상승 시간은 신호 대역폭과 어떤 관련이 있습니까?

전송 라인 효과를 다루지 않기 위해 디지털 신호 에지의 상승 시간을 제한하고 싶습니다.

상승 시간이 5ns라는 것을 알고 신호에서 최대 고조파 주파수를 어떻게 결정합니까?

수신기 칩의 유지 시간이 10ns라는 것을 알고 저역 통과 필터의 코너 주파수를 어떻게 결정합니까?

Wikipedia에서 수식을 찾았습니다.

이 경우에도 적용됩니까?

편집하다

나는 나 자신을 명확하게하지 못했다. 그래서 나는 나의 생각을 설명하려고 노력할 것이다.

예를 들어, 30HMz 신호가 있고 트레이스 길이가 파장의 1/10보다 훨씬 낮습니다. 따라서 전송 라인 효과를 다루지 않아도됩니다. 그러나 내 가장자리는 가파 릅니다-5ns. 이것은 잠재적으로 전송 라인 효과를 겪을 수있는 일부 고주파 성분을 내 신호에 추가합니다.

내 생각은 전송선 현상을 처리 할 필요가없는 지점까지 에지 전환 속도를 늦추는 것입니다. 문제는 두 가지입니다.

• 주어진 트레이스 길이로 회로를 "집중"상태로 만들 수있는 가장 빠른 상승 / 하강 시간을 어떻게 계산합니까?
• 상승 / 하강 시간을 어떻게 느리게합니까?

상승 / 하강 시간은 전압이 최대 값의 10 %에서 90 %로 변경되는 시간입니다. FR4 보드에서 신호의 대략적인 속도를 계산하는 방법을 알고 있습니다.

상승 시간과 대역폭 간에는 일대일 관계가 없습니다. 슬루 레이트 리미터는 비선형 필터이므로 롤오프 주파수가 분명한 저역 통과 필터로 직접 특성화 할 수 없습니다. 시간 영역에서 생각하면 슬 루율 제한이 신호에 진폭에 비례하는 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 5V / µs로 제한된 5Vpp 신호는 2µs보다 짧은주기를 가질 수 없으며,이 시점에서 500kHz 삼각파로 변성됩니다. 그러나 진폭이 1Vpp 만 필요하면 한계는 2.5MHz 삼각파입니다. 비선형 필터가 관련 될 때 대역폭의 개념이 명확하지 않기 때문에 대략 그것에 대해 이야기 할 수 있습니다.

답은 정확히 "상승 시간"에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 이것은 자격없이 사용해서는 안되는 용어입니다. 단순한 RC 필터조차도 상승 시간이 모호합니다. 단계 응답은 명확한 "끝"이없는 지수입니다. 따라서 상승 시간은 무한합니다. 끝까지 얼마나 가까이 도달해야하는지에 대한 임계 값이 없으면 "상승 시간"이라는 용어는 의미가 없습니다. 그렇기 때문에 상승 시간 에 대해 최종 값의 특정 비율 또는 슬 루율에 대해 이야기해야합니다 .

그러므로 당신이 위치하는 방정식은 최소한 일련의 자격이 없으면 명백한 잘못입니다. 아마도 당신이 그것을 얻은 페이지에서 발견 될 수 있지만, 인용문에서 인용하면 잘못됩니다. 귀하의 질문은 현재 형태로는 불가능합니다.

추가 :

이제 실제 문제는 날카로운 모서리에서 고주파를 제한하여 신호의 일부가 전선이 전송선이되는 주파수 범위에 들어 가지 않는다고 말합니다. 이것은 상승 시간과 직접적인 관련이 없습니다. 실제 문제는 빈도 콘텐츠이므로 직접 처리하십시오. 가장 간단한 방법은 RC 저역 통과 필터 일 것입니다. 신호에서 가장 높은 관심 주파수보다 높고 시스템이 더 이상 덩어리로 간주 될 수없는 주파수보다 낮게 롤오프되도록 설정하십시오. 이 사이에 주파수 공간이 없으면 원하는 것을 사용할 수 없습니다. 이 경우 더 낮은 대역폭 신호, 더 짧은 와이어를 사용하거나 와이어의 전송 라인 측면을 처리해야합니다.

귀하의 경우, 가장 높은 관심 주파수는 30 MHz이므로 필터를 그보다 높거나 약간 높게 조정하십시오. 50 MHz라고 가정하면 원하는 신호가 거의 그대로 유지됩니다. 여유 공간에서 50MHz의 파장은 6 미터입니다. 전송선이 어떤 임피던스인지는 말하지 않았지만 전파가 빛의 절반 속도가되어 와이어에 3 미터의 파장이 남게됩니다. 전송선 문제를 무시하는 것만으로도 안전을 유지하려면 와이어의 파장이 1/10 파장 이하, 즉 300mm 또는 1 피트 정도가되어야합니다. 따라서 와이어 길이가 1 피트 이하인 경우 50MHz에서 간단한 RC 필터를 추가하고 잊어 버릴 수 있습니다.

전송선 효과는 와이어 길이와 관련하여 마법의 파장에서 갑자기 나타나는 것이 아니라 너무 길면 회색 영역이됩니다. 최대 1/4 파장은 종종 짧을 수 있습니다. "길게"인 경우 가장 좋은 방법은 임피던스 제어 드라이버와 다른 쪽 끝에 터미네이터를 사용하는 것입니다. 그러나 이는 번거롭고 신호를 반으로 감쇠시킵니다. 수신기에서 진폭을 낮추거나 구동 임피던스와 전송선 특성 임피던스로 나눠지기 전에 송신기에서 증폭시킵니다.

