Пульсации в оцифрованном сигнале на плате с DDR2 Опции

[maxics]

Разработали плату ЦОС. Поток оцифрованных данных (АЦП 16 бит, 100МГц) обрабатывается в ПЛИС (процедура DDC) и передается по Ethernet 1G,
с возможностью записи в DDR2 (200 МГц). Память - планка 2 GB. Всё отлично работает пока планка памяти не вставлена. С памятью,
на спектре видны пульсации мощностью на 20 дБ выше уровня шума. Сделали экран на аналоговую часть схемы и накрыли экраном планку памяти. Пульсации уменьшились на 10 дБ.
Посоветуйте, что еще можно сделать?

[Lmx2315]

Что за пульсации, в какой полосе?
Может достаточно будет изменить настройки контролёра DDR - перевести память на другую частоту и помехи вам мешать перестанут?

[Mikle Klinkovsky]

Корректировать схему и переразводить питание.

[krux]

у DDR2 on-die termination используете? регулировку его пробовали крутить?

[vladec]

Если будете переразводить плату, может помочь вырез в экранных слоях земли и питания, обрамляющих DDR2 с трех сторон (кроме ПЛИС) и отделяющий от остальной схемотехники.

[Mikle Klinkovsky]

Если будете переразводить плату, может помочь вырез в экранных слоях земли и питания, обрамляющих DDR2 с трех сторон (кроме ПЛИС) и отделяющий от остальной схемотехники.

Не может. У DDR своё питание.

[vladec]

Не может. У DDR своё питание.

Так с трех же сторон.

[Mikle Klinkovsky]

Так с трех же сторон.

Да хоть с 4х. У DDR свой полигон питания и опоры, он не должен иметь связей с другими полигонами питания, посему обратный ток до мест ваших зазоров не пойдёт. А вот через гавнястый стабилизатор всё равно всё вылезет и полезет в другие напряжения.

Ну а если вы по полигонам питания (в соседних слоях) таскаете дорожки других источников или другие полигоны питания, то конечно, вырезы в земле окажут значительный эффект.

[maxics]

у DDR2 on-die termination используете? регулировку его пробовали крутить?

Менял параметр RTT_NOM (ODT), пробовал 50 Ом, 75 Ом, 150 Ом. Изменений не увидел. Также изменял частоту работы на 250 МГц, ситуация не улучшилась.

Выше было сказано про переразводку питания. Какие изменения необходимо внести?

Сообщение отредактировал maxics - May 4 2017, 15:34

[Lmx2315]

Также изменял частоту работы на 250 МГц, ситуация не улучшилась.

..не улучшилась, это ладно, но что-нибудь изменилось?
Расположение вредных палок в спектре сдвинулось или ничего не изменилось?
И напишите что за АЦП вы используете.

[maxics]

..не улучшилась, это ладно, но что-нибудь изменилось?
Расположение вредных палок в спектре сдвинулось или ничего не изменилось?
И напишите что за АЦП вы используете.

Палки остались на том же месте. Ацп - LTC2195 (16 бит, 100 МГц)

Сообщение отредактировал maxics - May 4 2017, 17:52

[Lmx2315]

Палки остались на том же месте. Ацп - LTC2195 (16 бит, 100 МГц)

такое ощущение будто DDR тут не причём , а не тянет общий источник питания.
У вас аналоговая часть и цифровая от чего питаются? Там часом пульсаций нет на питании?

[Mikle Klinkovsky]

Палки остались на том же месте. Ацп - LTC2195 (16 бит, 100 МГц)

Оторвите питание аналоговое от плюса источников и прицепите туда аккумулятор с линейником и жирным Low ESR электролитом.
Потом можно проделать тоже самое с цифрой/памятью.
И засекайте когда и где какие иголки.

[maxics]

Схема подключения одного из каналов аналогового входа:



Входной разъем SMA, затем П-образный аттенюатор, ФНЧ 11-го порядка, операционный усилитель и АЦП.
Разорвал схему в месте показанным красным крестиком, пульсации пропали. Похоже как-то наводится на входную аналоговую пассивку.

Сообщение отредактировал maxics - May 5 2017, 09:36

[Mikle Klinkovsky]

Схема подключения одного из каналов аналогового входа:



Входной разъем SMA, затем П-образный аттенюатор, ФНЧ 11-го порядка, операционный усилитель и АЦП.
Разорвал схему в месте показанным красным крестиком, пульсации пропали. Похоже как-то наводится на входную аналоговую пассивку.

