Forum: HF, Funk und Felder Crosstalk bei Bussleitungen


von Gustav G. (gustavgggg)


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Wie kritisch ist Crosstalk zwischen Bussen bei 3.3V und 0.5ns rise time 
zu betrachten? Was darf der maximale Crosstalk sein? Ich möchte einen 16 
Bit parallelen ADC mit 50MHz auslesen.

von Axel R. (axlr)


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0.5 nanosekunden rise-time? klingt ja spannend ...

von zipp (Gast)


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Allenfalls 10dB ? = 1/3 der Amplitude.

von Gustav G. (gustavgggg)


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Die Frage ist eher kann ich bei solchen Bussystemen eine Leiterbahn mit 
0,15mm breite in 0,2mm Abstand zur nächsten legen?

von Dorflehrer Hempel (Gast)


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Gustav G. schrieb:
> Die Frage ist eher kann ich bei solchen Bussystemen eine Leiterbahn mit
> 0,15mm breite in 0,2mm Abstand zur nächsten legen?

Schau doch in die Appnotes  und in die PCB layout Guidelines. Und mit 
diesen Angeben kann man deine Frage nicht sicher beantworten, es es auch 
eine Frage ist, welches dielektrikum benutzt wird und ob die Buskanal 
durch GND-Layer oben und unten geschirmt ist.

Viellciht schaust du die mal den Unterschied zwischen ATA-40 und Ata-80 
um dich mittels eines einfachen und 'anfassbaren' beispiel an die 
problematik heranzuarbeiten.

https://en.wikipedia.org/wiki/Parallel_ATA#80-conductor_variant

von Purzel H. (hacky)


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Der noetige Abstand richtet sich erst mal nach der Dicke der 
Leiterplatte, resp des  Layers. Ich nehme an du arbeitet einer 4 Lagigen 
1.5mm ? oder einer 2 Lagigen 0.8mm ?
Dazu gibt es Tools. Welche Leiterbreite fuer welche Impedanz, welche 
Kopplung fuer welchen Abstand.

von Gustav G. (Gast)


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Ich habe 4 lagen wobei die außenlagen 0.36mm Abstand haben. Am 
Steckverbinder habe ich immer das Schema GSSG... Am fpc kabel mit 0.5mm 
pitch.

von Jonny O. (-geo-)


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Gustav G. schrieb:
> Wie kritisch ist Crosstalk zwischen Bussen bei 3.3V und 0.5ns rise
> time
> zu betrachten? Was darf der maximale Crosstalk sein? Ich möchte einen 16
> Bit parallelen ADC mit 50MHz auslesen.

Warum ist die rise-time denn so klein? Generell solltest du die 
Flankensteilheit begrenzen. Auch aus EMV-Gründen. Du könntest 
beispielsweise den Ausgangsstrom durch Serienwiderstände begrenzen. Das 
ist in jedem Fall zu empfehlen. Generell gilt: So steil wie nötig, so 
flach wie möglich.

Oder hast du da gigabit Leitungen auf der PCB?

lg

: Bearbeitet durch User
von Gustav G. (gustavgggg)


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Jonny O. schrieb:
> Gustav G. schrieb:
>> Wie kritisch ist Crosstalk zwischen Bussen bei 3.3V und 0.5ns rise
>> time
>> zu betrachten? Was darf der maximale Crosstalk sein? Ich möchte einen 16
>> Bit parallelen ADC mit 50MHz auslesen.
>
> Warum ist die rise-time denn so klein? Generell solltest du die
> Flankensteilheit begrenzen. Auch aus EMV-Gründen. Du könntest
> beispielsweise den Ausgangsstrom durch Serienwiderstände begrenzen. Das
> ist in jedem Fall zu empfehlen. Generell gilt: So steil wie nötig, so
> flach wie möglich.
>
> Oder hast du da gigabit Leitungen auf der PCB?
>
> lg

Nein es geht sich um Taktraten von 50MHz bis 100MHz. Serienwiderstände 
auf jeden Fall vorgesehen.

von Jonny O. (-geo-)


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Gustav G. schrieb:
> Jonny O. schrieb:
>> Gustav G. schrieb:
>>> Wie kritisch ist Crosstalk zwischen Bussen bei 3.3V und 0.5ns rise
>>> time
>>> zu betrachten? Was darf der maximale Crosstalk sein? Ich möchte einen 16
>>> Bit parallelen ADC mit 50MHz auslesen.
>>
>> Warum ist die rise-time denn so klein? Generell solltest du die
>> Flankensteilheit begrenzen. Auch aus EMV-Gründen. Du könntest
>> beispielsweise den Ausgangsstrom durch Serienwiderstände begrenzen. Das
>> ist in jedem Fall zu empfehlen. Generell gilt: So steil wie nötig, so
>> flach wie möglich.
>>
>> Oder hast du da gigabit Leitungen auf der PCB?
>>
>> lg
>
> Nein es geht sich um Taktraten von 50MHz bis 100MHz. Serienwiderstände
> auf jeden Fall vorgesehen.