약간의 실험적인 조정이 필요한 간단한 솔루션은 드라이버와 직렬로 작은 저항을 배치하여 수행하는 것입니다. 이것은 케이블의 커패시턴스와 다른 부유 커패시턴스가있는 저역 통과 필터를 형성합니다. 고의적 인 RC만큼 예측할 수는 없지만 훨씬 단순하고 종종 충분합니다.

이 공식은 일반적으로 무릎 주파수라고합니다. 신호의 10 % -90 % 상승 시간을 기반으로하며 일반적으로 사용중인 디지털 신호에서 가장 높은 관심 주파수가 무엇인지 알려주는 근사치로 사용됩니다. 또는 해당 신호의 대부분의 고주파 에너지 함량을 찾을 수있는 더 나은 방법이라고합니다. 채널이 해당 대역폭을 통과 할 수 있다면 이론적으로 신호의 롤 또는 상승 시간 저하를 볼 수 없습니다. 물론 실제로는 신호에 영향을 줄 수있는 반사와 같은 다른 것들이 있습니다. SI-LIST에 대한 좋은 설명 을 제공하는 Mentor의 Tom D가 있습니다.

채널에 사용 된 길이와 소재를 더 알고 싶습니다. 전송 선로 효과를 고려해야 할만큼 충분히 길습니까 (1/4 파장보다 길고, 일부는 1/6 파장이라고 함). 게시물에서 무엇을하고 있는지 잘 모르므로 일반적인 조언을 제공하려고합니다. 상승 시간을 불필요하게 늦추려고하는 것은 운전자가 폭파하지 않고 사용하는 필터 부하를 처리 할 수 ​​있다면 나쁘지 않습니다.

올바른 전송 라인 구조 / 케이블을 사용하고 올바르게 종료해야하는 이유는 무엇입니까? 나는 당신이 당신의 프로젝트에 대한 이유를 가지고 있다고 확신합니다.

인용하는 공식은 가장자리에서 방출되는 신호의 BW에 사용됩니다. 예를 들어, 미드 스윙의 대부분의 디지털 신호는 상단과 하단에 점점 가늘어지는 커패시터 (즉, 선형 램프)의 전류 소스처럼 보입니다. 전송 라인에 반사 등의 우려가있는 것을 사용하고 롤오프하는 것도 유효합니다.

그러나 ~ 1 / t (상승)가 될 고조파와 대화하지 않습니다. 즉, 스펙트럼에서이 200MHz 스퍼를 볼 수 있습니다.

수신기의 경우 대기 시간이 충족되도록 아이 다이어그램을보고 있어야합니다. 그리고 이것은 시간 도메인 시나리오입니다. 따라서 타이밍을 충족시키고 주파수 측면에서 보이지 않는 회로 요소를 거기에 가질 수 있습니다. 따라서 BW를 ​​사용하여 보류 시간과 상호 작용할 때 사물을 설명 할 수 있지만 BW에서 직접 보류 시간을 도출 할 수는 없습니다. 모델링 또는 테스트 벤치가 여기에 있습니다.

확실하지는 않지만 모든 게시물을 완전히 읽었지만 원래 게시물과 관련하여 (5ns 상승 시간을 가진 사람의) 게시물입니다. Howard Johnson 박사 또는 Lee Ritchey의 책을 읽어야합니다. 그들은 이것을 자세히 설명합니다.

신호를 늦추려고하지 마십시오. 특별한 상황을 제외하고는 신호가 필요하지 않습니다.

이론적 인 문제를 해결하고 실용적인 해결책을 찾으려면 다음을 사용할 수 있습니다. 트레이스 길이가 가장자리의 상승 시간으로 표시되는 비행 시간의 1/5보다 길면 전송선이 있고 종료가 필요합니다. 실제 경우에, 약 4 내지 4.6의 유전 상수를 갖는 FR4 또는 동등한 물질을 사용하는 경우, 이동 시간은 나노 초당 약 5.5 인치이다. 5ns의 상승 시간 동안 약 27.5 인치 길이의 가장자리 전환이 발생합니다. 그 중 1/5를 취하면 5.5 인치가됩니다. 따라서 PWB 트레이스가 5.5 인치보다 긴 경우 직렬 종단 저항을 사용하여 임피던스 (점대 점 연결)와 일치시켜야합니다.

50 옴 트레이스가있는 경우 저항은 50 옴에서 드라이버의 소스 임피던스를 뺀 값이어야합니다 (반사 파 시리즈 종료의 경우). 20 옴 저항으로 시작하십시오. 과도한 오버 슈트 (5 % 이상)가 발생하면 더 크게, 가장자리가 구겨지면 더 작게 만듭니다. 좋은 결과를 얻기 위해 완벽 할 필요는 없습니다. 이상적으로 Hyperlynx 소프트웨어를 사용하여 매번 완벽한 결과를 시뮬레이션하고 가깝게 얻을 수 있습니다.

.34 / Trise 방정식 인 BTW는 실제 적용에 유효한 방정식입니다. 그리고 상승 시간은 일반적으로 신호 전압의 10 %에서 90 % 사이의 시간으로 동의합니다 (예외는 귀하가하는 일에 적용되지 않습니다). 보다 보수적 인 설계를 위해서는 .5 / Trise를 사용하십시오.