реклама на сайте
подробности

 
 
3 страниц V   1 2 3 >  
Reply to this topicStart new topic
> Дифференциальная линия без земляного полигона под ней
PCB-young
сообщение Jun 9 2011, 14:12
Сообщение #1


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 61
Регистрация: 17-10-05
Из: Питер
Пользователь №: 9 747



Хочу внести для себя ясность в вопрос в котором я сильно плаваю. Допустим, есть диф.линия передачи на частотах около 50MHz, и делать под ней сплошной полигон земли я не хочу, надо ли мне пускать землю строго рядом с ЛП (по обе стороны на фиксированном расстоянии), или это не обязательно (земля пойдет окольными путями)? Надо ли учитывать возвратный ток, если диф. линия сильно связанная, и вообще, будет ли он?

И то же самое для случая 1-2GHz.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ariel
сообщение Jun 9 2011, 17:22
Сообщение #2


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 820
Регистрация: 12-05-08
Из: Israel
Пользователь №: 37 440



возвратного тока у симметричной дифференциальной линии нет в принципе, независимо от степени связи ее проводников, потому что ток входит в один провод и такой же точно ток выходит из второго. Пример такой линии - кабель CAT5/6. Только вот как выбрать ширину проводников и расстояние между ними, я не знаю, потому что для всех известных мне калькуляторов предполагается наличие земляного полигона.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Doomsday_machine
сообщение Jun 9 2011, 18:13
Сообщение #3


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 210
Регистрация: 20-01-10
Из: M.O.
Пользователь №: 54 961



PCB-young
Тыц
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_no cover_
сообщение Jun 9 2011, 18:28
Сообщение #4





Группа: Участник
Сообщений: 13
Регистрация: 9-06-11
Пользователь №: 65 602



Есть такое понятие как волновое сопротивление и поэтому дифференциальная пара НЕ МОЖЕТ НЕ ИМЕТЬ ЗЕМЛИ. Есть определенное требование о расстоянии от дифпары до края полигона земли, на вскидку не скажу, там есть варианты - в инете можно найти.
А про импеданс могу предложить издание от IPC — Association Connecting Electronics Industries:

http://dcchapters.ipc.org/assets/phoenix/P...d_Impedance.pdf
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ariel
сообщение Jun 9 2011, 18:40
Сообщение #5


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 820
Регистрация: 12-05-08
Из: Israel
Пользователь №: 37 440



Цитата
дифференциальная пара НЕ МОЖЕТ НЕ ИМЕТЬ ЗЕМЛИ

совершенно неправильное утверждение. Диф. пару можно рассматривать как два раздельных проводника и земляной полигон напротив них. Предположим что по первому проводника в какой то момент времени ток положительный, тогда по этой земле возвращается такой же ток, только отрицательный. А по второму проводнику ток, соответственно, отрицательный, и по этой же земле возвращается положительный. Получается что через ту же самую земляную площадку проходят два одинаковых разнонаправленных тока, которые как бы взаимно компенсируются, и выходит что земля не нужна вовсе, раз ток по ней не протекает.
Цитата
Есть такое понятие как волновое сопротивление

волновым сопротивлением обладает любой проводник, если у него есть индуктивность и емкость. Причем емкость может быть не только относительно земли, но и относительно других рядом расположенных проводников.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
PCB-young
сообщение Jun 9 2011, 19:23
Сообщение #6


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 61
Регистрация: 17-10-05
Из: Питер
Пользователь №: 9 747



Цитата(Doomsday_machine @ Jun 9 2011, 22:13) *
PCB-young
Тыц



Хорошая тема, спасибо. Но мой вопрос там не достаточно раскрыт, по крайней мере, ясности нет.
Еще раз, если я не буду делать плейн под сильно связанной диф ЛП, что произойдет? Потечет ли возвратный ток через землю там где она есть, и какая часть тока так потечет? Или может ЛП будет шуметь, как антенна передатчика. Или все-же как-то тихо мирно все что надо протечет по паре?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
VladimirB
сообщение Jun 9 2011, 19:39
Сообщение #7


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 614
Регистрация: 12-06-09
Из: рядом с Москвой
Пользователь №: 50 219



Цитата(Ariel @ Jun 9 2011, 21:22) *
возвратного тока у симметричной дифференциальной линии нет в принципе, независимо от степени связи ее проводников, потому что ток входит в один провод и такой же точно ток выходит из второго. Пример такой линии - кабель CAT5/6...
...проходят два одинаковых разнонаправленных тока, которые как бы взаимно компенсируются, и выходит что земля не нужна вовсе, раз ток по ней не протекает...


