리본 케이블 크로스 토크-사실 후에 수정이 있습니까?


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크로스 토크 문제를 고려하지 않고 고객이 리본 케이블에 핀을 정의한 프로젝트에 참여하고 있습니다. 신호는 접지선이없는 1MHz 데이터 신호입니다. 나는 누화에 대한 경험이 없었으며 유도 된 글리치 (0.5 ~ 0.65 볼트)의 크기에 놀랐습니다. 수신 측은 74HCxx 라인 드라이버 (CMOS 스위칭 레벨)를 사용하여 데이터 스트림에 순수한 가비지가 발생했습니다. 고객은 입력 "높은"스위칭 레벨을 글리치 레벨 아래로 이동 시키려고 74HCT 드라이버로 전환하고 있지만 걱정이됩니다.

HCT 부품으로 전환하거나 보드를 올바르게 재 설계하여 가능한 것을 구제 할 수있는 것 외에 할 수있는 일이 있습니까?


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당신은 당신의 용어 드라이버 / 수신기와 약간 조잡합니다. CMOS 수신기가있는 CMOS 드라이버는 노이즈 마진이 좋습니다. 드라이버는 부하없이 레일 근처에서 부하없이 GND + 0.5V 및 Vcc-0.5V로 구동됩니다. 보장 된 리시버 임계 값은 일반적으로 Vcc의 30 %와 70 %이며 일반적으로 거의 50 %입니다. 여백이 1V를 초과해야합니다. HCT 수신기의 로직 낮은 입력 임계 값은 0.8V이며 마진은 0.3V에 불과합니다. HCT로 전환하면 로직 0이 더 나빠질 수 있습니다.
Mattman944

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글리치는 얼마나 넓습니까?
사샤

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신호의 상승 / 하강 시간은 얼마입니까? 소스에서 직렬 저항을 추가하여 에지 시간을 늦출 수 있다면 이것이 가장 좋은 해결책 일 것입니다.
광자

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케이블은 얼마나 걸립니까? 어떤 종류의 커넥터가 사용됩니까? IDC 0.100 "?
Ale..chenski

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시스템에서 교체하기 가장 어려운 부분은 무엇입니까? 내 말은 케이블이 이미 벽에 설치되어 있습니까? 아니면 완성 된 보드의 팔레트가 있습니까? 둘 다 머물 수 없다는 것이 분명합니다. 고급스러운 대칭 라인 (반대 위상의 2 선)을 가진 경우에도 1MHz는 리본 케이블을 통해 쉽게 사용할 수 있습니다. 구식 10Base-T를 구동 및 수신하는 칩이 있습니다.이 차이를 하나의 출력으로 변환하고 진폭 손실을 조정합니다. 바퀴를 다시 발명하지 마십시오.
Zdenek

답변:


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리본 케이블을 변경하거나 더 높은 핀 수 케이블에 어댑터를 삽입 할 수 있습니까? IDE / ATA가 대역폭을 늘리기 위해 무엇을했는지 생각해보십시오. 40 와이어 케이블에서 80 와이어 케이블로 전환되었습니다. 케이블 내부의 다른 모든 와이어는 커넥터 내의 접지에 연결되어 있습니다. 비슷한 해결책이 여기에 적용될 수 있습니다.

또는 슬 루율을 줄일 수 있습니까? 1MHz에서 문제는 신호 자체의 주파수가 낮고 빠른 에지에 대한 것입니다. 전송 측의 필터 네트워크가 도움이 될 수 있습니다.


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보드 디자인을 그대로두고 케이블의 양쪽 끝에서 짧은 어댑터를 만들고 실제 케이블을 리본이 아닌 케이블 (마이크로 동축 케이블, 가장 좋을 것임)로 만들거나 적절한 접지를 사용하십시오. 신호선. 기본적으로 IDC 플러그 (또는 보드 대 케이블 커넥터로 선택한 케이블)에 맞게 다른 케이블을 만들어야합니다. 이 같은:

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


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신호는 접지선이없는 1MHz 데이터 신호입니다.

