Hallo Leute,
ich habe zwei Boards mit einem Samtec mehrfach 50 Ohm Koaxialkabel
verbunden. Über dieses Kabel möchte ich einen LVDS Datenstream von einem
Board zum anderen übertragen. Demnach sitzt auf dem einem Board eine
Serializer der einen parallelen CMOS Datenstrom in einen seriellen LVDS
Datenstrom wandelt. Diesen Datenstrom übertrage wird über je zwei 50Ohm
Koaxialkabel übertragen. Auf der Empfänger Platine sitzt dann der 100Ohm
Widerstand zwischen dem P und N Signal. Außerdem sitzt auf der
Empfängerplatine ein Receiver der den seriellen LVDS Datenstrom wierder
in einen parallen CMOS Datenstrom zurückwandelt.
Ich habe jedoch bedenken da das Kabel kein LVDS (differential pair)
Kabel ist. Auf beiden Leiterplatten habe ich die Impedanz der
Leierbahnen auf Zdiff 100Ohm und Z0 51Ohm angepasst. Demnach ist die
Impedanz zwischen den beiden Leiterbahnen 100Ohm während jede einzelne
Leitung eine Impedanz von ca. 51Ohm besitzt.
Ich bin unsicher ob ich das LVDS Signal über zwei 50Ohm Leitungen
übertragen kann.
Moin,
Michael schrieb:> Ich bin unsicher ob ich das LVDS Signal über zwei 50Ohm Leitungen> übertragen kann.
Ich wuerd's riskieren. Die 2 Strippen sollten halt auch gleich lang
sein.
Ob funktioniert, haengt sicherlich erheblich davon ab, wie hoch
Datenrate/Leitungslaenge ist, ob der Empfaenger irgendwelche
Cableequalizer eingebaut hat,etc...
Gruss
WK
Es gibt auch Bausteine die parallel CMOS auf eine Koaxline wandeln und
den Gegenpart, der das wieder zurückwandelt.
Dann musst du nicht den Umweg über LVDS nehemn und brauchst insgesamt
nur 1 Coax, also auch keine Längenabgleiche.
Z.B.
MAX9271 oder ähnliche in der Familie.
Michael schrieb:> Ich bin unsicher ob ich das LVDS Signal über zwei 50Ohm Leitungen> übertragen kann.
Es funktioniert zwar, aber der Vorteil der Störunterdrückung durch
verdrillte Leitungen findet eben nicht statt. Du musst dich auf die
Schirmung der Koaxkabel verlassen.
Warum nicht einfach ausprobieren, wenn die Kabel schon mal da sind?
Georg
Impedanz ist völlig in Ordnung
georg schrieb:> Es funktioniert zwar, aber der Vorteil der Störunterdrückung durch> verdrillte Leitungen findet eben nicht statt.
Stimm ich zu, aber da es sich bei LVDS um ein Stromgetriebenes Signal
handelt habe ich hier eher keine Bedenken.
Natürlich macht es noch einen Unterschied, ob man jetzt mit 10 Mbit/s
oder 1000 MBit/s unterwegs ist...
Es gehen ca. 600MBit/s über die Leitung. Die Leitungen sind sehr genau
lang, da es ein Multikoaxialkabel ist.
"Es gibt auch Bausteine die parallel CMOS auf eine Koaxline wandeln und
den Gegenpart, der das wieder zurückwandelt." Die kenne ich ich bereits
schon und möchte die Bausteine in Zukunft auch verwenden. Diese
Bausteine haben jedoch einen erheblichen Nachteil. Sie müssen über eine
I2C Interface konfiguriert werden. Bei der Zulassung muss das Gerät
einen ESD Test bestehen. Wenn durch die ESD-Entladung die Konfiguration
zurückgesetzt wird, dann wird der Datenstream nicht mehr übertragen und
der Test schlägt fehl. Bei den "normalen" Serializern ist dies nicht der
Fall.
Es gibt unterschiedliche Arten für den Abschlusswiderstand am Receiver.
Fall 1 ist ein 100Ohm Widerstand zwischen der P und der N Leitung. Den
zweiten Fall habe ich als Screenshot angehängt. Ich bin mir nur unsicher
ob Fall 2 funktioniert.
Michael schrieb:> Ich bin mir nur unsicher> ob Fall 2 funktioniert.
Doch, der funktioniert schon. Zwischen den jeweils zwei 51Ω-Widerständen
ist das Signal idealerweise Null, weil sich ja zwei gleiche aber
gegenphasige Signale aufaddieren. Den kannst du dann auch an GND oder
sonst wo hin anschließen - nur den DC-Offset beachten ...
Erzeuge ich nicht einen Tiefpass mit der Schaltung?
Bei 50Ohm und 10nF würde die Grenzfrequenz ja bei 318.31 kHz liegen. Das
wäre ja weit weg von 500MHz. Da müsse ich ja etwas zwischen 6 und 10pF
wählen.
Michael schrieb:> Erzeuge ich nicht einen Tiefpass mit der Schaltung?
Nein.
An der Stelle hebt sich die Spannung von den beiden differentiellen
Leitungen auf, es ist also V_AC=0. Je nach Ausgangstyp ist nur eine mehr
oder minder große DC-Komponente vorhanden.
