Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei LVDS Signal


von Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)


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Hallo,

ich wende mich mit einem Problem an euch bei dem ich momentan nicht 
weiter weis. Ich habe eine DVI nach LVDS Wandlerplatine entwickelt. 
Diese nutzt den DVI Receiver TFP403 und den LVDS Transmitter DS90C387A 
von Texas Instruments. Die Platine bekommt an einer Seite die DVI Daten 
von einem Pandaboard ES und gibt diese dann an einen 24" Monitor weiter. 
Ich habe die korrekte LVDS Zuordnung mittels eines Datenblatt hin 
bekommen und auch mein geklontes EDID EEPROM funktioniert, sodass mein 
"fake Monitor" korrekt erkannt wird. Leider habe ich aber nur kurz nach 
dem Einschalten des Panels ein Bild, dass dann wie verblasst und danach 
nur noch farbige Streifen zu sehen sind. Ich habe nun alle LVDS 
Leitungen mit einem differentielen Tastkopf und einem Oszi mit 500MHZ 
Banbreite gemessen. Mein Takt sieht noch ganz ok aus aber meine 
Datenleitung scheint während der HIGH Phase des Takes einmal ein zu 
brechen. Bild von der Messung habe ich angehängt!

Habe schon im Forum von TI geschrieben: 
http://e2e.ti.com/support/interface/high_speed_interface/f/138/p/230654/813020.aspx#813020

Leider hatte hier bisher keiner einen Tipp für mich.

Vielleicht weis hier jemand was, wäre sehr dankbar darüber.

Gruß
Jürgen

von Stilz plus Rumpel (Gast)


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Das schaut nach schlimmen Reflexionen aus. LVDS arbeitet mit 
differentiellen 100 Ohm Transmissionlines. Und benoetigen einen 
Abschluss auf der Empfaengerseite. Ist dem so ?

Ist die Transmissionlines auf 100 Ohm differentiell ausgelegt ? Und 
abgeschlossen.

von Joerg L. (Firma: 100nF 0603 X7R) (joergl)


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Bei so wenig Angaben kann man nur raten:
- Terminierung vergessen?
- Leitungsimpdanz auf der Leiterplatte stimmt nicht?
- Zuordnung der Pixel/Sync/DE vom TDMI Receiver zum LVDS Transmitter 
stimmt?
- Das Display ist wirklich ein Dual Lane Display 
(6*LVDS-Daten+1*LVDS-Clock)?
- Der TFP403 ist wirklich auf Dual eingestellt?
Schaltplan?

von Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)



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Danke für euere Antworten, natürlich war das mein Fehler so weing 
Informationen zum Projekt zu geben. Das ändere ich jetzt.

Also Terminierung habe ich keine, da im Transmitter und Receiver bereits 
lasergetrimmte Terminierungen verbaut sind.

Die Impadanz der Differentiellen Leitungen habe ich mittels der von TI 
bereit gestellten Formeln erreichnet ( natrürlich mit den Werten meines 
Leiterplattenherstellers). Hier unterliege ich natürlich einiger 
Produktionschwangkungen, diese würden im worst case einen Impedanz 
zwischen 90 und 110 ohm ergeben, was ich aber als nicht kritisch ansehe.

Das Display wird im Datenbaltt als DUAL LVDS Panel erklärt, es besitzt 8 
LVDS-Paare und 2 Takt-Paare. Datenblatt des Bildschirms habe ich 
angehängt sowie meinen aktuellen Schaltplan.

Wäre es sinnvoll eventuell Kondesatoren in Reihe zu den LVDS Paaren zu 
schalten und dadurch eine Hochpassfilterung zu bekommen?

von Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)


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Anbei noch mein Layout eventuell hilft dies vielleicht. Es ist ein 
vierlagiges Layout wobei die beiden inneren Lagen VCC und GND sind.

von HildeK (Gast)


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Jürgen Dürrwang schrieb:
> Ich habe nun alle LVDS
> Leitungen mit einem differentielen Tastkopf und einem Oszi mit 500MHZ
> Banbreite gemessen. Mein Takt sieht noch ganz ok aus aber meine
> Datenleitung scheint während der HIGH Phase des Takes einmal ein zu
> brechen.

Ich finde beide nicht ok. Der Takt ist so nicht brauchbar.
Zum Test würde ich mal einen 100Ω Widerstand (SMD) am Ende der Leitung 
anbringen und dort direkt mit dem differentiellen Tastkopf messen. 
Vielleicht auch erst mal direkt an den Ausgänge deiner Schaltung. Die 
Signale sollten deutlich mehr an Bilderbuchdarstellungen erinnern.

Jürgen Dürrwang schrieb:
> Also Terminierung habe ich keine, da im Transmitter und Receiver bereits
> lasergetrimmte Terminierungen verbaut sind.

