Hallo Leute, ich habe zwei Boards mit einem Samtec mehrfach 50 Ohm Koaxialkabel verbunden. Über dieses Kabel möchte ich einen LVDS Datenstream von einem Board zum anderen übertragen. Demnach sitzt auf dem einem Board eine Serializer der einen parallelen CMOS Datenstrom in einen seriellen LVDS Datenstrom wandelt. Diesen Datenstrom übertrage wird über je zwei 50Ohm Koaxialkabel übertragen. Auf der Empfänger Platine sitzt dann der 100Ohm Widerstand zwischen dem P und N Signal. Außerdem sitzt auf der Empfängerplatine ein Receiver der den seriellen LVDS Datenstrom wierder in einen parallen CMOS Datenstrom zurückwandelt. Ich habe jedoch bedenken da das Kabel kein LVDS (differential pair) Kabel ist. Auf beiden Leiterplatten habe ich die Impedanz der Leierbahnen auf Zdiff 100Ohm und Z0 51Ohm angepasst. Demnach ist die Impedanz zwischen den beiden Leiterbahnen 100Ohm während jede einzelne Leitung eine Impedanz von ca. 51Ohm besitzt. Ich bin unsicher ob ich das LVDS Signal über zwei 50Ohm Leitungen übertragen kann.
Moin, Michael schrieb: > Ich bin unsicher ob ich das LVDS Signal über zwei 50Ohm Leitungen > übertragen kann. Ich wuerd's riskieren. Die 2 Strippen sollten halt auch gleich lang sein. Ob funktioniert, haengt sicherlich erheblich davon ab, wie hoch Datenrate/Leitungslaenge ist, ob der Empfaenger irgendwelche Cableequalizer eingebaut hat,etc... Gruss WK
Es gibt auch Bausteine die parallel CMOS auf eine Koaxline wandeln und den Gegenpart, der das wieder zurückwandelt. Dann musst du nicht den Umweg über LVDS nehemn und brauchst insgesamt nur 1 Coax, also auch keine Längenabgleiche. Z.B. MAX9271 oder ähnliche in der Familie.
Michael schrieb: > Ich bin unsicher ob ich das LVDS Signal über zwei 50Ohm Leitungen > übertragen kann. Es funktioniert zwar, aber der Vorteil der Störunterdrückung durch verdrillte Leitungen findet eben nicht statt. Du musst dich auf die Schirmung der Koaxkabel verlassen. Warum nicht einfach ausprobieren, wenn die Kabel schon mal da sind? Georg
Impedanz ist völlig in Ordnung georg schrieb: > Es funktioniert zwar, aber der Vorteil der Störunterdrückung durch > verdrillte Leitungen findet eben nicht statt. Stimm ich zu, aber da es sich bei LVDS um ein Stromgetriebenes Signal handelt habe ich hier eher keine Bedenken. Natürlich macht es noch einen Unterschied, ob man jetzt mit 10 Mbit/s oder 1000 MBit/s unterwegs ist...
Angehängte Dateien:
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LVDS.png
21 KB
Es gehen ca. 600MBit/s über die Leitung. Die Leitungen sind sehr genau lang, da es ein Multikoaxialkabel ist. "Es gibt auch Bausteine die parallel CMOS auf eine Koaxline wandeln und den Gegenpart, der das wieder zurückwandelt." Die kenne ich ich bereits schon und möchte die Bausteine in Zukunft auch verwenden. Diese Bausteine haben jedoch einen erheblichen Nachteil. Sie müssen über eine I2C Interface konfiguriert werden. Bei der Zulassung muss das Gerät einen ESD Test bestehen. Wenn durch die ESD-Entladung die Konfiguration zurückgesetzt wird, dann wird der Datenstream nicht mehr übertragen und der Test schlägt fehl. Bei den "normalen" Serializern ist dies nicht der Fall. Es gibt unterschiedliche Arten für den Abschlusswiderstand am Receiver. Fall 1 ist ein 100Ohm Widerstand zwischen der P und der N Leitung. Den zweiten Fall habe ich als Screenshot angehängt. Ich bin mir nur unsicher ob Fall 2 funktioniert.
Michael schrieb: > Ich bin mir nur unsicher > ob Fall 2 funktioniert. Doch, der funktioniert schon. Zwischen den jeweils zwei 51Ω-Widerständen ist das Signal idealerweise Null, weil sich ja zwei gleiche aber gegenphasige Signale aufaddieren. Den kannst du dann auch an GND oder sonst wo hin anschließen - nur den DC-Offset beachten ...
Erzeuge ich nicht einen Tiefpass mit der Schaltung? Bei 50Ohm und 10nF würde die Grenzfrequenz ja bei 318.31 kHz liegen. Das wäre ja weit weg von 500MHz. Da müsse ich ja etwas zwischen 6 und 10pF wählen.
Michael schrieb: > Erzeuge ich nicht einen Tiefpass mit der Schaltung? Nein. An der Stelle hebt sich die Spannung von den beiden differentiellen Leitungen auf, es ist also V_AC=0. Je nach Ausgangstyp ist nur eine mehr oder minder große DC-Komponente vorhanden. Das C sorgt für eine GND-Anbindung des Wechselanteils und verhindert nur, dass eine DC-Belastung der Ausgänge erfolgt. Wäre das Datensignal symmetrisch um GND, dann könnte man es weglassen. Es ist also kein Tiefpass - bestenfalls ein Hochpass, denn es sorgt für einen sicheren GND der AC-Signale und verhindert einen Stromfluss für DC-Anteile. Wären die beiden gegenphasigen Signale exakt invertiert zueinander, kann man den Kondensator auch weglassen.
