Wenn man eine Platine erstellen will, welche Leitungen für einen HDMI
Anschluss bekommen soll, benötigt man dann dringend ein Oszi, welches im
Frequenzbereich von HDMI arbeiten kann oder kann man auch einfach
sorgfältig nach gutem Gewissen und Wissen die Platine erstellen ohne das
HDMI Signal mit einem Oszi zu untersuchen?
Wie wahrscheinlich ist es hier, dass man auf das Oszi angewiesen ist.
So ein Oszi, dass im hohem Frequenzbereich arbeitet, ist nämlich
schweineteuer und kann ich mir eigentlich nicht leisten. Dennoch würde
ich gerne etwas mit HDMI erstellen.
Nimm einen HDMI-Treiber IC und halt dich strikt an die PCB -guidelines
des treiber ic herstellers. Beispielsweise TI TMDS141,
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tmds141.pdf
Wie willst du die HDMI-signale erzeugen? FPGA?
Hast du sonst keinen Zugriff auf solche Geräte? In der Arbeit, in der
Uni etc.? Üblicherweise geht das, wenn man sich freundlich mit den
Leuten unterhält, dass man auch mal was privates ausmessen darf. Teils
sind sie sogar erstaunlich neugierig, was man da hat und ohhh!
Lothar M. schrieb:> Halte dich an die Designregeln, dann geht's auch ohne. Und wenn es> trotzdem nicht tut, dann mach dir Gedanken um solche Messgeräte.
Vor 3 Jahren habe ich die erste Platinen mit HDMI machen müssen.
Es hat EMV-mässig sofort NICHT gepasst. Mit der Abstrahlung waren wir
meilenweit daneben.
Wir haben zwar ein LeCroy mit 1GHz Bandbreite (und 5GSPS) und aktivem
Differenztastkopf, aber damit kann man mit Müh und Not grade noch den
Takt vernünftig anschauen (das langsamste aller Signale). Daten? Eher
nicht.
Es hat mich einige Wochen und hunderte Messungen im EMV-Labor gekostet,
zweifelsfrei nachzuweisen dass die Störursache nicht meine Platinen,
sondern das HDMI-Kabel war. Das klappte erst dann, als uns der TÜV ein
Spezialkabel empfohlen hat. Ausnahmslos alle normalen Kabel waren
unsauber.
Schlimmer noch, alle normalen HDMI-Geräte im Haus waren in allen
Kombinationen unsauber. Wie die Chinesen durch die EMV-Tests kommen, ist
mir schleierhaft.
Mein Fazit:
Ein Time Domain Reflektometer wäre unglaublich nützlich gewesen.
Schau dir das mal an.
PS:
Die Layoutregeln sind dein Freund. DAs ist kein Spass, bei LVDS (HDMI
ist ja auch nichts anders) ist es zwingend, das genauestens einzuhalten.
Sonst klappts nicht mit der EMV :-(
kommt auch immer darauf an, ob man selber basteln möchte, oder ob ein
Produkt daraus wird. Wenn es ein fertiges Produkt daraus werden soll,
dann kommt man meiner Meinung nach nicht darum herum, da man
gewährleisten muss, dass man die Specs einhält. Da gehört nunmal
Signalpegel, Jitter etc. dazu. Ohne Oszi hat man kaum Chancen bei
Problemen der Ursache auf die Spur zu kommen.
HDMI ist ein undankbares Signal. Wenn du die EMV einhalten willst mußt
du das Signal so verhunzen daß du nicht mehr die Compliancemesungen
bestehst.
Wenn du die Platine verkaufen willst wirst du sowieso Messungen machen
(lassen).
Febo schrieb:> mir so ein Time Domain Reflektometer genauer ansehen.
Ja - mit dem Oszi allein kannst du zwar die Signale ansehen, aber nicht
die Eigenschaften der Signalleitungen messen. Dazu brauchst du
mindestens noch einen geeigneten Pulsgenerator, beides zusammen ist dann
so etwas ähnliches wie das Time Domain Reflektometer.
Da man die Eigenschaften der Signalleitungen nur durch eine
Layoutänderung und Neufertigung beeinflussen kann, wird das
Experimantieren u.U. recht aufwendig.
Georg
Hurra schrieb:> Das klappte erst dann, als uns der TÜV ein> Spezialkabel empfohlen hat. Ausnahmslos alle normalen Kabel waren> unsauber.
Den Spaß haben wir auch schon durch. Das Problem ist, alle
handelsüblichen Kabel, die wir untersucht haben, haben eine
Schwachstelle: Das Kabel selbst ist mindestens doppelt, manchmal 3 fach
geschirmt, der Steckbereich ebenfalls. Aber zwischen Steckbereich und
Kabel, dieser Teil ist ungeschirmt. Das ganze ist prei- Unabhängig.
Dieses Problem haben sowohl billige, als auch teure Kabel. Wir lassen
unsere HDMI Kabel nun vom Kabelfertiger nach unseren Spezifikationen
fertigen und haben damit voll geschirmte Kabel, die bei der EMV
ebenfalls unauffällig sind.
