Измерение импеданса

Я проектирую и строю схемы, которые используют 100 Мбит / с на шине низковольтной дифференциальной сигнализации (LVDS). Некоторые из этих сигналов должны проходить между печатными платами по кабелям ручной работы. Проблема в том, что у меня нет возможности проверить качество кабелей и терминации.

Если бы я был миллионером, я бы купил дорогой прицел или анализатор векторной сети. Но если это не удастся, можно ли как-нибудь измерить отраженные сигналы или сопротивление кабеля?

(У меня есть полоса пропускания 150 МГц, доступный объем 500 мс / с).

Добавлено: Информация о данных на проводе, взятая из таблицы ET1200 .

Форма волны Ebus

Добавлено: 21 час. Последний шанс за награду. Кто-нибудь может предложить даже быстрый и грязный способ измерения импеданса? Возможно, какой-то мост, где я мог бы сравнить кабель с известным хорошим кабелем?

impedance termination lvds

— Rocketmagnet
источник

«100Mb» может быть спецификацией для памяти, но не для канала связи, поскольку устройства явно ошибочны. Что же вы на самом деле подразумеваете под «LVDS» (что, конечно, должно было быть прописано в любом случае)? Получение простых простых вещей, таких как неправильные юниты, означает, что мы должны предполагать, что многие другие вещи неправильны, и нет никакого способа узнать, что вы на самом деле спрашиваете.

— Олин Латроп

100 МБ - с большой буквы - это единицы для памяти. Строчная буква b означает биты, поэтому 100 МБ означает 100 мегабит. Да, это должно включать время, поэтому 100 Мбит / с является правильным. LVDS обозначает низковольтную дифференциальную сигнализацию.

— MarkSchoonover

@ Олин: Ты уверен? Тогда что люди имеют в виду, когда имеют в виду 100 Мбит Ethernet? (Google это) Они означают, что он может «запомнить» 2 ^ 20 бит? Нет, люди часто используют 100 МБ как (очень) короткий для 100 мегабит данных, передаваемых в секунду. Договорились, что правильными единицами являются Мбит / с. LVDS всегда называется LVDS. Люди практически никогда не пишут это полностью: дифференциальная сигнализация низкого напряжения.

— Ракетный

@ OlinLathrop, теперь мы должны говорить «транзисторно-транзисторная логика» или «дополнительная логика металл-оксид-полупроводник» каждый раз, когда мы хотим поговорить о TTL или CMOS?

— Фотон

@Rocketmagnet - когда люди ссылаются на «100Mb Ethernet», они ссылаются на него неправильно . Это «100 Мбит / с Ethernet» (или «100 Мбит / с Ethernet»). Тот факт, что многие люди неправильно называют это, не делает его правильным (это просто делает людей, которые это называют, глупыми). Разве не нужно вводить дополнительное /sили psтакое оскорбление?

— Коннор Вольф

Ответы:

Вот самое дешевое, что я могу придумать.

Диаграмма направленного ответвителя

Во-первых, вам нужен радиочастотный синтезатор. Если у вас этого нет, заставьте свой цифровой сигнал выводить чистую прямоугольную волну (либо используйте тактовый сигнал, либо отправьте 1010 ... из вашей линии данных), а затем используйте фильтр нижних или полосовых частот, чтобы преобразовать его в чистый сигнал. синусоида

Между источником и тестируемой цепью подключите направленный ответвитель в том направлении, чтобы связанный выход получал отраженный сигнал, а не сигнал источника.

Теперь подключите детектор ВЧ-мощности к связанному порту направленного ответвителя. Теперь вы можете использовать мультиметр для измерения мощности отраженного сигнала.

Если вы используете Minicircuits, вы можете получить направленный ответвитель и детектор мощности примерно за $ 150, или вы можете найти эти детали еще дешевле на EBay.

При таком подходе будут возникать всевозможные ошибки, потому что у вас нет оборудования для его калибровки. Направленность направленного ответвителя ограничит минимальный коэффициент отражения, который вы можете измерить. Но если вы отрегулируете свое согласование, чтобы минимизировать напряжение на выходе детектора мощности, вы, вероятно, близки к оптимизации соответствия.

редактировать

Следует добавить, что поскольку вы говорите о LVDS, вы, вероятно, говорите о дифференциальной линии и дифференциальном согласовании. Что означает, что для этой схемы вам понадобится баланс между тестовым прибором и вашим DUT. Что является еще одним потенциальным источником ошибок.

