Передача LVDS сигнала с аналоговой на цифровую части платы, Может кто подскажет как это правильно сделать? Опции

[Ezhen]

На проектируемой плате используется разделение земель на аналоговую и цифровую. Необходимо передать тактовый сигнал (64 МГц) с LVDS драйвера из аналоговой части на цифровую, к ПЛИС. Как это можно сделать? Для передачи используется микрополосковая диф. линия. Если просто провести линию над разрывом земель, то непонятно, как будут замыкаться возвратные токи. Можно ли использовать трансформатор, установленный над разрывом между земляными полигонами? Может кто-нибудь посоветовать конкретную схему включения?

[Костян]

На проектируемой плате используется разделение земель на аналоговую и цифровую.

Первое. Вы хорошо подумали ? нужно ли их разделять ?

Если просто провести линию над разрывом земель, то непонятно, как будут замыкаться возвратные токи.

Ни в коем случае так не нужно делать. Вы верно мыслите насчет возвратных токов.

В данном случае , если хотите разделить AGND и DGND , разделяйте, но сделайте перешеек между ними для возвратных токов LVDS.

Можно ли использовать трансформатор, установленный над разрывом между земляными полигонами? Может кто-нибудь посоветовать конкретную схему включения?

Не транс , а буфер. Так впринципе можно делать - ставить буфер в разрыве земли.






К сожалению, не могу найти ссылку (ключевые слова - семинар, analog device , русский сайт, часть 10), там все эти моменты разжеваны.



а ну вот же он.
http://www.analog.com.ru/pub_semin.htm
Вам нужен документ
http://www.analog.com.ru/Public/10.pdf

[dxp]

В данном случае , если хотите разделить AGND и DGND , разделяйте, но сделайте перешеек между ними для возвратных токов LVDS.

А разве в случае LVDS возвратные сигнальные токи не текут по парному проводнику? Я к тому, что земля для передачи собственно дифференциального сигнала LVDS не нужна. Она нужна только для выравнивания потенциалов между приемной и передающей частью (чтобы постоянка LVDS на приемнике относительно передатчика была в пределах допуска). Т.е. использование дифференциальной передачи сильно снижает требования к качеству земли. Насчет перешейка согласен, должно с лихвой хватить.

[Костян]

А разве в случае LVDS возвратные сигнальные токи не текут по парному проводнику?

Большая их часть ! , остальная - по земле

The basic receiver has high DC input impedance, so the majority of driver current flows across the 100Ω
termination resistor generating about 350mV across the receiver inputs.

http://www.gaw.ru/pdf/interface/LVDS/ch1.pdf

[dxp]

, остальная - по земле

Остальная - это сколько?

Большая их часть !

Большая настолько, что остальной можно пренебречь.

[ATname]

Остальная - это сколько?

Основной возвратный ток диф.пары идет по земле, и МЕНЬШАЯ его часть (<10%) по парной связи. Это объясняется тем что на передачу диф.сигнала работают ДВА передатчика (прямого и инверсного сигнала) которые "пляшут" от земли, причем каждый от своей (в общем случае).

Тактовый сигнал с малыми искажениями формируется в отдельной комнате с чистой аналоговой землей и тщательно отфильтрованным питанием. Разделение токов питания и возвратных токов диф.сигнала выполняется прорезями в полигоне этой самой чистой аналоговой земли.

[dxp]

Основной возвратный ток диф.пары идет по земле, и МЕНЬШАЯ его часть (<10%) по парной связи. Это объясняется тем что на передачу диф.сигнала работают ДВА передатчика (прямого и инверсного сигнала) которые "пляшут" от земли, причем каждый от своей (в общем случае).

