Mesurer l'impédance

11

Je conçois et construis des circuits qui utilisent 100Mb / s sur un bus LVDS (Low Voltage Differential Signaling). Certains de ces signaux doivent voyager entre les PCB sur des câbles fabriqués à la main. Le problème est que je n'ai aucun moyen de vérifier la qualité des câbles et des terminaisons.

Si j'étais millionnaire, j'obtiendrais une portée coûteuse ou un analyseur de réseau vectoriel. Mais à défaut, existe-t-il un moyen de mesurer les signaux réfléchis ou l'impédance du câble?

(J'ai une bande passante de 150 MHz, la portée de 500 MSPS est disponible).

Ajouté: Informations sur les données sur le fil, extraites de la fiche technique ET1200 .

Forme d'onde Ebus

Ajouté: 21 heures pour aller. Dernière chance pour la prime. Quelqu'un peut-il suggérer même un moyen rapide et sale de mesurer l'impédance? Peut-être une sorte de pont où je pourrais comparer le câble avec un bon câble connu?

impedance termination lvds Rocketmagnet
la source
1
"100Mb" peut être une spécification pour une mémoire, mais pas pour un canal de communication car les unités sont clairement erronées. Que voulez-vous vraiment dire par "LVDS" (qui bien sûr aurait dû être précisé de toute façon)? Se tromper sur des choses simples comme les unités signifie que nous devons supposer que beaucoup d'autres choses sont mauvaises et qu'il n'y a aucun moyen de savoir ce que vous demandez réellement.
Olin Lathrop
1
100 Mo - avec un B majuscule sont les unités de mémoire. B minuscule signifie bits, donc 100 Mo signifie 100 mégabits. Oui, cela devrait inclure du temps, donc 100 Mo / s est correct. LVDS signifie Low Voltage Differential Signaling.
MarkSchoonover
3
@Olin: Êtes-vous sûr? Alors, que veulent dire les gens lorsqu'ils se réfèrent à Ethernet 100 Mo? (Google it) Signifient-ils qu'il peut «se souvenir» de 2 ^ 20 bits? Non, les gens utilisent souvent 100 Mo comme (très) court pour 100 méga bits de données transférées par seconde. Convenu que les unités correctes sont Mb / s. LVDS est toujours appelé LVDS. Les gens ne l'écrivent pratiquement jamais dans leur intégralité: signalisation différentielle basse tension.
Rocketmagnet
12
@OlinLathrop, devons-nous maintenant énoncer «logique transistor-transistor» ou «logique complémentaire métal-oxyde-semi-conducteur» chaque fois que nous voulons parler de TTL ou CMOS?
The Photon
@Rocketmagnet - Lorsque les gens se réfèrent à "100Mb Ethernet", ils s'y réfèrent mal . C'est "100Mb / s Ethernet" (ou "100Mbps Ethernet"). Le fait que beaucoup de gens l' appellent de manière incorrecte ne le rend pas correct (cela donne simplement l'impression que les gens qui l'appellent sont idiots). N'est-ce pas en train de taper le plus /sou le plus psgrand affront?
Connor Wolf

Réponses:

3

Voici le moins cher que je peux trouver.

Schéma du coupleur directionnel

Tout d'abord, vous avez besoin d'un synthétiseur RF. Si vous ne l'avez pas, obtenez votre signal numérique pour émettre une onde carrée pure (utilisez le signal d'horloge ou envoyez 1010 ... à partir de votre ligne de données), puis utilisez un filtre passe-bas ou passe-bande pour le transformer en un signal pur onde sinusoïdale.

Entre la source et votre circuit testé, connectez un coupleur directionnel, dans le sens de sorte que la sortie couplée reçoive le signal réfléchi, pas le signal source.

Connectez maintenant un détecteur de puissance RF au port couplé du coupleur directionnel. Vous pouvez maintenant utiliser un multimètre pour mesurer la puissance du signal réfléchi.

Si vous utilisez des minicircuits, vous pouvez obtenir le coupleur directionnel et le détecteur de puissance pour quelque chose comme 150 $, ou vous pouvez probablement trouver ces pièces pour encore moins sur EBay.

Il y aura toutes sortes d'erreurs dans cette approche, car vous n'avez pas l'équipement pour l'étalonner. La directivité du coupleur directionnel limitera le coefficient de réflexion minimum que vous pouvez mesurer. Mais si vous ajustez votre terminaison pour minimiser la tension à la sortie du détecteur de puissance, vous êtes probablement sur le point d'optimiser la correspondance.

Éditer

Devrait ajouter, puisque vous parlez de LVDS, vous parlez probablement d'une ligne différentielle et d'une terminaison différentielle. Ce qui signifie que pour ce schéma, vous aurez besoin d'un balun entre l'instrument de test et votre DUT. Ce qui est encore une autre source potentielle d'erreurs.