Um die Störaussendung zu minimieren musst du versuchen, die Leitungen
auf der Platine so kurz wie möglich zu halten. Ich habe für unsere neue
Elektronikgeneration einen HDMI auf 24bit LVDS Wandler gebaut. Das
Display hat 24bit LVDS, die Signalquelle HDMI. Die Platine ist 40 * 45mm
groß, enthält Spannungsaufbereitung (12V in werden zu 5V, 3,3V und 1,8V)
einen HDMI auf Mipi und einen Mipi auf LVDS Wandler Chip, einen Atmel
zur Configuration der beiden Wandler und noch einen Anschluss für den
USB Touch. Die Platine ist EMV mäßig absolut unauffällig.
Selbst für die professionelle Gerätenentwicklung lohnt sich nicht die
Anschaffung eines entsprechenden Oszilloskops, sofern man es nicht am
laufenden Band verwendet. Die richtig schnellen Oszilloskope taugen
nämlich auch keineswegs als Ersatz für Geräte der Mittelklasse, weil die
Eingänge und zugehörigen Tastköpfe bei weitem nicht so robust sind auch
durch ESD oder auch schon "normale" Überspannungen beschädigt werden
können. Meist ist nur ein Eingangsspannungsbereich von ca. +/8V
zulässig!
Einige Messgeräteverleiher bieten auch solche Geräte zur Miete an,
allerdings zu wirklich deftigen Preisen. Im letzten Jahr benötigte ich
für die Untersuchung einigen PCI-Express-Baugruppen solch ein
Oszilloskop. Hierfür hätte die Miete (allerdings inklusive der
PCIe-Konformitätsprüfprogramme) ca. 11.000,- EUR pro Woche betragen.
Ein Problem besteht darin, dass man sich auch mit der Konfiguration der
entsprechenden Messfunktionen und der anschließenden Interpretation der
Oszillogramme auskennen muss. Für viele Messanwendungen gibt es da schon
passende Presets und Prüfabläufe inklusive Masken. Trotzdem gehört schon
eine gewisse Erfahrung dazu, die Signale zu beurteilen. Bei solch hohen
Datenraten darf man nämlich nicht erwarten, einigermaßen steile
Rechtecksignale zu bekommen, sondern das ganze ist ziemlich
rundgelutscht.
Daher hatten wir damals einen Messtag mit einem entsprechend erfahrenen
Techniker von dataTek gebucht und konnten anschließend noch zwei Tage
mit seinem Leihgerät eigene Messungen durchführen. Das ganze war dann
erheblich billiger (~3.000,- EUR), allerdings wurden wir
korrekterweise mehrmals darüber belehrt, dass das Oszilloskop und die
Tastköpfe vorher nicht kalibriert worden seien. Mit Kalibrierung wären
wir dann wieder bei den obigen 11.000,- EUR zzgl. Techniker gelandet.
Das Oszilloskop (Agilent/Keysight DSO-X9xxxx) hätte in der Ausbaustufe
ca. 250kEUR gekostet, die Tastköpfe pro Stück auch noch 10-20kEUR.
Die Messungen mit Oszilloskop im Zeitbereich konnten wir dann den
Messungen mit einem VNA von Rohde&Schwarz (ZNB20 mit TDR-Option)
vergleichen. Zudem hatten wir uns auch noch ein TDR (Sequid DTDR-65)
vorführen lassen, welches sich als das mit Abstand am besten geeignete
und zugleich preisgünstigste Werkzeug erwiesen hat. Der ZNB20 ist ein
Gerät von HF-lern für HF-ler und bietet natürlich die mit Abstand
umfassendsten Konfigurationsmöglichkeiten. Allerdings ist er für
Gelegenheitsanwender viel zu aufwändig in der Bedienung. Für die
Beurteilung des Impedanzverlaufs einer Leiterbahn bzw. eines Leiterbahn
ist das DTDR-65 wesentlich einfacher zu bedienen, da es genau für diese
Art von Anwendungsfällen konstruiert wurde.
Fazit:
Ein Oszilloskop zeigt an, ob das Signal gut oder schlecht ist. Bei
manchen Treiberbausteinen kann man damit auch sehr gut die Treiber- bzw.
Filterkoeffizienten einstellen. Aber das reine Oszillogramm lässt kaum
Rückschlüsse darauf zu, wie groß irgendwelche Impedanzsprünge an
Kontakten o.ä. sind.
Ein TDR ist perfekt für die Beurteilung der Leiterplatte und der
Steckverbinden geeignet, so dass man daraus direkt Korrekturmaßnahmen
ableiten kann. Allerdings kann man wieder mit einem TDR oder VNA keine
Optimierung von integrierten Treiber- und Filterkoeeffizienten
durchführen.
Ach so, wenn man übrigens ein eigenes ASIC o.ä. baut, muss man
eventuelle auch noch sog. Receiver Tests durchführen, für die man dann
das Die direkt kontaktieren muss. Hierfür gibt es aber auch geeignete
Dienstleister, z.B. BitifEye in Böblingen.