Да земля вроде бы и "не нужна" sad.gif
Только любое нарушение симметрии приводит к возникновению тока по земле, и ,соответственно, наводкам и помехам если её нет, и току нужно идти в обход. А абсолютно симметричных драйверов не существует - у того же LVDS допускается разбаланс до 1/16 по амплитуде. У ЭСЛ всё ещё хуже. Или вы предлагаете ставить Balun'ы на все пары как в Ethernet sm.gif.

Второй момент: для достижения волнового сопротивления в 100 Ом при удалённой на большое расстояние земле, polar мне предложил сдвинуть проводники на расстояние 70микрометров - не всякий китаец за чашку риса сделает вам такую плату - возможно придётся поискать килобаксы.

Третий момент: толщина меди в наружных слоях является функцией времени выдержки китайцами платы в ванной с реактивами при металлизации отверстий. Поэтому получить волновое сопротивление с точностью скажем 20% при связи проводников только по боковой поверхности очень тяжело. Или опять надо заплатить китайцам килобаксы, чтобы они контролировали время выдержки и волновое сопротивление.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ViKo
сообщение Jun 10 2011, 07:17
Сообщение #8


Универсальный солдатик
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362



Цитата(VladimirB @ Jun 9 2011, 22:39) *
Да земля вроде бы и "не нужна"
Только любое нарушение симметрии приводит к возникновению тока по земле

Полностью согласен по всем пунктам.
Что это - polar? Поделитесь инструментами для расчета волнового сопротивления, если они не очень много весят.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Uree
сообщение Jun 10 2011, 07:24
Сообщение #9


Знающий
******

Группа: Свой
Сообщений: 5 223
Регистрация: 25-04-05
Из: Z. Gora
Пользователь №: 4 480



Не ведитесь. Земля нужна, независимо от того single-ended line или diff pair. Разница в наводках, в излучениях и т.п., но принципиально процесс передачи не меняется, он точно так же "опирается" на землю. Когда она не нужна - в случае токовой петли. Но таких интерфейсов еще поискать нужно(например CML в гигабитных интерфейсах)... Но если используется интерфейс опирающийся на напряжения - нужна земля, по которой будет течь возвратный ток.
А вот здесь разрисовано почему нужен плэйн: http://www.google.com/url?sa=t&source=...tGA&cad=rja
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ViKo
сообщение Jun 10 2011, 07:34
Сообщение #10


Универсальный солдатик
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362



Цитата(Uree @ Jun 10 2011, 10:24) *
Не ведитесь. Земля нужна, независимо от того single-ended line или diff pair.

А с вами - не согласен.
И в той теме, что на Тыц, об этом говорено. Можно передать LVDS без земли под нею. Прямой и обратный ток побегут по паре проводов. Но для выравнивания потенциалов оба конца, естественно, должны иметь общую землю. Земли этих двух сторон можно хоть через дроссель соединить, и идеальная LVDS будет работать. Если же разводка неидеальная, и есть земля под дифпарой, любые нарушения симметрии будут проводить к возникновению токов по земле. Так что земля не обязательна, но желательна.
P.S. Считайте, что LVDS - высокочастотная токовая петля.
P.P.S. Правда, здесь не говорится об LVDS, это меня Тыц-тема сбила. sm.gif
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Uree
сообщение Jun 10 2011, 07:55
Сообщение #11


Знающий
******

Группа: Свой
Сообщений: 5 223
Регистрация: 25-04-05
Из: Z. Gora
Пользователь №: 4 480



"Even if the differential signals are exactly equal and opposite, so that there is no return current through the power system, there will still be an induced current flowing in a closed loop on the plane under the traces."
Differential Signals
Rules to Live By Douglas Brooks

Т.е. как бы идеальны не были трассы, а наведенные токи в плэйн-слое будут. Сделаем там разрывы или другие неравномерности - внесем эти неравномерности в линии передачи - получим отражения - похерим качество сигнала, вплоть до невозможности работы линии передачи. Не согласны - можете делать платы не соблюдая всего этого. Только выложите тогда результаты измерений сигналов в линии и излучений в пространстве в диапазоне хотя бы до 3ГГц сюда, обсудим.

