Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kurze Frage ECL Treiber


von Tobias P. (hubertus)


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Hallo zusammen
ich möchte einen single ended Takt von einem OCXO auf einen Eingang 
leiten, welcher ein differentielles ECL oder LVDS Signal benötigt.

Ich möchte dazu die Schaltung im Anhang benutzen. So ähnlich habe ich 
das bereits einmal gemacht, das hat funktioniert, aber dort war die 
Distanz zwischen Treiber und Senke <10mm. In diesem Fall hier wird die 
Leitungslänge einige cm betragen, d.h. ich werde aufpassen müssen, dass 
das impedanzmässig alles korrekt ist.

a) das habe ich richtig verstanden, die Thevenin 
Terminierungswiderstände R24/25/28/29 müssen möglichst nah bei der Senke 
sein?

b) die beiden Leitungen CLK_P und CLK_N müssen jeweils eine 50 Ohm 
Impedanz haben. Aber es ist ja ein differentielles Paar, nicht? was muss 
dann die Impedanz zwischen den Leitungen sein? ich nehme an 100 Ohm? ich 
gehe nicht davon aus, dass ich die beiden 50 Ohm Leitungen beliebig nahe 
beieinander legen kann. Aber sie sollten schon direkt nebeneinander 
sein, damit sie ja gleich lang sind.

Vcc wird hier bei 3.3V liegen. R26 ist angedacht, um eventuell einen 
Ferrit Bead einzufügen. R69 gibt den DC bias auf D und ist darum relativ 
hochohmig. Die 50 Ohm Terminierung des Eingangssignals wird durch R70 
sichergestellt.

Die V6 soll einen ESD Schutz darstellen. Da der Stecker auf einer 
Frontplatte zugänglich sein wird.

Das Signal am RFIN kann bis ca. 1 GHz gehen.

Muss ich noch was beachten?

von Wastl (hartundweichware)


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Tobias P. schrieb:
> ich möchte einen single ended Takt von einem OCXO auf einen Eingang
> leiten, welcher ein differentielles ECL oder LVDS Signal benötigt.

Ja, welchen Signaltyp jetzt? ECL oder LVDS?

Tobias P. schrieb:
> Das Signal am RFIN kann bis ca. 1 GHz gehen.

Das widerspricht sich mit "Takt von einem OCXO". Ein OCXO wird
dir niemals (Stand 2024) 1 GHz ausgeben, wozu also mit Kanonen
auf Spatzen schiessen?
Du hast unterschlagen welches Ziel dein Signal hat, damit könnte
man sich mehr oder besser zusammenreimen was du brauchst, und
welche Anforderungen wirklich gegeben sind.

Wenn man sich die Application Note AND8020-D (auf die im Daten-
blatt des MC10LVEP16-D hingewiesen wird) liest, wird man mit
Antworten auf deine Fragen regelrecht überschüttet. Es gibt
verschiedenen Möglichkeiten ...

Man muss aber nicht päpstlicher sein als der Papst. Wir nutzen
oft einen Balun um ein Single-Ended-Signal bei 1.5 und 3 GHz zu
symmetrieren und führen das dann vielleicht 10-20 cm über eine
Leiterplatte zu einem ADC (AD6676) oder DAC (AD9152). Das
funktioniert prächtig. Spart möglicherweise eine Menge Strom
für den Treiber. Baluns dafür gibt es bei Minicircuits, die
haben so viele davon dass sie sie verkaufen müssen.

von Tobias P. (hubertus)


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Yo.
Klar der OCXO gibt nicht 1 GHz aus. Das war dumm geschrieben. Es soll 
die  Möglichkeit bestehen, entweder einen OCXO anzuschliessen (der hat 
dann ein paar 100 mV Sinus oder Rechteck) oder eine externe Quelle, z.B. 
von einem Signalgenerator. Der soll bis 1 GHz können.