Le photon
la source
Merci Photon. C'est plus comme ce que je recherche. Puisqu'il s'agit de LVDS, ai-je besoin d'une paire de coupleurs directionnels? Pourquoi utiliser une onde de péché pure? Pourquoi ne pas utiliser mes vrais signaux? Cela en ferait sûrement un test plus précis.
Rocketmagnet
Je pourrais peut-être l'étalonner. Je peux créer une situation avec une réflexion maximale en omettant le terminateur. Et je peux créer une réflexion minimale en utilisant un câble HDMI 100R et une terminaison 100R.
Rocketmagnet
Le coupleur directionnel et le détecteur RF n'auront pas une réponse particulièrement uniforme sur la fréquence. Vous ne saurez donc pas vraiment quelle est la réponse à votre entrée d'onde carrée. De plus, vous ne connaîtrez pas la réponse de phase à chaque fréquence, donc dans l'ensemble c'est une mesure assez limitée. Mais cela pourrait vous rapprocher d'un bon match.
The Photon
Cool. Je lis sur les coupleurs directionnels maintenant. Existe-t-il un coupleur directionnel différentiel?
Rocketmagnet
@Rocketmagnet - Ne mettez pas le coupleur à la terre? Ou utilisez un balun pour passer de asymétrique à différentiel.
Connor Wolf
5

Vous n'avez pas à dépenser un million de dollars pour obtenir un VNA décent. Puisque vous avez les compétences nécessaires pour construire des circuits, vous pouvez en construire un vous-même pour environ 400 $ USD. J'ai construit un VNA N2PK au cours des derniers mois. Vous n'avez pas besoin d'outils spéciaux, juste d'une main ferme et d'une bonne station de soudage. Il y a un groupe Yahoo actif , dans la section des fichiers, il y a beaucoup de projets terminés. J'ai acheté la plupart des pièces via Digikey , avec quelques-unes de Mouser et MiniCircuits . J'ai également écrit mes progrès sur mon site Web .

MarkSchoonover
la source
Est-ce que celui-ci convient aux signaux différentiels? IE Puis-je l'utiliser pour tester des câbles à paire torsadée faits maison?
Rocketmagnet
@Rocketmagnet - Peut-être: picosecond.com/objects/AN-21.pdf Quelque chose que je vais essayer une fois mon VNA terminé.
MarkSchoonover
1

À mon avis, la chose la plus évidente à faire est de construire un oscillateur (ou un multivibrateur, pour avoir des ondes carrées) à fréquence variable et de regarder le signal à l'autre extrémité du câble si la dégradation est acceptable.

Mais vous devez d'abord définir quelques dimensions: 100 Mb / s c'est la bande passante globale ou seulement pour la charge utile? Vous devez d'abord le convertir en fréquence de signal (en Hz), puis vérifier la longueur du câble pour vous assurer qu'il est de la bonne longueur.

Je pense que les mesures ont du sens lorsque vous avez une hypothèse à vérifier, sinon vous ne saurez pas quoi faire des résultats.

clabacchio
la source
Le problème est que mon oscilloscope n'est pas assez rapide pour effectuer des mesures significatives à cette vitesse. Une telle portée coûte des milliers de livres.
Rocketmagnet
@Rocketmagnet vous pouvez toujours vous assurer qu'une onde sinusoïdale de 100 MHz est passée, et que la ligne est de la bonne longueur pour avoir des ondes stationnaires
clabacchio
Eh bien, le câble est assez court (environ 300 mm) par rapport à la longueur d'onde. Je ne sais pas exactement quelle serait la longueur d'onde, car apparemment la vitesse de propagation dépend énormément du milieu.
Rocketmagnet
1
De plus, la longueur de ligne critique dépend davantage des temps de montée et de descente de votre signal source que du débit binaire. Quels sont donc vos temps de montée et de descente? Le problème est que vous n'avez pas le budget pour l'équipement de test qui pourrait vous dire ... Je pense que la raison pour laquelle vous n'avez pas obtenu beaucoup de réponses à votre question est qu'il n'y a pas de solution miracle. Si vous souhaitez travailler à 100 MHz et plus, vous devez prévoir un équipement de test approprié à ces fréquences.
The Photon
1
Si la terminaison R est supérieure à l'impédance de ligne Z0, vous obtenez une réflexion avec une tension positive; donc si vous mesurez la tension à la terminaison, elle est plus élevée. Si R <Z0, vous obtenez une réflexion avec une tension négative, vous mesurez donc une tension inférieure à la terminaison. Mais si vous faites cela en variant Z0 au lieu de R, vous créez également un décalage à l'extrémité source et vous obtenez plusieurs réflexions sur la ligne. Quel est le résultat final mesuré en termes de tension de crête à l'extrémité de terminaison n'est pas trivial à prévoir.
The Photon