Das C sorgt für eine GND-Anbindung des Wechselanteils und verhindert
nur, dass eine DC-Belastung der Ausgänge erfolgt. Wäre das Datensignal
symmetrisch um GND, dann könnte man es weglassen.
Es ist also kein Tiefpass - bestenfalls ein Hochpass, denn es sorgt für
einen sicheren GND der AC-Signale und verhindert einen Stromfluss für
DC-Anteile.
Wären die beiden gegenphasigen Signale exakt invertiert zueinander, kann
man den Kondensator auch weglassen.
Michael schrieb:> Aber im Grunde würde doch der ein 100Ohm Widerstand zwischen dem P und N> Kanal genügen. Dies würde auch den Routingaufwand minimieren.
Bei 'richtigen' symmetrischen Leitung wird man das so machen. Ob sich
das mit zwei einzelnen Koaxleitungen gleich verhält, kann ich nicht
sagen. Das hatte ich nie so gemacht.
Michael schrieb:> Aber im Grunde würde doch der ein 100Ohm Widerstand zwischen dem P und N> Kanal genügen
2mal Koax enstpricht einem geschirmten Twisted Pair, nur eben nicht
Twisted. Also geht alles was auch mit TP geht.
Georg
Bevor die Signale ja über die 2 Leitungen übertragen werden, müssen die
Leiterbahnen auf dem Board geroutet werden. Das erste mal hatte ich die
Impedanz auf genau Zdiff 100Ohm ausgelegt. Dann ist mir jedoch
aufgefallen das Z0 jeder Leitung ca. 57Ohm besaß. Dies wieder würde
bedeutet das ich bei den Übergang aug dem Kabel einen Impedanzsprung
erzeuge. (Übergang von 57Ohm auf 50Ohm) Daher habe ich den Abstand und
die breite der Leiterbahn noch einmal überarbeitet so das jetzt ZDiff
ca. 98Ohm sind und Z0 ca. 51Ohm. Dadurch minimiere ich den
Impedanzsprung und trotzdem habe eine eine Zdiff die nur ca. 1% bis 2%
vor der optimalen Impedanz entfernt ist. Ich weiß der Fertiger hat da
auch noch 5 bis 10% Tolleranz.
Moin,
Also bei den Impedanzen muss man nicht paepstlicher als der Papst sein.
Waeren die Impedanzen tatsaechlich so genau und rein ohmsch, dann
haettest du einen Reflexionsfaktor von (57-50)/(57+50)=7/107 -> also
fast nix.
Gruss
WK
Jetzt würde ich gerne noch den Anschluss des Schirms optimieren. Das
Kabel ist ca. 30cm lang dadurch kann ich die Impedanz vom Schirm
herraussuchen.
Mein Konzept sieht wie folgt aus: Ich möchte über meherer GND Leitungen
die GND Verbindung zwischen den beiden Boards herstellen. Damit die
ganzen Störrungen nicht auch über den Schirm fließen, wollte ich den
Schirm entkoppeln. Ich würde gerne das alle Frequenzen kleiner 50MHz
über den Schirm fließen dürfen (also von DC bis 49,999MHz) Dies benötige
ich da ich bei der EMV die Abstrahlung minimieren möchte. Jedoch weiß
ich nicht wie ich die Schirmanbindung dimensionieren soll. Viele
verbinden den Schirm mit GND wie folgt:
1MOhm parallel 4n7. Wie kann ich da denn die Grenzfrequenz ausrechnen.
Hinzu kommt ja noch die Impedanz der Schirmung die Abhängig von der
Kabellänge ist.
> 1MOhm parallel 4n7.
Das dient einzig und allein dazu, dass niederfrequenten Ausgleichsströme
(50Hz, 100Hz) zwischen geerdeten(Schutzleiter) Geräten nicht über die
Koax-Leitungen fließen. Das hilft bezüglich HF-Abstrahlung gar nichts.
Außerdem hast du dann eine untere Grenzfrequenz für die Übertragung.
Bei Samtec gibt es auch differentielle Koaxialkabel. Die haben per
Prinziop die geringste Abstrahlung.
Ja die kenne ich auch jedoch ist es so das die einelnen Adern
miteinander verklebt sind und die Kabel dadurch sehr steif sind. Für
meine Anwendung benötige ich sehr flexible Kabel daher sind die schon
sehr schön für die Anwendung.
Ich bin schon der Meinung das es HF mäßig sehr viel bringt, da die
Störrungen nicht über den Käfig fließen sondern im Käfig bleiben. Wir
hatten mal ein Camera Link Signal über ein Daumendickes Kamera Link
Kabel über 2m übertragen (zum Kamera Daten vom Gerät zum PC) Dies Kabel
war sehr gut geschirmt, die einzelnen Diff-Paare verdrillt plus Schirm
um die Diff-Paare und dann noch ein zusätzlicher Schirm und alle Paare.
Darüber haben wir dann noch ein zusätzlichen Schirm gezogen und der war
fast aus Vollmetall und trotzem bleim man gerade so unter dem Grenzwert
der Abstrahlung. Dies liegt einfach daran das man so viel Metall wie
möglich um das Kabel wickeln kann wenn man dann den Schirm "nur" an GND
anschließt dann hast Du alle Störrungen die auf GND liegen auch auf dem
Schirm.