Lasergetrimmte Terminierung? Wozu denn das? Ich habe bei den 
Signalformen eher das Gefühl, dass überhaupt keine Terminierung 
vorhanden ist.
Nach meiner Erfahrung sind Impedanzfehler (10%, 20%) in den Leitungen 
oder Abschlüssen eher von untergeordneter Bedeutung. Zur Sicherheit 
könntest du uns noch die Daten deiner differentiellen Leitungen nennen: 
Cu-Dicke, Trace-Breite, Trace-Abstand, Abstand zu GND-Lage.

Mein Vorschlag: mach mal die angeführten Messungen - ganz ohne den 
DVI-Empfänger und zeige und diese.

Jürgen Dürrwang schrieb:
> Wäre es sinnvoll eventuell Kondesatoren in Reihe zu den LVDS Paaren zu
> schalten und dadurch eine Hochpassfilterung zu bekommen?

Naja, wenn du eine untere Grenzfrequenz von deinen Signalen garantieren 
kannst, dann wäre das möglich. Aber wozu? Ich sehe in den Oszillogrammen 
keine Störung durch niederfrequente Signale. Kann man sowieso nur 
machen, wenn die übertragenen Daten durch Codierung gleichstromfrei 
geworden sind. Beim Takt kannst du es probieren. Allerdings ist 
vermutlich dann auf der Empfangsseite ein geeignetes Biasing 
erforderlich, um den Mittelwert der Signale wieder auf die 
Thresholdspannung zu legen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Da liegt irgendwie ein Signal mit ca. dem dreifachen der Clockfrequenz 
drüber. Entweder ist das ein Messproblem oder irgendein Durchschweinern 
vom Wandlerchip.

von Reinhard Kern (Gast)


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Jürgen Dürrwang schrieb:
> wobei die beiden inneren Lagen VCC und GND sind.

Wenn das so ist, müsste am LVDS-Connector jedes GND-Pad direkt mit einem 
Via nach GND verbunden sein - das sehe ich da aber nicht.

Gruss Reinhard

von Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)


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Hallo HildeK,

danke für deine Erfahrungswerte. Ich werde morgen 100
 Widerstände an meine Signalenden löten und diese durchmessen. Obwohl 
ich am LVDS Receiver keine Termininierung erkennen konnte, bin ich davon 
ausgegangen das die Terminierung im Chip (wie in meinen Chips) 
vorgenommen wurde. Da es sich um ein handelsübliches LC-Display handelt 
und deshalb zum LVDS Standart kompatibel sein sollte.

Die Werte vom PCB Hersteller bzw. von meinem Layout:
Trace-Breite = 0.02286 cm, Trace-Höhe = 0,0035 cm, Abstand der Traces 
zur GND Lage 0,0156 cm,
 = 4,75, Abstand zwischen den Traces = 0.03048 cm.

von Omega G. (omega) Benutzerseite


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Ich glaube nicht, dass es an irgendwelchen Leitungsimpedanzen liegt. 
LVDS ist da sehr robust. Wie hast du denn Das Display mit der Platine 
verbunden? Flachbandkabel? Einzellitzen? Sehr gut funktioniert bei mir 
Flachbandkabel (hat übrigens gemessene ca. 100 Ohm Impedanz!) bzw. 
verdrillte Einzellitzen. Verdrillt man die Leitungen nicht, gibt es 
Bildfehler.

Dein Fehler klingt als ob die Schaltung nur kurz funktionieren würde. 
Überprüfe mal die Versorgungsspannungen.

Übrigens hier geht es um das gleiche wie du hast: 
http://f3.webmart.de/f.cfm?id=1663923&r=threadview&t=3958049&m=16486523
bzw.
http://gsg-elektronik.de/shop/index.php?main_page=product_info&cPath=1&products_id=15

Die Platine ist allerdings zweilagig und getestet bis 1920x1200.

von HildeK (Gast)


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Jürgen Dürrwang schrieb:
> Da es sich um ein handelsübliches LC-Display handelt
> und deshalb zum LVDS Standart kompatibel sein sollte.
Ja, sollte es. Aber die Messungen dienen zum Eingrenzen, an welcher 
Stelle man suchen muss - deine Quelle, das Kabel oder eben doch der 
Empfänger.

> Die Werte vom PCB Hersteller bzw. von meinem Layout:
Passt schon. Wenn auch verschiedene Berechnungsprogramme 
unterschiedliche Werte angeben (zwischen ca. 90 und 110Ω habe ich 
gefunden ...).
Außerdem, dein Eps-r ist imho etwas hoch. Standard-FR4 liegt eher bei 4. 
Und ob du bei Platinen mit Durchkontaktierungen wirklich 35µm Cu-Dicke 
hast, ist auch nicht sicher. Die liegt eher bei 50µ, wenn du 35µ 
bestellt hast - je nach Platinenhersteller. Außer du hast ausdrücklich 
eine impedanzkontrollierte LP bestellt. Da dein Kabel sicher länger ist, 
müsste man eher da nachkontrollieren.
Aber unabhängig davon: all die Toleranzen sind nicht dein Problem und 
würden sich auch nicht so zeigen.

von N2 (Gast)


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Hi,

Wie ist das Bild kurz nach dem Einschalten ? Gut ? Dann liegt es nicht 
unbedingt an LVDS.

