Forum: Platinen TMDS und 75 Ohm Bus


von P.D. (Gast)


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Hallo !

ich sitze derzeitig an einem HDMI (TMDS) Receiverboard, bin allerdings 
noch relativ frisch in der Materie (1. HF-Board). Ich ging bis vor 
kurzem eigentlich davon aus, das ich mir die Werte für Coupled und 
Signle Microstripes berechnen kann. Bis ich dann auf folgenden Thread 
gestoßen bin:

Beitrag "Wie werden TMDS Leitungen geroutet ?"

Wie hoch sind denn die Unterschiede zwischen den beiden Varianten 
ungefähr und gibt es eine günstige Möglichkeit, sich die Bussysteme zu 
berechnen (außer SI8000/SI9000) ?

Danke im Voraus !

von Reinhard Kern (Gast)


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P.D. schrieb:
> Wie hoch sind denn die Unterschiede zwischen den beiden Varianten

Ich war an dem Thread ja beteiligt, aber wo siehst du da 2 Varianten?

Gruss Reinhard

von P.D. (Gast)


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Sorry, hatte mich wohl ein wenig missverständlich ausgedrückt. Variante 
1 ist das Paar als einzelnes Paar zu betrachten und Variante 2 das 
Microstripe-Paar als Teil eines Busses, also mit Berücksichtigung der 
Abstände von Paar zu Paar zu betrachten.
Als Paar isoliert betrachtet gibt es ja genug Möglichkeiten sich das 
berechnen zu lassen. Wenn ich das Paar im Bus berechnen möchte, dann 
scheine ich ja auf Programme wie die von Polar angewiesen zu sein.

von Reinhard Kern (Gast)


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P.D. schrieb:
> Wenn ich das Paar im Bus berechnen möchte, dann
> scheine ich ja auf Programme wie die von Polar angewiesen zu sein.

Oder du machst den Abstand von Paar zu Paar deutlich grösser als den 
innerhalb der Paare, so dass die Kopplungseffekte klein genug sind (Null 
werden sie so nicht), oder du legst GND zwischen 2 Paare, beides sind 
Standardmöglichkeiten für das Design auf Leiterplatten.

Zur exakten Berechnung brauchst du nicht nur einfach einen Field Solver, 
sondern der müsste auch mit beliebigen Kurvenformen rechnen können, was 
die Sache um Grössenordnungen aufwendiger macht. Die die ich bisher 
gesehen habe erlauben nur die Definition von beliebigen Leiterstrukturen 
mit GND, D+ und D-, aber nicht ein 2. und 3. Diff Pair mit ganz anderen 
Daten drauf. Also erkundige dich erst genau, bevor du etliche kEuro 
dafür ausgibst (Bei Polar > 13 kEUR).

Es gibt zwar die Möglichkeit einer Crosstalk-Berechnung, die die beiden 
benachbarten Leitungen zweier Paare betrifft, aber nach meiner 
Beurteilung wäre das Ergebnis falsch, weil die Feldverteilung einer 
Leitung eines Diff Pairs signifikant anders ist als die einer einzelnen 
Leitung, daher ergibt sich ein anderer Kopplungsfaktor zu einer 
benachbarten Leitung.

Gruss Reinhard

PS zwar falsch, aber pessimistisch falsch - du könntest das als obere 
Grenze des Crosstalks nehmen, in der Realität wäre er kleiner.

von Reinhard Kern (Gast)


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Reinhard Kern schrieb:
> Oder du machst den Abstand von Paar zu Paar deutlich grösser als den
> innerhalb der Paare

dazu Texas Instruments:
For adjacent signal pairs and shield traces make distance d > 3 s.

Running the shield trace (preferably ground), on one side potentially 
creates an imbalance that can increase EMI. Ground trace shields should 
have a scattering of vias to the underlying ground plane.

Gruss Reinhard

von P.D. (Gast)


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Ich wollte mir die Werte eigentlich mit dem Programm Line berechnen.