이것은 매우 느리므로 먼저 구동 측에 소스 종단 저항이 있는지 확인하십시오. 저항이있는 경우 슬 루율을 낮추기 위해 값을 늘릴 수 있습니다.

소스 터미네이션 저항이 없다면,이 케이블을 구동하는 것은 놀라 울 정도로 큰 전류 펄스를 각 레벨 전이에서 케이블 커패시턴스로 밀어 넣어 구동 칩이 제대로 분리되지 않으면 구동 칩의 전원 공급 장치를 망칠 것입니다. 따라서 두 에지 모두에서 "누화 (crosstalk)"가 발생하는지 또는 한 에지에서만 발생하거나 두 에지에서 서로 다른 양의 누화 (crosstalk)가 있는지 스코프를 확인하고 케이블 드라이버의 전원 공급 장치를 확인하고 GND 핀과 GND 평면을 비교하십시오. 다른 신호는 그대로두고 한 신호를 뒤집어보십시오. 케이블 한쪽의 한 와이어에서 다른 모든 와이어로 비슷한 양으로 "누화 (crosstalk)"하는 경우 누화 (crosstalk)가 아니라 접지 바운스 또는 불량 디커플링이있는 드라이버 칩이므로이를 수정해야합니다.

신호가 동기이고 클럭 라인이있는 경우 클럭 타이밍으로 재생할 수 있습니다. 데이터가 수신단의 레지스터에 래치되면 레벨은 설정 / 홀드 창 내부에서만 문제가됩니다. 따라서 신호가 정산 된 후에 트리거되도록 클록을 약간 시프트하면 도움이 될 수 있습니다. 클럭 신호에 크로스 토크가 없으면이 경우 클럭이 두 배가되고 좋지 않습니다.

고객은 입력 "높은"스위칭 레벨을 글리치 레벨 아래로 이동 시키려고 74HCT 드라이버로 전환하고 있지만 걱정이됩니다.

예, 그러나 입력 "낮음"레벨을 낮추고 노이즈에 더 민감하게 만들므로 한쪽 끝에서 누화를 "고정"할 수 있지만 다른 쪽 끝에서는 악화 될 수 있습니다! 신호가 동기식 일 경우 이것이 효과가있을 수 있다고 생각합니다. 높은 클럭에서 낮은 클럭 에지를 사용하지만 ... Mehhh ... Schmitt 트리거 게이트를 사용하는 것이 좋습니다.

HCT 부품으로 전환하거나 보드를 올바르게 재 설계하여 가능한 것을 구제 할 수있는 것 외에 할 수있는 일이 있습니까?

재 설계하기 전에 구동 칩에서 크로스 토크인지 접지 바운스인지 또는 디커플링 불량인지 확인하십시오.

또한 GND 와이어에 전류가 흐르고 보드 사이에 전압 차이가 발생하여 두 보드 사이에 접지 바운스가 발생하지 않도록하십시오.

핀이 부족하고 동기 신호 (클럭 포함)를 사용하는 경우 데이터 에지가 클럭으로 누출되는 것을 방지하기 위해 클럭과 데이터 라인 사이에 GND 라인을 배치 할 수 있습니다.


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사실 후에는 몇 가지 선택 사항이 있습니다.

  1. 슈미트 트리거 입력 수신기 사용
  2. 차폐 포일 리본 케이블 사용
    • 편집 : @ Duskwolf가 최고의 솔루션을 가지고 있습니다 : 나는 80 와이어 케이블에 대해 모두 잊었습니다 (선임의 순간) 여기에 이미지 설명을 입력하십시오
  3. 시작 값으로 470 pF로 종료
  4. 접지에 케이블 임피던스 110-120 옴으로 종료
  5. 드라이버 임피던스로 종료 ~ 50 Ohms ~ Vcc / 2 광석 당김 풀다운

소스 저항을 높이면 상승 시간은 줄어들지 만 누화는 감소하지 않지만 크로스 토크 커패시턴스 Xc / Rs의 임피던스 비율은 전류의 슬 루율이 감소함에 따라 증가하기 때문입니다.