Или наводится на ОУ с АЦП, а вы оторвали провод, относительно которого это было заметно.

Проверяйте землю, от разъёма до ОУ и АЦП, и кондёров аналогового питания АЦП.

Распечатайте уже вашу плату в ПДФ и выложите. Гадать безрезультатно можно очень долго.

[maxics]

Или наводится на ОУ с АЦП, а вы оторвали провод, относительно которого это было заметно.

Проверяйте землю, от разъёма до ОУ и АЦП, и кондёров аналогового питания АЦП.

Распечатайте уже вашу плату в ПДФ и выложите. Гадать безрезультатно можно очень долго.

1. Не понимаю, если я отрезал входную цепь, наводка исчезла полностью - при чём тут ОУ или АЦП? Данный опыт показывает, что проблемы с питанием (нехватка, пульсации по нему) и землёй отсутствуют? Или нет?

2. Не могли бы пояснить, что значит "проверяйте землю"?


P.S. В этом проекте земля одна общая для аналоговой и цифровой частей. Между сигнальными и питающими слоями - слои земли.
ПДФ выложу в ближайшее время.

[Mikle Klinkovsky]

P.S. В этом проекте земля одна общая для аналоговой и цифровой частей. Между сигнальными и питающими слоями - слои земли.

Выкладывайте ПДФ разводки, схему входных цепей, АЦП и питания этого всего.

[maxics]

Выкладывайте ПДФ разводки, схему входных цепей, АЦП и питания этого всего.

Разводка
 Artix.pdf ( 2.37 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 79


Схема входной части до АЦП:
 Artix_ADC.pdf ( 78.99 килобайт ) Кол-во скачиваний: 76


На каждый канал АЦП заводится 3 входных цепи. Каждый вход переключается коммутатором HMC349.
Входное питание платы - 12 В. Стоит DC-DC преобразователь LTM4600 12В - 5В. Из 5В с помощью линейного преобразователя LTC1965 делается питание 1.8 В для АЦП. Цифровое и Аналоговое питание АЦП разделяется ферритовыми бусинами. Также отдельно стоят линейники на 3.3 В для питания ОУ.

[_Sergey_]

Какие экраны, как заземляются?

[_4afc_]

На каждый канал АЦП заводится 3 входных цепи. Каждый вход переключается коммутатором HMC349.
Из 5В с помощью линейного преобразователя LTC1965 делается питание 1.8 В для АЦП. Цифровое и Аналоговое питание АЦП разделяется ферритовыми бусинами.

Если L4 закоротить что-то изменится? На С45 С44 сверху добавить емкости 10мкФ - лучше?

Меня смущает что для VDD с потреблением 250мА рядом стоит только 2х 0.1мкФ да и те через переходные.
Вообще разводка питания АЦП странная - места полно, можно емкостей накидать, переходные задублировать.., но нет.

Я бы L4 перед LTC1965 ставил и Sense на VDD рядом с АЦП.

[maxics]

Экран латунный с крышкой, сплошная пайка.

Если L4 закоротить что-то изменится? На С45 С44 сверху добавить емкости 10мкФ - лучше?

Меня смущает что для VDD с потреблением 250мА рядом стоит только 2х 0.1мкФ да и те через переходные.
Вообще разводка питания АЦП странная - места полно, можно емкостей накидать, переходные задублировать.., но нет.

Я бы L4 перед LTC1965 ставил и Sense на VDD рядом с АЦП.

L4 замыкали, на конденсаторы напаивали дополнительные ёмкости. Результат не изменился.

Всё же не понимаю... Я отрезал входную цепь, наводка исчезла полностью. Если б дело было в питании, наводка осталась.

[_Sergey_]

SMA разъем подключен?

С ваших слов можно подытожить - DDR планка наводит на входные цепи.
Предположительно, наводки по магнитному полю.
Вывод - стоит разнести эти узлы, ибо магнитное поле трудно экранируется.

Я обычно так индуктивности фильтров не ставлю. Возможно наводки суммируются.
Попробуйте по очереди замыкать на землю конденсаторы входного фильтра.
Если уровень будет меняться - значит есть наводки на катушки.

[_4afc_]

Всё же не понимаю... Я отрезал входную цепь, наводка исчезла полностью. Если б дело было в питании, наводка осталась.

А если подать синус с генератора с разными уровнями? Может наводка по питанию появляется только при определённом уровне сигнала?

