Mengukur impedansi

Saya merancang dan membangun sirkuit yang menggunakan 100Mb / s pada bus Low Voltage Differential Signaling (LVDS) bus. Beberapa sinyal ini perlu melakukan perjalanan antara PCB pada kabel buatan tangan. Masalahnya adalah saya tidak punya cara untuk memverifikasi kualitas kabel dan terminasi.

Jika saya seorang jutawan, saya akan mendapatkan lingkup mahal atau penganalisa jaringan vektor. Tetapi jika gagal, apakah ada cara saya bisa mengukur sinyal yang dipantulkan, atau impedansi kabel?

(Saya memiliki bandwidth 150MHz, tersedia ruang lingkup 500MSPS).

Ditambahkan: Informasi tentang data pada kawat, diambil dari lembar data ET1200 .

Bentuk gelombang ebus

Ditambahkan: 21 jam lagi. Kesempatan terakhir untuk hadiah. Adakah yang bisa menyarankan bahkan cara cepat dan kotor untuk mengukur impedansi? Mungkin semacam jembatan di mana saya bisa membandingkan kabel dengan kabel yang dikenal baik?

impedance termination lvds

— Roket
sumber

"100Mb" mungkin spesifikasi untuk memori, tetapi tidak untuk saluran komunikasi karena unit jelas salah. Lalu apa yang sebenarnya Anda maksud dengan "LVDS" (yang tentu saja seharusnya sudah dijabarkan)? Mendapatkan hal-hal mudah dasar seperti unit salah berarti kita harus menganggap banyak hal lain salah dan tidak ada cara untuk mengetahui apa yang sebenarnya Anda tanyakan.

— Olin Lathrop

100 MB - dengan huruf B adalah satuan untuk memori. Huruf b berarti bit, jadi 100Mb berarti 100 megabit. Ya, harus termasuk waktu sehingga 100Mb / s sudah benar. LVDS adalah singkatan dari Pensinyalan Diferensial Tegangan Rendah.

— MarkSchoonover

@ Olin: Apakah Anda yakin? Lalu apa yang orang maksud ketika mereka merujuk pada 100Mb Ethernet? (Google it) Apakah maksud mereka dapat 'mengingat' 2 ^ 20 bit? Tidak, orang sering menggunakan 100Mb sebagai (sangat) singkat untuk 100 mega bit data yang ditransfer per detik. Setuju bahwa unit yang benar adalah Mb / s. LVDS selalu disebut LVDS. Orang-orang praktis tidak pernah menuliskannya sepenuhnya: Pensinyalan Diferensial Bertegangan Rendah.

— Rocketmagnet

@ OlinLathrop, Apakah sekarang kita harus mengeja "logika transistor-transistor" atau "logika semikonduktor oksida-logam gratis" setiap kali kita ingin berbicara tentang TTL atau CMOS?

— The Photon

@Rocketmagnet - Ketika orang menyebut "100Mb Ethernet", mereka menyebutnya salah . Ini "100Mb / s Ethernet" (atau "100Mbps Ethernet"). Kenyataan bahwa banyak orang salah menyebutnya sebagai hal yang tidak membuatnya benar (itu hanya membuat orang yang menyebutnya itu terlihat konyol). Tidak mengetik tambahan /satau psbanyak penghinaan?

— Connor Wolf

Jawaban:

Inilah yang termurah yang bisa saya dapatkan.

Diagram directional coupler

Pertama, Anda memerlukan synthesizer rf. Jika Anda tidak memilikinya, dapatkan sinyal digital Anda untuk menghasilkan gelombang persegi murni (baik gunakan sinyal clock atau kirim 1010 ... dari jalur data Anda), dan kemudian gunakan filter lowpass atau bandpass untuk mengubahnya menjadi murni gelombang sinus -ish.

Antara sumber dan sirkuit Anda dalam pengujian, sambungkan coupler terarah, ke arah sehingga output yang digabungkan mendapatkan sinyal yang dipantulkan, bukan sinyal sumber.

Sekarang sambungkan detektor daya rf ke port ditambah directional coupler. Sekarang Anda dapat menggunakan multimeter untuk mengukur daya pada sinyal yang dipantulkan.

Jika Anda menggunakan Minicircuits, Anda bisa mendapatkan directional coupler dan power detector untuk sesuatu seperti $ 150, atau Anda mungkin dapat menemukan bagian-bagian ini lebih sedikit di eBay.

Akan ada semua jenis kesalahan dalam pendekatan ini, karena Anda tidak memiliki peralatan untuk mengkalibrasi itu. Direktivitas directional coupler akan membatasi koefisien refleksi minimum yang dapat Anda ukur. Tetapi jika Anda menyesuaikan penghentian Anda untuk meminimalkan tegangan pada output detektor daya, Anda mungkin hampir mengoptimalkan kecocokan.

Edit

Harus menambahkan, karena Anda berbicara tentang LVDS, Anda mungkin berbicara tentang garis diferensial dan pemutusan diferensial. Yang berarti untuk skema ini Anda akan memerlukan balun antara instrumen tes dan DUT Anda. Yang merupakan sumber kesalahan potensial.

