ohm-Last sehen wollen) mit 
2 kapazitv gekoppelten 50Ohm-Eingängen.

lG, Michael

Autor: Michael (Gast)
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Hab ich vergessen: Ich weiß nicht, was du jetzt mit überlagern meinst. 
Um das differentielle Ausgangssignal darzustellen, musst du einfach nur 
die Differenz der beiden Oszi-Eingangssignale bilden.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael schrieb:
> Hab ich vergessen: Ich weiß nicht, was du jetzt mit überlagern meinst.
> Um das differentielle Ausgangssignal darzustellen, musst du einfach nur
> die Differenz der beiden Oszi-Eingangssignale bilden.

Und er muß sein Scope so abgleichen, dass der Delay auf beiden 
Eingangskanälen inkl. Anschlüssen/Tastköpfen identisch ist.

Autor: Michael (Gast)
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@ Andrew

Stimmt. Besser wäre es natürlich, von Haus aus entsprechend symmetrische 
PCBs und gute, gleich lange Kabel zu verwenden. Das Oszi sollte (selbst 
bei nur 1,8GHz Bandbreite) keinen signifikanten Skew beitragen.

Michael.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael schrieb:
> @ Andrew
>
> Stimmt. Besser wäre es natürlich, von Haus aus entsprechend symmetrische
> PCBs und gute, gleich lange Kabel zu verwenden. Das Oszi sollte (selbst
> bei nur 1,8GHz Bandbreite) keinen signifikanten Skew beitragen.

Das gilt beim Scope erst dann wenn es abgeglichen ist. Standardfehler 
ist so +/-0.1 ...0.05 ns

Mehr als +/- 0.5 ns Skew kann man am Scope eh nicht abgleichen.

Also den "Gegenwert" von 20 cm Koaxkabel-Längendifferenz :)

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