Ah - das ist auf jeden Fall schon einmal sehr gut. Bezüglich Leitungen: 
Welche Leitungen laufen parallel? Meinst du die Datenleitungen eines 
ADCs? Wenn ja, ist Crosstalk nicht so kritisch, weil sich alle Signale 
dieser Leitungen taktsynchron ändern und mehr oder weniger zeitgleich 
abgetastet werden.

Eher problematisch ist es, wenn Leitungen unterschiedlicher Taktdomänen 
parallel zueinander laufen. Dann kann es passieren, dass der Zustand 
einer Leitung grade dann abgefragt wird, wenn grade die Flanke eines 
übersprechenden Signals aktiv wird.

In diesen Fällen gilt: Leitungen nicht parallel führen, sondern 
ortogonal zueinander routen (kreuzen). Die Clk Leitungen mit einem extra 
Abstand routen.

: Bearbeitet durch User
von Gustav G. (gustavgggg)


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Es laufen die 14 Bit Datenleitungen des ADC parallel. Dann noch eine 
Clockleitung und eine Busy Leitung. Clock und Busy sind etwas weiter 
voneinander entfernt gelegt und im FPC Kabel mit einer Masseleitung 
getrennt.

von Jonny O. (-geo-)


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Gustav G. schrieb:
> Es laufen die 14 Bit Datenleitungen des ADC parallel. Dann noch
> eine
> Clockleitung und eine Busy Leitung. Clock und Busy sind etwas weiter
> voneinander entfernt gelegt und im FPC Kabel mit einer Masseleitung
> getrennt.

Dann sollte das schon passen.

von Dieter (Gast)


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Gustav G. schrieb:
> Ich habe 4 lagen wobei die außenlagen 0.36mm Abstand haben.

Anaonsten Layer 1 Ground, Layer 2 Nebeneinander Signalleitungen und 
immer dazwischen Ground. Layer 3 wieder Ground.

von P. S. (namnyef)


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Ein paar Grundregeln, um Probleme durch Crosstalk zu vermeiden:
- Signalflanken nur so steil wie nötig.
- Flächig ausgeführte Rückleiter für alle Signale.
- Abstand zwischen den Signalen erhöhen. Faustformel (!) für 
50-Ohm-Leitungen: Abstand = 2x Leiterbahnbreite).
- Signale in Innenlagen routen.
- Wellenwiderstand der Signalleitungen verringern, z. B. die Signale 
näher an ihre Referenzlage bringen.

Wenn man auf 4 Lagen beschränkt ist, wäre z. B. die Lagenbelegung 
GND-Sig/PWR-Sig/PWR-GND ein guter "Anti-Crosstalk-Stackup": Jede 
Signallage hat eine flächige Referenzlage und weil die Signalleitungen 
von einem nahezu gleichförmigen Dielektrikum umgeben sind ("Stripline"), 
gibt es kaum "Far-End" Crosstalk.

von Gustav G. (gustavgggg)


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Ja ich bin auf 4 Lagen beschränkt, habe aber Sig/GND/Power/Sig

von HF-Techniker (Gast)


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Jonny O. schrieb:
> Warum ist die rise-time denn so klein? Generell solltest du die
> Flankensteilheit begrenzen.

Wenn das vom ADC kommt, wird er Probleme haben, das zu limitieren, oder 
du musst am Bus rumfummeln und zusätzliche kapazitive Last erzeugen.

von Gustav G. (gustavgggg)


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HF-Techniker schrieb:
> Jonny O. schrieb:
>> Warum ist die rise-time denn so klein? Generell solltest du die
>> Flankensteilheit begrenzen.
>
> Wenn das vom ADC kommt, wird er Probleme haben, das zu limitieren, oder
> du musst am Bus rumfummeln und zusätzliche kapazitive Last erzeugen.

Kann ich nicht auf ADC Seite Serienwiderstände vorsehen?

von Jonny O. (-geo-)


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Gustav G. schrieb:
> HF-Techniker schrieb:
>> Jonny O. schrieb:
>>> Warum ist die rise-time denn so klein? Generell solltest du die
>>> Flankensteilheit begrenzen.
>>
>> Wenn das vom ADC kommt, wird er Probleme haben, das zu limitieren, oder
>> du musst am Bus rumfummeln und zusätzliche kapazitive Last erzeugen.
>
> Kann ich nicht auf ADC Seite Serienwiderstände vorsehen?

Ja - wird häufig so gemacht. Teilweise wird das sogar empfohlen.

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