Necesita una puerta XOR que funcione hasta 2 a 3 GHz

La familia lógica más rápida ha sido y sigue siendo ECL. Aunque a menudo se pasan por alto en los últimos tiempos, desarrollos como PECL y LVPECL (ECL esencialmente positivo y PECL diferencial) han mantenido a la familia a la vanguardia de la conmutación lógica. Las limitaciones anteriores de los suministros múltiples y los voltajes negativos se han eliminado, pero en muchos casos hay compatibilidad con versiones anteriores.

Los dispositivos MC10EP08 / MC100EP08 cumplirían con sus requisitos enlace

No es tan bueno, pero también casi cumple con tus especificaciones enlace

Disponible en Digikey (en stock) enlace

En el modo PECL, estos funcionarán desde Vcc = 3.3V a 5V y Vee = 0V.

La frecuencia máxima se clasifica como > Típico de 3 GHz con retrasos de propagación de 250 picosegundos (!) Típicos y 300 picosegundos máximo a 25 ° C con fluctuación de ciclo a ciclo de < 1 ps.

Digikey lista un rango de puertas ECL.

Si bien es mejor dejar la operación a 3 GHz a compuertas existentes como estas, es relativamente fácil implementar puertas de alta velocidad utilizando partes discretas con topología de tipo ECL. Mirar los circuitos equivalentes de las puertas ECL más antiguas brinda un buen comienzo (las hojas de datos modernas generalmente solo proporcionan diagramas funcionales generales sin pistas sobre cómo se logran los resultados). Las puertas son esencialmente arreglos de tipo par largo de cola muy familiar. El rendimiento por esfuerzo y costo es mucho mejor que para la mayoría de los otros enfoques.

Un excelente tutorial de TI en "Interfaz entre los niveles de LVPECL, VML, CML y LVDS" con discusiones sobre la coincidencia de impedancias, líneas de transmisión, reflexiones, polarización ... e incluye diagramas de cómo se logra la funcionalidad.

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Sugiero un cambio de enfoque. No dices por qué necesitas un XOR de este tipo, pero te propondré que si haces preguntas sobre esquinas ingleteadas y planos de tierra, entonces realmente no tienes lo que se necesita para hacer este tipo de circuito. No se ofenda por eso, ya que sospecho que el 99.99% de las personas en este sitio no pudieron hacer eso, incluyéndome a mí, ¡y he hecho circuitos de GHz antes! Entonces, en lugar de intentar hacer un XOR de 3 GHz, le sugiero que encuentre una manera diferente de lograr lo que quiere de una manera que no necesite velocidades tan rápidas.

Solo para aclararme, he aquí por qué sugiero cambiar su enfoque ... Digamos que podría hacer un XOR a 3 GHz, a continuación, algunos de los problemas & soluciones a las que te enfrentarías:

1. No harías esto con transistores individuales, demasiado lento. Las piezas de tipo TTL también son demasiado lentas. En su lugar, tendría que pensar en algunas partes lógicas de alta velocidad. En el pasado, podría usar piezas ECL o PECL (una familia diferente, como TTL pero no). No tengo idea de lo que usaría ahora, o incluso si las partes de ECL / PECL todavía están alrededor. Por supuesto, los chips personalizados también lo harán, a un costo enorme.

2. Planos de tierra, absolutamente. Impedancia controlada de PCB's, yup. Tal vez 6 u 8 capas de PCB, dependiendo de otros requisitos. Al menos 4 capas, seguro. Curvas de inglete, también podría. Trazados microstrip / microplane, absolutamente. Y, por supuesto, tendrás que prestar mucha atención al diseño de PCB. Recuerda que 3 GHz es de unos 0.333 ns.

3. Una vez que lo hayas construido todo, digamos que no funciona. ¿Y que? ¡Fuera el o-scope! La mayoría de los o-scopes más aficionados alcanzan los 100 MHz. En mi oficina tengo un alcance de 4 GHz y 4 canales que cuesta US $ 10K, pero la sonda de 1 GHz cuesta US $ 2K adicionales. Necesitará al menos 5 o 6 GHz y 3 sondas de alcance. No los he tasado en un tiempo, pero eso costará al menos US $ 10K, y quizás hasta US $ 30K.

Entonces, para hacerlo, tendrá que usar piezas que son difíciles de encontrar, hacer un diseño complejo en una PCB multicapa, y cuando no funciona del todo bien (lo más probable es que no) Tendré que gastar mucho dinero en un o-scope para ayudarlo a resolverlo. Luego repita el proceso nuevamente, ya que a 3 GHz no puede volver a trabajar su PCB para corregir los defectos. ¡Ay!

Y, por último, aquí hay un enlace a algunas puertas XOR XL en línea: enlace Es Parece que podría, apenas, ser capaz de hacer 2 GHz. 3 GHz parece un tramo, pero no completamente fuera de cuestión. Tienen una placa de evaluación para ese chip (wow, nunca antes había visto una placa de evaluación para una compuerta XOR). Si insiste en seguir este camino, esa junta de evaluación podría ser su mejor opción (US $ 137 en Digikey). Pero todavía necesitarás un o-scope.

3Ghz? Amigo, tienes problemas reales :-)

La fabricación de transistores no es una opción. No irás más allá de los 100 Mhz, incluso con los transistores más rápidos. El problema principal es la longitud de traza & Interferencia EM & transistores sloooooww.

Incluso si tiene un chip separado con la velocidad requerida, tendrá que preocuparse mucho por la transmisión de señales con un ancho de banda de hasta 10-15Ghz (para tener al menos algunos frentes visibles, debe poder transferir varios de sus dispositivos digitales de destino). frecuencia). Además, a esta velocidad, las reflexiones de la señal requerirán una coincidencia de impedancia en todas partes (= es decir, no solo necesitas un plano de tierra, sino también un espesor específico de PCB y anchos de trazado + terminación) ... Mundo del infierno.

La única solución confiable es dejar esa puerta XOR dentro del ASIC personalizado teniendo el resto de su dispositivo. Incluso a 0.25um puede tener 3Ghz XOR fácilmente.

Probablemente sea demasiado para ti, pero el HMC721LC3C de Hittite es bueno para 14 GHz. Digikey tiene 10 en stock a partir de este escrito.

Hay algo de información de diseño que podría ser útil que se podría extraer de su PCB de evaluación, gran parte de la cual sería aplicable a requisitos menos exigentes.

Es realmente útil tener un alcance de muestreo rápido: puede ver las discontinuidades introducidas por las curvas de PCB, los conectores, la visa, etc. Esta bestia puede ser improvisada a partir de los hallazgos de eBay del ancla del barco por unos pocos K (dólares) pero no será muy portátil.