Clock 1,8 V 9 mA Drive Strength bei 50 Ohm Leiterbahn

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
ich habe mit LTspice ein Clock Signal eines LVC - Treibers simuliert.

Vdd = 1,8 V
Drive Strength = 9 mA
Leiterbahn = 600 mm
Wellenwiderstand 50 Ohm
AC Terminierung = 33 pF & 50 Ohm

Der Treiber hat 11,3 Ohm Innenwiderstand.
Die Serienterminierung hat 39 Ohm.

Das sind übliche Werte, nichts besonderes.
In den letzten Jahren habe ich viele ähnlicher Simulationen 
durchgeführt. Dabei ist es mit Versorgungsspannungen von 3,0 V ganz 
klar.

I = 3,0 V / 50 Ohm + 50 Ohm
I = 30 mA

I = 1,8 V / 50 Ohm + 50 Ohm
I = 18 mA

Ja, aber die Drive Strength soll doch nicht überschritten werden, oder? 
Heißt das, Treiber mit 1,8 V Versorgungsspannung sind für 50 Ohm 
Leiterbahnen mit Terminierung nicht geeignet?

Ich habe mir mal bewusst die Ströme angeschaut. In der Tat war ich doch 
etwas überrascht.

In Farbe Grün sieht man den Strom durch den Innenwiderstand Ri. Die 
Spitze liegt bei 45 mA.

In Farbe Ocker sieht man den Strom durch die Serienterminierung Rs. Die 
Spitze liegt bei 12 mA.

In Farbe Rot sieht man den Strom durch R1 in der AC Terminierung. Die 
Spitze liegt bei 9,5 mA.

Wir haben hier eine klassische Terminierung. Die Spannung selber sieht 
sauber aus, was anderes würde man auch nicht erwarten.

Zwischen Rs und R1 ist die Welt in Ordnung. Was über Rs fließt kommt 
auch bei R1 an, ist nur leicht deformiert. Es kann also nur sein, daß 
trotz terminierter Leiterbahn es eine zurückfließende Welle gibt, die 
phasenverschoben den Strom durch Ri deutlich überhöht.

Nun ja, so ist es eben. Aber wie ist dann die Drive Strength = 9 mA zu 
verstehen?
mfg Klaus

[Abdul K. (ehydra)]

1,8V/9mA ist 200ohm. Für 50ohm ist dieser Treiber ungeeignet. Probier's 
mit 100ohm, das ist ja auch der Standard.

Oder du schaltest mehrere Treiber parallel. Müssen dann aber auch 
wirklich zur gleichen Zeit schalten!

[Klaus R. (klara)]

Abdul K. schrieb:
> Probier's
> mit 100ohm, das ist ja auch der Standard.

Die Impedanz des freien Raums beträgt Z₀ = 376,73Ω.
Das ist wohl mit ein Grund nicht mit unnötig hohen Impedanzen bei 
Leiterbahnen zu arbeiten.

Oder sprichst Du hier von Überanpassung?
mfg Klaus

[Abdul K. (ehydra)]

Was die Abstrahlung/Einstrahlung angeht, ist eine möglichst großer 
Impedanzunterschied von Vorteil, ja.

Abwechselnd GND mit Signalleitung dazwischen auf Flachband hat 100ohm.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc8t245.pdf

Ich würde das DB nach kurzem Querlesen dahingehend interpretieren, daß 
bei 1,8V nur 4mA dauerhaft durch den Pin fließen dürfen.

Uberanpassung? Keine Ahnung, was du meinst. Was soll es denn konkret 
werden?

Bei höheren Spannungen wird der Chip eben niederohmiger.

[Klaus R. (klara)]

Abdul K. schrieb:
> Uberanpassung? Keine Ahnung, was du meinst. Was soll es denn konkret
> werden?

Ich habe mal Google befragt.

Leitungstheorie "terminierung" überanpassung

Google schaltete in den KI Modus um. Das kannte ich bisher noch nicht.
Antwort:
...
Eine Überanpassung (auch Übereinstimmung oder im Englischen oft im 
Kontext von Over-Termination diskutiert) tritt auf, wenn der 
Abschlusswiderstand größer ist als der Wellenwiderstand (\(Z_{0}\)) der 
Leitung (\(Z_{L}>Z_{0}\)). 
...

Abdul K. schrieb:
> Ich würde das DB nach kurzem Querlesen dahingehend interpretieren, daß
> bei 1,8V nur 4mA dauerhaft durch den Pin fließen dürfen.

Der Continuous output current ist mit +/- 50 mA angegeben.

Abdul K. schrieb:
> Bei höheren Spannungen wird der Chip eben niederohmiger.

Und bei niedrigeren Spannungen wird der Chip eben hochohmiger.

Gewöhnlich simuliere ich ein Taktsignal in dem ich nur die Steigung als 
Gerade festlege, also dann ein Trapetz habe. Das genügt meistens. Ich 
wollte es etwas genauer haben und habe mir aus einer IBIS Datei den 
Spannungsverlauf herausgeholt. Das ist ja schon mal besser. Aber der 
Innenwiderstand ist ja eigentlich auch keine Konstante.

Der von mir verwendete Innenwiderstand ist eine Angabe des Herstellers. 
Eigentlich ist er mit 11,3 Ohm bei Vdd 1,8 V recht klein.

Aber was mich wirklich überrascht hat ist die hohe Strom durch Ri.
mfg Klaus

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
ich muß mich leider Entschuldigen.

Ich habe in der Simulation einen Fehler!

Die Singnalquelle wurde mit out benannt und nach der Transmission Line 
hatte ich die Spannung ebenfalls out benannt.

Dadurch ist natürlich der hohe Strom entstanden.
Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht!

Wenn möglich sollte der Thread gelöscht werden.
mfg Klaus

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
ich habe jetzt die korrekte Simulation hochgeladen.
Es ist jetzt alles plausibel.
Ich bitte nochmals um Entschuldigung.
mfg Klaus