Речь шла про LVDS? Правильно? LVDS передатчик работает на нагрузку (достаточно низкоомную нагрузку), расположенную непосредственно на входах приемника. Правильно? Т.е. ток из источника питания через верхнее плечо выходного каскада первого передатчика течет по одной из линий дифференциальной пары, доходит до нагрузочного резистора (100 Ом) и... куда ему течь дальше? Правильно - на вход передатчика и в нагрузку. Вход передатчика имеет входной импеданс как правило побольше, чем нагрузка (иначе смысла в нагрузке делается мало - она не будет работать согласователем линии), следовательно, ток потечет в нагрузку и из нее по второй линии дифпары обратно ко второму передатчику и через нижнее плечо выходного каскада второго передатчика стекает на землю. При переключении передатчиков ток течет в обратную сторону, но процесс тот же. По сути LVDS передатчик - это токовый мост, в плечи которого включена нагрузка, вынесенная физически ко входам приемника. Это хорошо видно на приаттаченных картинках.

Где вы тут (у LVDS) нашли пути для возвратного тока по земле (кроме как через паразиты входов приемника)? Земля там вообще нужна для обеспечения требований по Common Mode, а не для сигнальных токов. Поэтому он (LVDS) и хорош как малошумящий высокоскоростной интерфейс, что он по общей земле токов не создает.

[ATname]

Речь шла про LVDS? Правильно? LVDS передатчик работает на нагрузку (достаточно низкоомную нагрузку), расположенную непосредственно на входах приемника. Правильно? Т.е. ток из источника питания через верхнее плечо выходного каскада первого передатчика течет по одной из линий дифференциальной пары, доходит до нагрузочного резистора (100 Ом) и... куда ему течь дальше?

...по земляной шине к источнику питания, коим в данном случае выступает источник питания выходного каскада передатчика (питалово ИМС). Там контур тока источника питания выходного каскада должен быть замкнут. КАЖДОГО КАСКАДА в отдельности.
Есть соответствующая дока о том как на самом деле протекает возвратный ток в диф. паре, на досуге поищу в своих архивах и сброшу сюда.

[dxp]

...по земляной шине к источнику питания, коим в данном случае выступает источник питания выходного каскада передатчика (питалово ИМС). Там контур тока источника питания выходного каскада должен быть замкнут. КАЖДОГО КАСКАДА в отдельности.

Да, должен быть замкнут, с этим никто не спорит. Только замыкается этот контур целиком в передатчике, и возвратный сигнальный ток протекает по земле передатчика, вернувшись по парной линии к передатчику, а не по земле. Мне кажется, я в предыдущем посте все это выразил предельно ясно. 

Есть соответствующая дока о том как на самом деле протекает возвратный ток в диф. паре, на досуге поищу в своих архивах и сброшу сюда.

Не просто в диф. паре, а в LVDS! Диф. пар бывает много всяких, и ситуации там возможны тоже разные. В данной теме речь идет о передаче по LVDS, что явствует из названия темы.

[ATname]

Не просто в диф. паре, а в LVDS! Диф. пар бывает много всяких, и ситуации там возможны тоже разные. В данной теме речь идет о передаче по LVDS, что явствует из названия темы.

LVDS это тоже диф. пара, пусть и "своеобразная", это не суть в данном случае. Вы совершенно правильно все пишете СОГЛАСНО ТЕОРИИ, которая выносит за рамки вопрос практической реализации. Конкретно в Вашей схеме АПРИОРИ ПОЛАГАЕТСЯ, что LVDS линия уже реализована, т.е. обеспечено необходимое волновое сопротивление по всей длине линии. На плате, В РЕАЛЬНОСТИ, сие ещё надо реализовать. Т.е. необходимо иметь микрополозковую линию, в которой ПО ЗЕМЛЯНОМУ (опорному) слою должен протекать ток соответствующий току в сигнальной связи. Заметьте: ДЛЯ КАЖДОЙ СВЯЗИ диф. пары сие необходимо выполнить, а уж для линий LVDS это требование является критически важным (учитывая скорости передачи). Этот момент очень часто упускается из виду при трассировке, как раз из-за того что в теории (которая этот момент не рассматривает в принципе) ток по земляной шине для LVDS шины равен нулю. СУММАРНЫЙ ТОК, который равен сумме всех КОНТУРНЫХ ТОКОВ. Если ВЫ "рванете" опорный слой под сигнальной линией, то разорвете путь КОНТУРНОГО тока и нарушите согласование в микроползковой линии со всеми отсюда вытекающими. Экспедишн просто не позволит Вам такое сделать (разорвать опорный слой под сигнальным проводником) и будет абсолютно прав, ну а мурзилка типа PCAD о сем даже и не подозревает. Как и ея пользователи (надеюсь, к Вам сие не относится).