ЗЫ А тут Ваш случай не обязательной земли: http://www.signalintegrity.com/Pubs/edn/diffuturn.htm Поэтому да, делать можно, но - "Ты видишь грабли? Нет? А они есть" sm.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ant_m
сообщение Jun 10 2011, 08:02
Сообщение #12


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 756
Регистрация: 14-08-07
Из: Москва
Пользователь №: 29 765



To ViKo Polar - _http://www.polarinstruments.com - Есть в секретном файлохранилище sm.gif
Есть еще бесплатный Saturn Pcb, но его возможности поменьше чем у полара. Зато free!

Про земли: я вот тоже считаю в идеале она не нужна. Но на плате ее приходится применять вместе с дифф. парами из-за того что нужно обеспечить нужный импеданс единичного проводника(собственно выше до меня кто-то это говорил). Иначе, без земли, размеры пары будут просто огромными. Ну и еще земля, конечно, нужна как экран от помех на плате, наводимых соседними проводниками (в том числе на других слоях).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ariel
сообщение Jun 10 2011, 08:08
Сообщение #13


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 820
Регистрация: 12-05-08
Из: Israel
Пользователь №: 37 440



разрыв под дифференциальной линией - делали. Цель разрыва - отделить сигнальную GND от щасси GND.
Качество сигнала (HDMI1.3) - проверяли осциллографом.
Излучение - проверяли спектроанализатором в Институте стандартов. Соответствует FCC Class B.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
ViKo
сообщение Jun 10 2011, 08:28
Сообщение #14


Универсальный солдатик
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 634
Регистрация: 1-11-05
Из: Минск
Пользователь №: 10 362



Цитата(Uree @ Jun 10 2011, 10:55) *
Т.е. как бы идеальны не были трассы, а наведенные токи в плэйн-слое будут.

Идеальная LVDS без слоя земли будет работать.
Дифференциальные линии бывают разные. Например, я передаю дифференциальные сигналы с ОУ с дифференциальными выходами на АЦП с дифференциальными входами. Там возвратные токи для каждого из сигналов текут по земле. И от ее качества однозначно зависит качество передачи сигнала. (Хотя, и там, возможно, возвратные токи компенсируются? - опять же - в идеальном случае)
Плат без слоя земли, независимо от цепей, которые по ней проходят, не делаю. sm.gif

для Ant_m
Спасибо, попробую.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
PCB-young
сообщение Jun 10 2011, 10:18
Сообщение #15


Участник
*

Группа: Участник
Сообщений: 61
Регистрация: 17-10-05
Из: Питер
Пользователь №: 9 747



Цитата(Uree @ Jun 10 2011, 11:55) *
"Even if the differential signals are exactly equal and opposite, so that there is no return current through the power system, there will still be an induced current flowing in a closed loop on the plane under the traces."
Differential Signals
Rules to Live By Douglas Brooks

Т.е. как бы идеальны не были трассы, а наведенные токи в плэйн-слое будут. Сделаем там разрывы или другие неравномерности - внесем эти неравномерности в линии передачи - получим отражения...



Uree, к чему приводят неравномерности волнового сопротивления линии я представляю, я хотел прояснить для себя другое, что будет, если земля будет проходить на значительном расстоянии от диф. пары. Ведь при этом нельзя говорить о значительных различиях волнового сопротивления на участках линии передачи, т.к. поле на сравнительно больших расстояниях не имеет сильной связи с землей. Я это представляю себе как-то так.

И еще,если в Polarе посчитать импеданс микрополоска с расстоянием до плейна порядка 5мм, то для 200мм показания изменятся не сильно. Очень красноречиво, я считаю.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

3 страниц V   1 2 3 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 20th July 2025 - 14:12
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01569 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016