— Фотон
источник

Спасибо, Фотон. Это больше похоже на то, что я ищу. Поскольку это LVDS, нужна ли мне пара направленных ответвителей? Зачем использовать чистую волну греха? Почему бы не использовать мои настоящие сигналы? Конечно, это сделало бы это более точным тестом.

— Ракетный магнит

Может быть, я мог бы откалибровать это. Я могу создать ситуацию с максимальным размышлением, опуская терминатор. И я могу создать минимальное отражение, используя кабель HDMI 100R и терминатор 100R.

— Ракетный магнит

Направленный ответвитель и РЧ-детектор не будут иметь особенно равномерного отклика по частоте. Таким образом, вы не будете точно знать, как реагирует на ваш сигнал прямоугольной формы. Кроме того, вы не будете знать фазовый отклик на каждой частоте, поэтому в целом это довольно ограниченное измерение. Но это может приблизить вас к хорошему матчу.

— Фотон

Прохладно. Я сейчас читаю о направленных ответвителях. Есть ли такая вещь, как дифференциально-направленный ответвитель?

— Ракетный магнит

@Rocketmagnet - Не заземлите соединитель? Или используйте балун, чтобы перейти от одностороннего к дифференциальному.

— Коннор Вольф

Вам не нужно тратить миллион долларов, чтобы получить приличную VNA. Так как у вас есть навыки для создания цепей, вы можете создать их самостоятельно за 400 долларов США. Я строил VNA N2PK за последние несколько месяцев. Вам не нужны никакие специальные инструменты, просто твердая рука и хорошая паяльная станция. Там есть активная группа Yahoo , в разделе файлов много готовых проектов. Я поставил большинство деталей через Digikey , некоторые из них были от Mouser и MiniCircuits . Я также записываю свой прогресс на моем сайте .

— MarkSchoonover
источник

Это подходит для дифференциальных сигналов? IE Могу ли я использовать его для тестирования некоторых самодельных витых пар?

— Ракетный

@Rocketmagnet - Возможно: picosecond.com/objects/AN-21.pdf Что - то я собираюсь попробовать , как только мой ВНА делается.

— MarkSchoonover

На мой взгляд, наиболее очевидная вещь, которую нужно сделать, - это построить генератор (или мультивибратор, чтобы иметь прямоугольные волны) с переменной частотой и смотреть на сигнал на другом конце кабеля, если ухудшение допустимо.

Но сначала вы должны определить некоторые измерения: 100 Мбит / с - это общая пропускная способность или только для полезной нагрузки? Вы должны сначала преобразовать его в частоту сигнала (в Гц), а затем проверить длину кабеля, чтобы убедиться, что он имеет правильную длину.

Я думаю, что меры имеют смысл, когда у вас есть гипотеза для проверки, иначе вы не будете знать, что делать с результатами.

— клабаккио
источник

Проблема в том, что мой осциллограф недостаточно быстр, чтобы делать какие-либо значимые измерения на этой скорости. Такой прицел стоит тысячи фунтов.

— Ракетный магнит

@Rocketmagnet, вы все равно можете убедиться, что синусоида 100 МГц пропущена, и линия имеет надлежащую длину, чтобы иметь стационарные волны

— clabacchio

Ну, кабель довольно короткий (около 300 мм) по сравнению с длиной волны. Я не уверен точно, какой была бы длина волны, потому что, очевидно, скорость распространения сильно зависит от среды.

— Ракетный магнит

Кроме того, критическая длина линии зависит больше от времени нарастания и спада вашего исходного сигнала, чем от скорости передачи в битах. Итак, каковы ваши времена взлета и падения? Проблема в том, что у вас нет бюджета на тестовое оборудование, которое могло бы вам сказать ... Я думаю, причина того, что вы не получили много ответов на ваш вопрос, в том, что волшебной пули нет. Если вы хотите работать на частоте 100 МГц и выше, вам нужно выделить бюджет для правильного тестирования оборудования на этих частотах.

— Фотон

Если окончание R больше, чем полное сопротивление линии Z0, вы получите отражение с положительным напряжением; так что если вы измеряете напряжение на нагрузке, оно выше. Если R <Z0, вы получаете отражение с отрицательным напряжением, поэтому вы измеряете более низкое напряжение на нагрузке. Но если вы делаете это, изменяя Z0 вместо R, вы также создаете несоответствие в конце источника и получаете несколько отражений в линии. Каков конечный результат, измеренный в терминах пикового напряжения на оконечном конце, нетривиально предсказать.

— Фотон