Límites de longitud de terminación de rastreo

Es posible que deba cambiar el terminador de la serie cuando cambie la longitud del rastreo. La mayoría de las veces, los terminadores de serie son solo resistencias de amortiguación y no coinciden con la impedancia. La impedancia del controlador es extremadamente baja, y la impedancia de carga es extremadamente alta (y ligeramente capacitiva) y la traza es lo suficientemente corta como para que su impedancia sea mayormente irrelevante. Piénselo, si la impedancia de la fuente es de 50 ohmios y la línea de transmisión es de 50 ohmios, la tensión de salida se dividirá inicialmente por la mitad mientras la señal esté en vuelo hacia la carga.

El propósito real del terminador de la serie a menudo es simplemente amortiguar el exceso, o disminuir la velocidad de los bordes para ayudar con EMC. Esto requiere ajuste (o simulación con modelos precisos), y la longitud de la línea puede afectarlo, lo que hace que cambie el valor del terminador de la serie.

Cuando llegas a largas líneas de transmisión, la terminación se vuelve bastante importante. En teoría, si su línea de transmisión larga termina en la carga, no necesita la terminación de la serie del controlador. Puede haber una falta de coincidencia entre el conductor y la línea de transmisión, pero no importa, porque no habrá reflexión y no será necesaria la amortiguación. En otras palabras, usted tiene una fuente de baja impedancia que maneja 50 Ohmios (o cualquier carga). Esto no presenta ningún problema y permite que el voltaje pase inmediatamente a VCC. Sin embargo, si existe alguna posibilidad de que la carga no coincida, entonces la mejor situación es que la impedancia de la fuente sea la misma que la línea de transmisión. De esta manera, cualquier reflexión que venga de la carga se encontrará con una terminación coincidente en la fuente y no se reflejará nuevamente. Pero, como se señaló anteriormente, esta situación reduce el voltaje del variador a la mitad.

Quisiera aclarar que recomiendo siempre poner terminación de serie en cualquier señal de alta velocidad si tiene espacio para colocar la resistencia, especialmente los relojes. Es posible que deba ajustar la resistencia para pasar las emisiones irradiadas.

Otra cosa. Si el chip tiene una configuración de fuerza de unidad variable, comience con la terminación de la serie de 0 ohmios y use la configuración de unidad más débil que cumpla con los tiempos de configuración y de espera. Por lo general, la reducción de la fuerza de transmisión le permite obtener más reducción de radiación con menos degradación de la integridad de la señal que al agregar resistencia en serie.

Creo que todo esto es teóricamente correcto, y también se basa en mi experiencia práctica.

¿Qué estás haciendo :). Sí, se puede utilizar el mismo terminador de serie. Desea hacer coincidir la impedancia de salida del controlador con la impedancia de la línea. Como ejemplo, tengo una impedancia de fuente total de 75 ohmios que maneja un cable de 75 ohmios a 1500 pies que luego termina en 75 ohmios.

Ahora, la pérdida de más de 100 pulgadas será diferente, por supuesto, pero no es una función del terminador de origen.

Por cierto, hay excelentes libros sobre esto en Howard Johnson y Eric Bogatin

----- Editar para agregar resultados de simulación

Permítame intentar agregar más color aquí. Supongo que de su pregunta, usted ya está considerando que 12 "o 100" es una línea de transmisión para su aplicación.

Para señales de baja velocidad o líneas cortas, generalmente las tratamos como un elemento RLC concentrado. El tiempo de subida frente a la longitud de la línea es demasiado corto para hablar realmente de reflexiones y terminar líneas de transmisión. Para determinar si debe tratar su conexión como un sistema concentrado, en lugar de un sistema distribuido (línea de transmisión). Yo uso la siguiente fórmula:

L = Tiempo de subida (ps) / Retardo (ps) en

Cualquier rastro más largo que l / 6 lo considero como una línea de transmisión. No estoy realmente interesado en lo que elija hacer con su terminador de serie en el caso agrupado :), pero hablemos del caso de la línea de transmisión y de 12 "frente a 100".

