Forum: Platinen Differential Signale über kurze Strecken


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von finalcu (Gast)


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Hallo

Ich baue ein kleines Adapter Board, welches unter anderem LVDS Signale 
von einem Stecker auf einen anderen bringt. Im Prinzip müssten die 
Datenpaare eine differential Impedanz von 90 Ohm haben. Nun sind die 
Stecker aber so nahe beieinander, dass ich mich frage ob das überhaupt 
einen Unterschied macht. Gibt es sowas wie eine Mindestlänge wo es in 
der Praxis keine Rolle spielt ob die Impedanz stimmt? Und was passiert 
im allgemeinen, wenn ich die Signale von der Vorderseite auf die 
Rückseite bringe? In der Übergangszone (Vias) stimmt die Impedanz ja 
wahrscheinlich sowieso nie...

Danke.

von Harald W. (wilhelms)


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finalcu schrieb:

> Gibt es sowas wie eine Mindestlänge wo es in
> der Praxis keine Rolle spielt ob die Impedanz stimmt?

Ja, eine Länge, die deutlich unterhalb der Wellenlänge
des zu übertragenen Signals liegt.

von Georg (Gast)


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finalcu schrieb:
> Und was passiert
> im allgemeinen, wenn ich die Signale von der Vorderseite auf die
> Rückseite bringe? In der Übergangszone (Vias) stimmt die Impedanz ja
> wahrscheinlich sowieso nie...

Bei extremen Anforderungen (GHz) muss man auch das Problem eben lösen, 
schliesslich spielt da schon die Form von Steckerkontakten eine Rolle, 
und wo die Vias liegen (möglichst an einem Ende). Ausserdem hat ein 
Lagenwechsel noch ganz andere Probleme, da ja auch die 
Masse-Bezugsfläche wechselt, aber das führt hier zu weit.

Wie Harald schon indirekt festgestellt hat, das ist eine Frage der 
Frequenz.

Überhaupt sind für die LVDS-Übertragung die gesamten Toleranzen der 
Übertragungsstrecke massgebend, es ist keine gute Ingenieursleistung, 
die schon in eine Adapterplatine komplett zu verbraten.

Georg

von finalcu (Gast)


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Danke für die Antworten.

Harald W. schrieb:
> Ja, eine Länge, die deutlich unterhalb der Wellenlänge
> des zu übertragenen Signals liegt.

Also bei einer Frequenz von 1 GHz wär die Wellenlänge irgendwo um die 
30cm und wenn die Leiterbahnen dann nur 1cm lang sind wäre das wohl 
vernachlässigbar, oder?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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finalcu schrieb:
> bei einer Frequenz von 1 GHz wär die Wellenlänge irgendwo um die 30cm
Nur, wenn du Sinussignale übertragen willst.
Meist ist das nicht der Fall. Sondern du willst ein Rechteck übertragen, 
und dann brauchst du bei 1 GHz Signalfrequenz gleich mal 10GHz für eine 
ansehnliche Steigung. Und mit 3cm kommst du dann schon in Bereiche, bei 
denen du dir Gedanken machen musst...

Was spricht denn dagegen, wenigstens zu versuchen, das Layout gut zu 
machen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Sinus T. (micha_micha)


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Wenn da Stecker angeschlossen werden, hängt da also auch ein Kabel dran. 
Dein Adapter ist also nur ein Teil des Übertragungsweges. Wenn da 
irgendwo der Wellenwiderstand nicht stimmt, ist das eine Stoßstelle, an 
der es Reflexionen gibt.

von finalcu (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Was spricht denn dagegen, wenigstens zu versuchen, das Layout gut zu
> machen?

Hab mich gefragt ob ich es mit einer einfachen und günstigen 2-lagen 
Platine hinbekomme aber dann werden die Leiterbahnen zu dick (dafür hats 
keinen Platz) wenn ich die richtige Impedanz will.

Werde es jetzt also doch richtig machen und dann gehts mit 4-lagen 
einfacher.

Danke für die Antwort.

von Reinhold (Gast)


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Entscheidend ist bei digitalen Signalen das Verhältnis von 
Flankensteilheit zu Leitungslänge. Wenn die räumliche Ausdehnung einer 
Flanke (Anstiegszeit*c) kleiner ist als eine viertel Leitungslänge, 
kommt man in den Bereich wo Impedanzanpassung usw. wichtig werden 
könnte.

Dann sollte man auch Impedanzdiskontinuitäten vermeiden, da es dort zu 
Reflexionen kommen kann. Also wenn möglich keine Lagenwechsel durch 
Vias. Und wenn sich ein Lagenwechsel nicht vermeiden lässt, sollte 
dieser auf alle Fälle symmetrisch für beide Signale des differenziellen 
Paares ausgeführt werden.

Die Frage ist halt auch wie lange die Leitungen außerhalb deines 
Adapter-Boards sind. Kann gut sein, dass das Adapter-Board (mit den 
Steckern, undefinierten Leitungen und ggf. Vias) für sich schon eine zu 
große Impedanzänderung darstellt.

von Reinhold (Gast)


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Reinhold schrieb:
> Entscheidend ist bei digitalen Signalen das Verhältnis von
> Flankensteilheit zu Leitungslänge. Wenn die räumliche Ausdehnung einer
> Flanke (Anstiegszeit*c) kleiner ist als eine viertel Leitungslänge,
> kommt man in den Bereich wo Impedanzanpassung usw. wichtig werden
> könnte.

Sorry, "kleiner als die >vierfache< Leitungslänge" muss es natürlich 
heißen.

von Georg (Gast)


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Reinhold schrieb:
> Kann gut sein, dass das Adapter-Board (mit den
> Steckern, undefinierten Leitungen und ggf. Vias) für sich schon eine zu
> große Impedanzänderung darstellt.

Der TO hat auch nicht gesagt, was da überhaupt adaptiert wird - es ist 
bestimmt keine gute Idee, das Adpaterborad mittendrin zu verwenden, und 
davor und dahinter längere Leitungen. Muss das unbedingt so sein, so 
muss auch das Adapaterboard mit grösster Sorgfalt konstruiert werden, 
damit es nicht Diskontinuitäten mitten in der Leitungsstrecke 
verursacht.

Georg

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