Aber im Grunde würde doch der ein 100Ohm Widerstand zwischen dem P und N Kanal genügen. Dies würde auch den Routingaufwand minimieren.
Michael schrieb: > Aber im Grunde würde doch der ein 100Ohm Widerstand zwischen dem P und N > Kanal genügen. Dies würde auch den Routingaufwand minimieren. Bei 'richtigen' symmetrischen Leitung wird man das so machen. Ob sich das mit zwei einzelnen Koaxleitungen gleich verhält, kann ich nicht sagen. Das hatte ich nie so gemacht.
Michael schrieb: > Aber im Grunde würde doch der ein 100Ohm Widerstand zwischen dem P und N > Kanal genügen 2mal Koax enstpricht einem geschirmten Twisted Pair, nur eben nicht Twisted. Also geht alles was auch mit TP geht. Georg
Bevor die Signale ja über die 2 Leitungen übertragen werden, müssen die Leiterbahnen auf dem Board geroutet werden. Das erste mal hatte ich die Impedanz auf genau Zdiff 100Ohm ausgelegt. Dann ist mir jedoch aufgefallen das Z0 jeder Leitung ca. 57Ohm besaß. Dies wieder würde bedeutet das ich bei den Übergang aug dem Kabel einen Impedanzsprung erzeuge. (Übergang von 57Ohm auf 50Ohm) Daher habe ich den Abstand und die breite der Leiterbahn noch einmal überarbeitet so das jetzt ZDiff ca. 98Ohm sind und Z0 ca. 51Ohm. Dadurch minimiere ich den Impedanzsprung und trotzdem habe eine eine Zdiff die nur ca. 1% bis 2% vor der optimalen Impedanz entfernt ist. Ich weiß der Fertiger hat da auch noch 5 bis 10% Tolleranz.
Moin, Also bei den Impedanzen muss man nicht paepstlicher als der Papst sein. Waeren die Impedanzen tatsaechlich so genau und rein ohmsch, dann haettest du einen Reflexionsfaktor von (57-50)/(57+50)=7/107 -> also fast nix. Gruss WK
Falls einer mehrfach micro coaxial cable sucht, diese habe ich verwendet. sind sind sehr flexible. https://www.samtec.com/products/fcf8
Jetzt würde ich gerne noch den Anschluss des Schirms optimieren. Das Kabel ist ca. 30cm lang dadurch kann ich die Impedanz vom Schirm herraussuchen. Mein Konzept sieht wie folgt aus: Ich möchte über meherer GND Leitungen die GND Verbindung zwischen den beiden Boards herstellen. Damit die ganzen Störrungen nicht auch über den Schirm fließen, wollte ich den Schirm entkoppeln. Ich würde gerne das alle Frequenzen kleiner 50MHz über den Schirm fließen dürfen (also von DC bis 49,999MHz) Dies benötige ich da ich bei der EMV die Abstrahlung minimieren möchte. Jedoch weiß ich nicht wie ich die Schirmanbindung dimensionieren soll. Viele verbinden den Schirm mit GND wie folgt: 1MOhm parallel 4n7. Wie kann ich da denn die Grenzfrequenz ausrechnen. Hinzu kommt ja noch die Impedanz der Schirmung die Abhängig von der Kabellänge ist.
> 1MOhm parallel 4n7.
Das dient einzig und allein dazu, dass niederfrequenten Ausgleichsströme
(50Hz, 100Hz) zwischen geerdeten(Schutzleiter) Geräten nicht über die
Koax-Leitungen fließen. Das hilft bezüglich HF-Abstrahlung gar nichts.
Außerdem hast du dann eine untere Grenzfrequenz für die Übertragung.
Bei Samtec gibt es auch differentielle Koaxialkabel. Die haben per
Prinziop die geringste Abstrahlung.
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Bearbeitet durch User
Ja die kenne ich auch jedoch ist es so das die einelnen Adern miteinander verklebt sind und die Kabel dadurch sehr steif sind. Für meine Anwendung benötige ich sehr flexible Kabel daher sind die schon sehr schön für die Anwendung. Ich bin schon der Meinung das es HF mäßig sehr viel bringt, da die Störrungen nicht über den Käfig fließen sondern im Käfig bleiben. Wir hatten mal ein Camera Link Signal über ein Daumendickes Kamera Link Kabel über 2m übertragen (zum Kamera Daten vom Gerät zum PC) Dies Kabel war sehr gut geschirmt, die einzelnen Diff-Paare verdrillt plus Schirm um die Diff-Paare und dann noch ein zusätzlicher Schirm und alle Paare. Darüber haben wir dann noch ein zusätzlichen Schirm gezogen und der war fast aus Vollmetall und trotzem bleim man gerade so unter dem Grenzwert der Abstrahlung. Dies liegt einfach daran das man so viel Metall wie möglich um das Kabel wickeln kann wenn man dann den Schirm "nur" an GND anschließt dann hast Du alle Störrungen die auf GND liegen auch auf dem Schirm.
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