Читал рекомендацию по реализации LVDS без опорного слоя (в нем делаются вырезы по трассе шины) при этом микрополозок РЕКОМЕНДУЮТ реализовать на базе прямой и ннверсной сигнальных связей. Это достаточно "прикольное" решение, поскольку в реальности передатчики не строго идентичны и как следствие сама такая линия становится генератором помех, притом что её помехозащищенность от внешних сигналов тоже падает.

[dxp]

LVDS это тоже диф. пара, пусть и "своеобразная", это не суть в данном случае. Вы совершенно правильно все пишете СОГЛАСНО ТЕОРИИ, которая выносит за рамки вопрос практической реализации. Конкретно в Вашей схеме АПРИОРИ ПОЛАГАЕТСЯ, что LVDS линия уже реализована, т.е. обеспечено необходимое волновое сопротивление по всей длине линии. На плате, В РЕАЛЬНОСТИ, сие ещё надо реализовать. Т.е. необходимо иметь микрополозковую линию, в которой ПО ЗЕМЛЯНОМУ (опорному) слою должен протекать ток соответствующий току в сигнальной связи.

Опишите путь, по которому протекает ток. Вот он вышел из передатчика, прошел по линии, дошел до нагрузки (100 Ом)... Дальше куда? В землю? Через что?

Заметьте: ДЛЯ КАЖДОЙ СВЯЗИ диф. пары сие необходимо выполнить, а уж для линий LVDS это требование является критически важным (учитывая скорости передачи). Этот момент очень часто упускается из виду при трассировке, как раз из-за того что в теории (которая этот момент не рассматривает в принципе) ток по земляной шине для LVDS шины равен нулю. СУММАРНЫЙ ТОК, который равен сумме всех КОНТУРНЫХ ТОКОВ. Если ВЫ "рванете" опорный слой под сигнальной линией, то разорвете путь КОНТУРНОГО тока и нарушите согласование в микроползковой линии со всеми отсюда вытекающими.

Как же тогда LVDS сигналы передают по проводкам? Без опорного слоя.

Гмм, а вообще да. У LVDS ведь не токовый выход, а напряженческий. Даже с dc/dc развязкой по сигнальным линиям обратный ток может только по земле вернуться. Был не прав

Т.е. если изменить нагрузку, то ток изменится? Ну, если выход как вы выразились "напряженческий". Или не изменится? Если не изменится, то это больше похоже все-таки на токовый. Или нет?

[Shivers]

Т.е. если изменить нагрузку, то ток изменится? Ну, если выход как вы выразились "напряженческий". Или не изменится? Если не изменится, то это больше похоже все-таки на токовый. Или нет?

Насколько я понимаю, выходные драйверы у LVDS все же не токовые; да и в качестве вЫходных параметров указан размах сигнала и средняя точка - в вольтах.
На мой взгляд, очень хорошо работа LVDS обьяснена в этом документе:
http://focus.ti.com/lit/ug/slld009/slld009.pdf Страница 1-5
Показаны возвратные токи, и все такое.

Т.е. если изменить нагрузку, то ток изменится?

Ток закоротки 24мА, по стандарту. И еще, по указанному выше документу, на странице 2-8 показана более "честная" эквивалентная схема драйвера, чем на предыдущей странице этого топика. Хотя обе схемы не содержат информации про среднюю точку. Чтобы разобраться до конца, надо достать спайс модель LVDS трансивера )

Сообщение отредактировал Shivers - Nov 26 2009, 09:41