편집하다

1m 리본 케이블 추정 ESL 및 C를 사용한 아이디어 증명

여기서는 1MHz 구형파 근처에서 5 개의 서로 다른 신호를 사용하지만 소스와 부하 임피던스가 다른 앨리어스 크로스 토크를 얻기 위해 다릅니다. 일반적으로 리본 케이블은 120 Ohm 단일 종단이며 미터당 일괄 인덕턴스 및 커패시턴스로 변환되지만 AWG 및 유전체 간격에 따라 달라집니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오


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누화를 최소화하려면

(1) 넓게 이격 된 리본 케이블 배선, 따라서 큰 직경의 플라스틱 재킷; 이는 최소 picoFarads / meter를 제공하고 케이블 전류 (최소 자기장)를 최소화합니다

(2) 대부분의 Efield를 포착하기 위해 리본 케이블 주위에 금속 포일 쉴드; 이 포일을 접지하십시오.

(3) 최소 케이블 전류 및 가장 느린 에지 속도 (느린 슬루 레이트), 따라서 dI / dT는 느리고 자기장 커플 링은 최소입니다. 따라서 WEAK 드라이버를 사용하십시오

(4) 소스 종단, 아마도 100ohms

사고 방식에 주목하십시오 : (A) 더 큰 와이어와 와이어 간격을 사용하고, 대부분의 전기 플럭스를 포착하기 위해 쉴드를 사용하여 전기장 크로스 토크를 줄이고 실제로 와이어 와이어 커패시턴스를 줄입니다. 또한 dV / dT를 줄입니다. 그리고 (B) dV / dT는 감소 하고 수신단에서 종단되지 않음으로써 전류를 감소시킨다 .


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표시되는 글리치가 누화 (예 : 불일치 한 임피던스 또는 전원 공급 장치 노이즈로 인해 울림)가 아닌가? 하나의 라인을 별도의 차폐 와이어를 통해 배선하십시오. 누화는 사라지고 링잉 및 전원 공급 장치 노이즈는 유지됩니다.

나는 그것이 울리는 것을 보게 될 것이라고 강력하게 의심하며, 케이블과 드라이버의 임피던스와 일치하면 문제가 사라질 것입니다.

문제가 실제로 누화로 인해 발생하는 경우 수신기 입력의 임피던스를 줄임으로써 상황을 크게 개선 할 수 있습니다. 크로스 토크 전압은 신호 레벨을 방해하기에 충분히 높을 수 있지만 실제 신호만큼 강력하지는 않습니다. 즉, 데이터 라인의 수신기 측에 풀업 또는 풀다운 저항을 추가하면 크로스 토크 노이즈의 상당 부분을 흡수하면서 신호에 최소한의 영향을 미칩니다.

전원 공급 장치 노이즈는 일반적으로 디커플링 캡으로 제거됩니다.


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리본을 알루미늄 테이프 (덕트를 밀봉하는 데 사용되는 두꺼운 전도성 테이프, 덕트 테이프가 아닌 실제 알루미늄 + 접착제 만 해당)로 포장하고 장치 끝의 접지에만 연결합니다. 누화를 완전히 제거 할 수는 없지만 각 라인에 커패시턴스를 추가하고 응용 분야에 충분한 차폐를 제공합니다. 이것은 케이블 유연성을 줄입니다 ...


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아니면 구리 테이프!
Andrew Macrae

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제어 소프트웨어에서이 문제를 해결하는 것을 고려할 수 있습니다. 각 소스 와이어에서 각 출력 와이어까지 누화를 측정 할 수 있습니다. 이것은 "크로스 토크 매트릭스"를 정의합니다. 이 누화 매트릭스의 각 요소를 측정 한 후에는 매트릭스 반전을 통해 다른 와이어의 필요한 보상 전압을 계산할 수 있습니다.


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"보상 전압"? 누화는 정적 바이어스 전압이 아닙니다. 당신은 그것을 쉽게 보상 할 수 없습니다. (그리고 각 전선 쌍 사이에 유도 된 간섭 수준을 측정 할 수 있더라도 보상에 필요한 회로는 다소 복잡합니다.)
duskwuff
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