Die Frage zielte auch weniger auf die Frequenz ab, als darauf, wie die 
Transmission Lines für CLK_P und CLK_N sein sollen. Dass jede für sich 
50 Ohm haben soll, ist klar, aber die differentielle Impedanz ist mir 
nicht ganz klar.

von Wastl (hartundweichware)


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Tobias P. schrieb:
> Die Frage zielte auch weniger auf die Frequenz ab, als darauf, wie die
> Transmission Lines für CLK_P und CLK_N sein sollen.

Wastl schrieb:
> Du hast unterschlagen welches Ziel dein Signal hat, damit könnte
> man sich mehr oder besser zusammenreimen was du brauchst, und
> welche Anforderungen wirklich gegeben sind.

von Joachim B. (jar)


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Tobias P. schrieb:
> aber die differentielle Impedanz ist mir
> nicht ganz klar.

und immer noch ist unklar warum du auf eine konkrete Frage nicht 
antwortest:

Wastl schrieb:
> Du hast unterschlagen welches Ziel dein Signal hat, damit könnte
> man sich mehr oder besser zusammenreimen was du brauchst, und
> welche Anforderungen wirklich gegeben sind.

von Tobias P. (hubertus)


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Tobias P. schrieb:
> wie die Transmission Lines für CLK_P und CLK_N sein sollen

es geht überhaupt nicht um das Eingangssignal. Und auch nicht um die 
Senke. Die Frequenz ist völlig egal, es geht ja um die 
Anstiegsgeschwindigkeit, und die ist bei ECL "schnell". Die Senke 
akzeptiert LVDS oder ECL, ist konfigurierbar.

Wie muss ich Zo und Zdiff wählen?
Zo = 50 Ohm, Zdiff = 100 Ohm?

von Wastl (hartundweichware)


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Tobias P. schrieb:
> In diesem Fall hier wird die
> Leitungslänge einige cm betragen, d.h. ich werde aufpassen müssen, dass
> das impedanzmässig alles korrekt ist.

Das heisst du möchtest auf jeden Fall erheblich päpstlicher sein
als der Papst, egal was auch passieren mag.

Tobias P. schrieb:
> Wie muss ich Zo und Zdiff wählen?

Das hängt im Wesentlichen davon ab wie dein Ziel, die Senke
gestaltet ist (Beschaltung, siehe auch Application Note
AND8020-D) und was sie für Anforderungen hat. Ausserdem gibt
es wohl auch noch noch Beschränkungen was deinen realen
Aufbau betrifft, du wirst nicht jede beliebige Leiterplatten-
Stärke etc. bekommen können.

Daher:

Wastl schrieb:
> Du hast unterschlagen welches Ziel dein Signal hat, damit könnte
> man sich mehr oder besser zusammenreimen was du brauchst, und
> welche Anforderungen wirklich gegeben sind.

von Motopick (motopick)


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Wastl schrieb:

> Das widerspricht sich mit "Takt von einem OCXO". Ein OCXO wird
> dir niemals (Stand 2024) 1 GHz ausgeben ...

Ich habe hier einige Quarzoszillatoren die 622.xxx MHz ausgeben.
Da ist 1 GHz nicht sehr weit weg. :)

Auf alle Faelle sollten die Leitungen eines diffentieller Paars
gleich lang sein. Ueber die Groesse der Terminierungswiderstaende
laesst sich das dann auch an die Impedanz der Leitung(en) anpassen.
Direkt an der Quelle muss es nicht unbedingt sein.

Deren Groesse laesst sich messtechnisch am einfachsten ermitteln.
Startwert: 20 Ohm

von Wastl (hartundweichware)


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Motopick schrieb:
> Ich habe hier einige Quarzoszillatoren die 622.xxx MHz ausgeben.

Ja, schon klar. Das sind sicherlich alles OCXOs.

Tobias P. schrieb:
> Takt von einem OCXO

von Motopick (motopick)


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Wastl schrieb:
> Motopick schrieb:
>> Ich habe hier einige Quarzoszillatoren die 622.xxx MHz ausgeben.
>
> Ja, schon klar. Das sind sicherlich alles OCXOs.

Du kannst lesen. [ ]
Ich schrieb extra "Quarzoszillatoren".
Zum OCXO fehlt denen aber nur der Heizwiderstand und eine Regelung.

von Wastl (hartundweichware)


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Motopick schrieb:
> Zum OCXO fehlt denen aber nur der Heizwiderstand und eine Regelung.