Wie hoch soll die Clock sein ? 27 MHz ? Kommt mir zu niedrig vor. Im 
Datenblatt von Deinem Asus steht was erst ab >30MHz.

Was für ein Signal ? Reicht die Bandbreite mit 27 MHz überhaupt aus um 
das zu leisten, was Du darstellen willst ?

Was kann die Probe MHz-mäßig ? Neben Reflexion kann das auch ein ganz 
schlechtes Mess-Setup sein.
a) Verbinde die Scope Masse irgentwie mit mit Deiner Schaltungsmasse, 
hier kommt es nicht wirklich auf ne gute Verbindung an, hauptsache 
überhaupt ne Verbindung (wenn Du nur einen differentiellen Tastkopf 
nimmst). Oder mess mal single-ended
b) Der aktive Teil der Probe wirklich nahe dran, und möglichst 
gleichlange Verbindungen. Wobei bei 27MHz sollte es mit wahrscheinlich 
knapp >10cm noch gut gehen. Keine Schlaufen in diese Verbindung

LVDS Rise/Fall Times liegen normalerweise <600ps je nach Frequenz, das 
kann ich mit einer analogen passiven 500MHz Probe und 2 GHz Scope gar 
nicht messen...das bleibt dann auf ca. 1ns. Da kann Deine Scope 
Bandbreite ziemlich miese Aliasing Effekte zeigen...

Gruß N2

von Jürgen D. (Firma: Student) (freacky2002)


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Hi,

also ich habe zur Veranschaulichung hier: http://youtu.be/UnnBPjPmcVM 
eine kurzes Video gedreht bei dem man, kurz nach dem Bildschirm 
einschalten, mein Bild sieht das dann wieder verschwindet.

Der differentielle Messkopf den ich genutzt habe hat eine Bandbreite von 
500MHz und ich habe diesen direkt an die Füsse vom LVDS Receiver 
gehalten. Näher konnte ich da nicht ran.

Ich wollte gestern nochmals, mit eigener 100 ohm Terminierung, eine 
differentielle Messung machen, leider steht der Tastkopf erst am Montag 
wieder zur Verfügung. Ich habe deshalb eine Single Ended Messung 
gemacht. Dabei habe ich eine 50 ohm Koaxialleitung direkt mit dem Oszi 
und der Leitung verbunden (Bild SingleEnded). Im Anhang habe ich eine 
Bild von Takt-/Datenleitung sowie meine Messkonfiguration angehängt.

Am Montag werde ich dann nochmals die differentielle Messung machen

Gruß Jürgen

von N2 (Gast)


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Hi Jürgen,

Die Singe-Ended Messung passt finde ich nicht zu Deiner differentiellen 
Messung vorher, da die single ended Messung eher dem entspricht, was man 
so erwarten würde...

Irgendwas stimmt mit der differenziellen Messung nicht. Kannst Du Plus 
und Minus single-ended messen und am Scope subtrahieren ?

Kannst Du Dir die Samplepunkte auf dem Scope anzeigen lassen ?

Momentan würde ich immer noch schätzen, dass die Rise/Fall Times zu 
schnell für Dein Setup sind und der Überschwinger davon kommt...

Mit 500MHz analoger Bandbreite bist Du schon sehr schlecht aufgestellt 
für dieses Signal...Du brauchst mindestes das Doppelte, wenn Du Glück 
hast und der Treiber nicht zu gut ist...

Die (Clock-)Terminierung sieht gut aus, denke ich...der differentielle 
Voltage Swing wird so bei 300mV liegen...

Daten sehen fragwürdig aus...den mittleren Buckel würde ich wie bei der 
Clock bei 150mV erwarten...

Im ersten Bild mit dem differenziellen Tastkopf ist die Clock 
symmetrisch und Daten find ich nicht symmetrisch...

Da könnte man schon fast schätzen, dass eine der Datenleitungen 
unterbrochen  hochohmig  nicht terminiert ist...wenn alles richtig 
angeschlossen ist, dann Data+. Aber wie gesagt, Dein Setup reicht nicht 
ganz aus um das schlüssig festzustellen.

Das könnte sogar möglicherweise beim Receiver dazu führen, dass der wie 
schnell auch immer weg driftet und es immer mehr zu 111... oder 000... 
wird...

Das ist natürlich jetzt heiss spekuliert...

Mach mal Probe Plots Signle ended von Data+ und Data-, dass würde 
helfen...

Gruß N2

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