Werte:
w: 248µ
s: 242µ
t: 042µ
h_s: 1.55mm

-> Z = 100.3 Ohm

Wenn ich ein Coupled Microstrip Line mit eeweb (1) berechne, dann 
brauche ich für 100 Ohm Differenzial Widerstand folgendes:

w: 600µ
s: 150µ
t: 042µ
h_s: 1.55mm

-> Z = 102 Ohm

Nur wieso sind die Werte so verschieden ? Bzw. gibt Line gar keinen 
diff. Widerstand aus ? Die Werte von Line würden zumindest zum HDMI-> 
VGA - Adapter von Analog Devices passen (2). Dort ist es laut deren 
Aussagen auch nur ein zweilagiges Board. Es darf, wird wahrscheinlich 
ein vierlagiges Board werden, da beim IC (ADV7611) alleine 5 
verschiedene Versorgungsnetze vorgesehen ist. Wie wurde das auf dem 
Board umgesetzt ? Mir kommt das ein wenig komisch vor.

1: http://www.eeweb.com/toolbox/edge-coupled-microstrip-impedance/
2: http://www.analog.com/static/imported-files/circuit_notes/CN0282.pdf

von P.D. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Eine Kleinigkeit vergessen. Es wäre schön, wenn sich der TMDS und der 
andere Bus beide mit >= 6mil umsetzen lassen, da es mit >= 4mil gleich 
um einiges teurer wird.

von Reinhard Kern (Gast)


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P.D. schrieb:
> Ich wollte mir die Werte eigentlich mit dem Programm Line berechnen.

Die erste Berechnung ist meiner Meinung nach schlicht falsch.

P.D. schrieb:
> Wenn ich ein Coupled Microstrip Line mit eeweb (1) berechne

Das kommt weit besser hin, das Problem ist bekannt: bei Microstrip auf 
einer 2seitigen LP mit 1,6mm ergeben sich unpraktisch breite 
Leiterbahnen. Wenn du aber sowieso einen ML verwendest, kannst du das 
leicht korrigieren: reduzierst du h auf 0,5mm, so wird die Leiterbahn 
nur noch halb so breit, du kannst das also per Lagenaufbau anpassen. 
Ausserdem ergeben Striplines günstigere Masse.

Gruss Reinhard

von P.D. (Gast)


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Danke, ja wir sind jetzt auch auf eine 4 lagige Platine gewechselt 
(360µm zwischen 1 und 2). Mich würde allerdings noch interessieren, wie 
Analog Devices es (angeblich) angestellt hat, so etwas auf einer 2 
lagigen Platine zu entwerfen.

Siehe: 
http://www.analog.com/static/imported-files/circuit_notes/CN0282.pdf

von P.D. (Gast)


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Ich muss leider doch noch einmal nachhaken. Irgendwie gibt jeder andere 
Rechner für Impedanzen andere Werte heraus:

w = 0.3mm
d = 0.182mm
t = 0.042mm
h = 0.36mm
Er = 4.8

w/h = 0.833

eeweb: Zdiff = 118 Ohm
mantaro: Zdiff = 100 Ohm

Wenn ich jetzt noch Line mit einbeziehen würde, dann gäben 3 Rechner 3 
Ergebnisse aus ??

von Reinhard Kern (Gast)


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P.D. schrieb:
> Wenn ich jetzt noch Line mit einbeziehen würde, dann gäben 3 Rechner 3
> Ergebnisse aus ??

Ich rechne Z0 = 71,2, Zdiff = 100,4 für Microstrip, also Leitung auf Top 
oder Bottom.

Allzuviel Genauigkeit darfst du nicht erwarten, da es sich um 
Näherungsgleichungen handelt (Polar u.a. haben einen Field Solver). Das 
macht aber nix weil die Fertigung normalerweise auch nicht genauer als 
5% arbeitet, ohne besondere Massnahmen eher mit 10%.

Ich prüfe meistens mit mehreren anderen Rechnern oder Programmen nach. 
Wenn sich bei eeweb immer solche Abweichungen ergeben dann in den Müll 
damit.

P.D. schrieb:
> Mich würde allerdings noch interessieren, wie
> Analog Devices es (angeblich) angestellt hat, so etwas auf einer 2
> lagigen Platine zu entwerfen.

Da das Layout nicht vorliegt, kann man das nicht nachrechnen, aber ich 
halte es für sicher, dass die Impedanz nicht korrekt ist - aber die 
Leiterbahnen sind nur zwischen 15 und 50 mm lang.

Gruss Reinhard

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