Ja schon klar. Und deren Quarze schwingen munter bei 622 MHz.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wastl schrieb:
> Man muss aber nicht päpstlicher sein als der Papst. Wir nutzen
> oft einen Balun um ein Single-Ended-Signal bei 1.5 und 3 GHz zu
> symmetrieren und führen das dann vielleicht 10-20 cm über eine
> Leiterplatte zu einem ADC (AD6676) oder DAC (AD9152).

Bei einigen solcher (keramischen) Baluns muss man gewaltig aufpassen. 
Entgegen dem Schaltplansymbol o.ä. sind die beiden Seiten nicht 
unbedingt voneinander isoliert.

> Das funktioniert prächtig. Spart möglicherweise eine Menge Strom
> für den Treiber.

In meiner Schaltung zog der arme Frequenzteiler gleich einige hundert 
Milliampere und wurde ziemlich heiß. Das war alles andere als 
stromsparend.

> Baluns dafür gibt es bei Minicircuits, die
> haben so viele davon dass sie sie verkaufen müssen.

Das habe ich schon bei einem keramischen Balun von Johanson (1720BL15A 
oder so) und einem von Minicircuits erlebt.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wastl schrieb:
> Motopick schrieb:
>> Zum OCXO fehlt denen aber nur der Heizwiderstand und eine Regelung.
>
> Ja schon klar. Und deren Quarze schwingen munter bei 622 MHz.

Das hat doch niemand behauptet.

von Wastl (hartundweichware)


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Andreas S. schrieb:
> In meiner Schaltung zog der arme Frequenzteiler gleich einige hundert
> Milliampere und wurde ziemlich heiß. Das war alles andere als
> stromsparend.

Ich rede von Transformatoren, das sind Gebilde mit
(verallgemeinert ausgedrückt) zwei Wicklungen und ggf. einem
Trafo-Kern. Bei denen wird keine Leistung verbraten, daher
sehr stromsparend. Ansonsten weiss ich nicht was ein Balun
mit einem von dir genannten Frequenzteiler zu tun haben soll.

: Bearbeitet durch User
von Wastl (hartundweichware)


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Andreas S. schrieb:
> Bei einigen solcher (keramischen) Baluns muss man gewaltig aufpassen.

Das hier

https://www.minicircuits.com/pdfs/TCM4-452X+.pdf

ist ein Balun bei dem man nicht "aufpassen muss", um
in deinen Termini zu sprechen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Wastl schrieb:
> Ich rede von Transformatoren, das sind Gebilde mit
> (verallgemeinert ausgedrückt) zwei Wicklungen und ggf. einem
> Trafo-Kern. Bei denen wird keine Leistung verbraten, daher
> sehr stromsparend.

Die hohe Stromaufnahme, die sogar zur Zerstörung des Frequenzteilers 
(SY89876L) führte, resultierte daraus, dass dieser es überhaupt nicht 
mochte, dass sein differentieller Eingang gleichstrommäßig verbunden 
wurde. Genau genommen lag es an der Verbindung zwischen den Pins VT und 
VREF-AC. Der Stromfluss erfolgte dann über die beiden internen 
Abschlusswiderstände in den GND-Anschluss des Baluns L1100.

> Ansonsten weiss ich nicht was ein Balun
> mit einem von dir genannten Frequenzteiler zu tun haben soll.

Ganz einfach: der Frequenzteiler hat differentielle Eingänge und 
Ausgänge. In meiner konkreten Anwendung diente er als Vorteiler für die 
Frequenzmessung mittels FPGA. Schaltplanausschnitt MIT FEHLER anbei.

Einem Richtkoppler Mini-Circuits ADC-10-4+ sieht man es übrigens anhand 
des Schaltbildes und auch der Schaltplans des Entwicklungsboards auch 
nicht an, dass INPUT und OUTPUT nicht nur direkt miteinander verbunden 
sind, sondern es ebenfalls eine Masseverbindung gibt.

: Bearbeitet durch User
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