La configuración

Tomé un modelo 1.8V LVCMOS IBIS de un conocido proveedor de FPGA, tiene una resistencia de salida de 21.25Ohm, y me proporcionó un tiempo de subida de 1.1ns en una línea de transmisión corta de 3 "a 50 ohmios. La línea utilizada en este modelo incluye la pérdida, por lo que verá el efecto cuando pase de 12 "a 100". Una impedancia perfectamente adaptada sería un terminador en serie de 28.75Ohms. Estoy mostrando la forma de onda resultante en el receptor, usando el mismo modelo como entrada. Lo siento, las fotos son pequeñas, pero creo que puedes hacer clic y ampliar.

Zs = 28.75 Tr = 1.15ns Len = 12inches

Aquí puede ver que estamos bien emparejados, hay un poco de bache pero en general bastante limpio.

Zs=100Tr=6nsLen=12inches

Aquíheaumentadoelterminadordelaseriea100ohmioscomoloharíaalguienparaqueEMIreduzcalavelocidaddeborde.Mitiempodesubidaseredujoa6ns,ahora,sipuedoentenderlo,talvezpuedausarlaresistenciaparadisminuirlaposibilidaddeproblemasdeEMI.Personalmente,prefieromantenermisrastroscercademisavionesyenrutarconcuidadoparaevitarEMI:)

Zs = 10 Tr = 0.9ns Len = 12inches

Ok, vamos por el otro lado con la terminación de la serie de 10 ohmios. Mire eso, el tiempo de aumento aumentó un poco y hay un claro rebasamiento, seguido de una caída :) Ahora, si fui realmente cuidadoso y este golpe y la inmersión estuvieron dentro de mi poco, tal vez podría usar esto para exprimir un margen adicional. Si estoy corriendo más rápido, esa caída afectará el próximo bit en mi flujo y realmente no quiero lidiar con eso. ¿Por qué hacer problemas por mí mismo?

Observe el cambio de escala para capturar el exceso.

Z=28.8Tr=3.11nsL=100pulgadas

Ok,vamosalograndea100pulgadas,verásquelapérdidacomienzaadesaparecerdenuestraseñalaestadistanciaynuestrotiempodesubidahasubidoa3.11ns.Todavíamequedabastantelimpio.

Z = 100 Tr = 40ns Len = 100 pulgadas

Intentemos ese truco de 100 ohmios de EMI a 100 pulgadas, ¡el tiempo de subida va a 40ns! Me gusta mucho esta trama, es genial. Este es un microstrip, por lo que el tiempo de vuelo debe ser de aproximadamente 150 ps / pulgada. A 100 pulgadas es un tiempo de ida y vuelta de 30 ns. El segundo aumento que se ve entre 40 ns y 60 ns, es aproximadamente 30 ns desde que la primera ola golpeó el receptor, por lo que debe ser el reflejo que viene del terminador de la fuente de 100 ohmios. Bastante bien si me preguntas.

Ahora piense que si estuviera tratando de cambiar bits rápidamente en una configuración como esta, tendría amplitudes bajas y luego, mucho más tarde, aparecería un reflejo que interferiría con su bit ...

Zo=10OhmsTr=1.5nsLen=12pulgadas

Bastantebien,reducirlaimpedanciamediountiempodeaumentomásrápido,perolopagoconunexcesocomolaúltimavez.Tengaencuentaque,enestecaso,tambiénseproduciráunareflexiónopuestaparasusotrosbitssiestáejecutandolosuficientementerápido.

Espero que eso ayude a aclarar algunas cosas de esto. Creo que puedes ver lo que sucede y tomar tus propias decisiones. Por cierto, si puedes hacer un cambio al obtener Hyperlynx o algo similar realmente te puede permitir explorar este tipo de preguntas.