— Foton
sumber

Terima kasih, Photon. Ini lebih seperti apa yang saya kejar. Karena ini adalah LVDS, apakah saya memerlukan sepasang skrup arah? Mengapa menggunakan gelombang dosa murni? Mengapa tidak menggunakan sinyal asli saya? Tentunya ini akan membuatnya menjadi tes yang lebih akurat.

— Rocketmagnet

Mungkin saya bisa mengkalibrasi itu. Saya dapat membuat situasi dengan refleksi maksimal dengan meninggalkan terminator. Dan saya dapat membuat refleksi minimum menggunakan kabel 100R HDMI dan terminator 100R.

— Rocketmagnet

Directional coupler dan rf detector tidak akan memiliki respons yang seragam terhadap frekuensi. Jadi Anda tidak akan benar-benar tahu apa respons terhadap input gelombang persegi-ish Anda. Juga, Anda tidak akan tahu respons fase pada setiap frekuensi, jadi secara keseluruhan pengukurannya cukup terbatas. Tapi itu bisa membuat Anda cukup dekat dengan pasangan yang baik.

— The Photon

Keren. Saya membaca skrup arah sekarang. Apakah ada yang namanya directional coupler diferensial?

— Rocketmagnet

@ Rocketagnet - Jangan ground coupler? Atau gunakan balun untuk beralih dari satu ujung ke diferensial.

— Connor Wolf

Anda tidak perlu menghabiskan satu juta dolar untuk mendapatkan VNA yang layak. Karena Anda memiliki keterampilan untuk membangun sirkuit, Anda dapat membangun sendiri sekitar $ 400 USD. Saya telah membangun N2PK VNA selama beberapa bulan terakhir. Anda tidak memerlukan alat khusus, hanya tangan yang stabil, dan stasiun solder yang bagus. Ada Yahoo Group yang aktif , di bagian file ada banyak proyek yang selesai. Saya telah mengambil sebagian besar komponen melalui Digikey , dengan beberapa dari Mouser , dan MiniCircuits . Saya telah menulis kemajuan saya di situs web saya juga.

— MarkSchoonover
sumber

Apakah itu cocok untuk sinyal diferensial? IE Bisakah saya menggunakannya untuk menguji beberapa kabel twisted pair buatan rumah?

— Rocketmagnet

@Rocketmagnet - Kemungkinan: picosecond.com/objects/AN-21.pdf Sesuatu yang akan saya coba setelah VNA saya selesai.

— MarkSchoonover

Menurut pendapat saya, hal yang paling jelas untuk dilakukan adalah membangun osilator (atau multivibrator, untuk memiliki gelombang persegi) dengan frekuensi variabel dan melihat sinyal di ujung kabel jika degradasi dapat diterima.

Tetapi pertama-tama Anda harus mendefinisikan beberapa dimensi: 100 Mb / s itu bandwidth keseluruhan atau hanya untuk payload? Pertama-tama Anda harus mengubahnya menjadi frekuensi sinyal (dalam Hz), dan kemudian periksa panjang kabel untuk memastikan bahwa itu adalah panjang yang tepat.

Saya pikir tindakan itu masuk akal ketika Anda memiliki hipotesis untuk diperiksa, jika tidak, Anda tidak akan tahu apa yang harus dilakukan dari hasilnya.

— clabacchio
sumber

Masalahnya adalah osiloskop saya tidak cukup cepat untuk melakukan pengukuran yang berarti pada kecepatan ini. Ruang lingkup seperti itu harganya ribuan poundsterling.

— Rocketmagnet

@Rocketmagnet Anda masih dapat memastikan bahwa sinewave 100 MHz dilewati, dan bahwa garis tersebut memiliki panjang yang sesuai untuk memiliki gelombang stasioner

— clabacchio

Nah, kabelnya cukup pendek (sekitar 300mm) dibandingkan dengan panjang gelombang. Saya tidak yakin persis berapa panjang gelombangnya, karena kelihatannya kecepatan propagasi sangat tergantung pada mediumnya.

— Rocketmagnet

Juga, panjang garis kritis lebih tergantung pada naik & turunnya waktu sinyal sumber Anda daripada pada bit rate. Jadi apa waktu naik turunnya Anda? Masalahnya adalah, Anda tidak memiliki anggaran untuk peralatan uji yang dapat memberi tahu Anda ... Saya kira alasan Anda belum mendapatkan banyak jawaban untuk pertanyaan Anda adalah, tidak ada peluru ajaib. Jika Anda ingin bekerja pada frekuensi 100 MHz ke atas, Anda perlu membuat anggaran untuk peralatan uji yang tepat pada frekuensi tersebut.

— The Photon

Jika terminasi R lebih besar dari impedansi saluran Z0, Anda mendapatkan refleksi dengan tegangan positif; jadi jika Anda mengukur tegangan pada terminasi, itu lebih tinggi. Jika R <Z0, Anda mendapatkan pantulan dengan tegangan negatif, jadi Anda mengukur tegangan yang lebih rendah saat terminasi. Tetapi jika Anda melakukan ini dengan memvariasikan Z0 bukannya R, Anda juga membuat ketidakcocokan di ujung sumber, dan Anda mendapatkan beberapa refleksi di baris. Apa hasil akhir yang diukur dalam hal tegangan puncak pada akhir terminasi tidak sepele untuk diprediksi.

— The Photon