[Mikle Klinkovsky]

Нет схемы стабилизаторов. На них не видать жирных емкостей (и не танталов).

У вас принципиально кондёры с одной стороны АЦП только 0,01, а с другой только 0,1?
У каждой ноги питания надо и тот и другой... И с полигона сначала на кондер, а потом на ногу.

Ещё и поди Y5V? Тут бывает люди полиэтиленовые ставят...

Vcm где гуляет? относительно чего дорожка лежит?

Полигоны питания до АЦП с чем ещё кроме земли с кем-то емкостную связь имеют? Тоже самое для дорожек 5В от дроселей до ключей... После дросселя кусок должен быть наиболее короткий, у вас L5 L6 в... далеко очень. И L4 c L3 тоже...

Теже вопросы по 3В на операционники, что еще на соседних слоях, кроме земли? Бидов нет... Зря.

Землю с кондеров REFL REFH, помнится, надо как-то хитро вести (может изолировано на ногу), уточните в доках, мутное место.

на Sence откуда цепь идёт? Там питание чьё? Биды есть?

И под аналоговой частью полигоны питания остальной схемы есть? (3v3, 5v, 1v5)

Всё же не понимаю... Я отрезал входную цепь, наводка исчезла полностью. Если б дело было в питании, наводка осталась.

Не отрезайте полностью входную цепь. Измените/замкните фильтры. Без них совсем. Землю на него притащите с разъёма.

[alexr22b]

С ваших слов можно подытожить - DDR планка наводит на входные цепи.
Предположительно, наводки по магнитному полю.
Вывод - стоит разнести эти узлы, ибо магнитное поле трудно экранируется.

В точку! Используйте стальные экраны, можно еще положить между ними ферриты поглощающие м. поле

[Lmx2315]

В точку! Используйте стальные экраны, можно еще положить между ними ферриты поглощающие м. поле

..а почему тогда, когда изменили частоту работы DDR помехи в спектре не сместились?
Думаю дело тут не в наводках с DDR, а в наводках на питание.

[_Sergey_]

..а почему тогда, когда изменили частоту работы DDR помехи в спектре не сместились?
Думаю дело тут не в наводках с DDR, а в наводках на питание.

Динамическая память периодически регенерируется, возможно это не связано с частотой обмена.

[vladec]

Самое простое, что бы уйти от наводок без доработки платы -- попробуйте наклеить в разных местах экранирующие и поглощающие материалы. Посмотреть можно, например, здесь:
http://www.techno.ru/emi/shielding.htm
http://www.techno.ru/emi/absorbing_foams_s.pdf

[_Sergey_]

Что нового?

[maxics]

Для проверки теории о "плохом питании" решили отпаять все стабилизаторы и запитать соответствующие полигоны анализатором питания. Заодно посмотреть потребление по каждой цепи.
Выяснился интересный факт по цепи 1,8В. При работающей прошивке и вынутой планке памяти ток~1,5 А. Как только подключаем память (она используется в работе) ток падает до ~1А.
Кто-нибудь может объяснить сей феномен?

[Mikle Klinkovsky]

терминация столько жрет?

[_Sergey_]

Для проверки теории о "плохом питании" решили отпаять все стабилизаторы и запитать соответствующие полигоны анализатором питания. Заодно посмотреть потребление по каждой цепи.
Выяснился интересный факт по цепи 1,8В. При работающей прошивке и вынутой планке памяти ток~1,5 А. Как только подключаем память (она используется в работе) ток падает до ~1А.
Кто-нибудь может объяснить сей феномен?

Невозможно давать объяснения, не видя прошивку.
Что там у вас программисты написали? Вот у них и спрашивайте.
1.8В - это не ДДР3, там 1.5В.

Вы лучше расскажите про входные цепи, что удалось выяснить?

[maxics]

Невозможно давать объяснения, не видя прошивку.
Что там у вас программисты написали? Вот у них и спрашивайте.
1.8В - это не ДДР3, там 1.5В.

Вы лучше расскажите про входные цепи, что удалось выяснить?

Так у нас DDR2. Прошивка ПЛИС поддерживает работу с памятью(встроенное ядро MIG), на ней и проверяем. Если память не вставлена, то потребление больше. Если вставлена, то меньше.


По входным цепям. Улучшили экранирование, продублировав слой латуни ещё и сталью - эффект нулевой.

[_Sergey_]

Так у нас DDR2.

Пардон, лопухнулся.