Дифференциальная линия без земляного полигона под ней Опции

[ViKo]

http://www.national.com/assets/en/appnotes...dition_2008.pdf
Во второй редакции этого документа были следующие слова.

Since LVDS is differential, the signal current that flows in one conductor of a pair will flow back through
the other conductor, completing the current loop. This is ideal, because the current return antenna loop
area is minimized since the traces of a pair are closely spaced. Real signals, however, will have some
common-mode noise current which must return also. This common-mode current will be capacitively
coupled to ground and return to the driver through the path of least impedance. Therefore, a short
ground current return path is needed between the driver and receiver in differential systems.
On PCBs, the best current return path is a uniform, unbroken ground plane beneath the LVDS signals.
The ground plane will allow the common-mode (even mode) current to return directly under the LVDS
signals. This closely coupled path is the path of least impedance and means that the current loop area is
minimized.

А в 4-й я этого не нашел.

[VladimirB]

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.

Обобщу немного:

1) если вам по-барабану на то что возвратные токи из-за неидентичности в паре потекут окольными путями, излучая и наводясь на другие части схемы - то делайте пару без земли.
2) если у вас имеется высокочувствительная прецензионная аналоговая часть на плате или много гигагерцев в линии - то так лучше не делать

[PCB-young]

Обобщу немного:

1) если вам по-барабану на то что возвратные токи из-за неидентичности в паре потекут окольными путями, излучая и наводясь на другие части схемы - то делайте пару без земли.
2) если у вас имеется высокочувствительная прецензионная аналоговая часть на плате или много гигагерцев в линии - то так лучше не делать

Ладно, течет так течет. Спасибо.



Уже немного оффтоп, но задам вопрос здесь - как рассчитать параметры линии в случае, скажем односторонней платы? Землю я буду пускать с обеих сторон от пары. Мой калькулятор не имеет такой модели, но этот вариант имеет право на жизнь.

Сообщение отредактировал PCB-young - Jun 10 2011, 12:20

[Uree]

Земля есть, ее не может не быть. Укажите расстояние 1метр, как если бы плата лежит на столе над землей. Результаты будут близкие.

[PCB-young]

Земля есть, ее не может не быть. Укажите расстояние 1метр, как если бы плата лежит на столе над землей. Результаты будут близкие.

Нет, я не об этом. Для получения нужного импеданса при приемлемых параметрах проводников я предполагаю землю располагать рядом с диф. парой. Есть основания думать, что это позволит снизить импеданс. А вот насколько - надо как-то считать, в этом и состоит вопрос.

[Doomsday_machine]

PCB-young
Что за калькулятор? Попробуйте Polar Si9000, шаблон Diff Surface Coplanar Waveguide.

[Uree]

Не видел калькуляторов, которые считают импеданс ТОЛЬКО для земли по бокам трасс, обязательно нужна земля _под_ парой. Вот чтобы минимизировать ее влияние и писал - задать расстояние до нее в 1 метр. После этого подбирать параметры пары и расстояние до земли по бокам от нее.

[Ariel]

вот ссылка на пример диф. пары без GND
а вот статья, рекомендующая убрать все слои между конектором и трансформатором.

Прикрепленные файлы

 micrel_ETH.pdf ( 315.14 килобайт ) Кол-во скачиваний: 78

 

[_no cover_]

Для получения нужного импеданса при приемлемых параметрах проводников я предполагаю землю располагать рядом с диф. парой.

На прямом участке должно получиться. Лучший калькулятор в данном случае будет от Polar.

[packages2011]

Помимо Polar.Instruments.SI8000 & SI9000 хорошо еще воспользоваться Atlas Si. Все таки разводка LVDS на односторонней плате вещь оригинальная...

[VladimirB]

вот ссылка на пример диф. пары без GND
а вот статья, рекомендующая убрать все слои между конектором и трансформатором.

Ну дык это и ежу понятно, что если в кабеле Ethernet нет земли, то и на плате после трансформаторов её быть не должно - иначе будет разрыв и скачок волнового сопротивления. И кстати в 1G Ethernet к трансформаторам ещё балуны ставят для симметрирования и подавления синфазной составляющей из-за отсутствия земли в кабеле.

Но если например у меня например АЦП ADC083000 с 32 LVDS, то ставить на каждую пару по балуну слишком накладно будет - проще ещё слой с землёй добавить.

[Ariel]

[/quote]

если в кабеле Ethernet нет земли, то и на плате после трансформаторов её быть не должно - иначе будет разрыв и скачок волнового сопротивления

А если тот же самый кабель Ethernet подключен ко входу дифференциального усилителя без трансформатора, то применение дифпары с землей приведет к "скачку волнового сопротивления"???

[_no cover_]

Интересно, как в однослойной плате обеспечить хорошую связь между полигонами земли по обе стороны дифпар? Т.е. лини будут максимально короткими, в т.ч. и прямыми, и как результат можно вообще от них отказаться, расположив источник и приемник максимально близко друг к другу.
Резюме: на односторонней плате LVDS не пройдет.

[cioma]

Опять все в кучу намешали
Вот пара мыслей для понимания сути процессов:

1. Ток течет по замкнутому контуру. Т.е. какая бы у Вас конфигурация линии передачи не была, электромагнитная волна всегда найдет путь в источнику. Пусть хоть через эфир и Землю.
2. Ток течет по пути наименьшего импеданса. Т.к. цифровые сигналы имеют широкий спектр, то как правило для плат и кабелей это сводится к пути с наименьшей индуктивностью.
3. Индуктивность замкнутого контура уменьшается с уменьшением его площади.
4. Линии передачи (e.g. UTP) и стандарт передачи (e.g. LVDS) вещи независимые. Т.е. LVDS можно передать как по микрополоску на плате с опорным слоем земли, так и по витой паре, в которой земли как таковой нет.

Витая пара потому так и называется что вследствие скрутки с определенным шагом оба проводника становятся сильносвязанными как индуктивно так и емкостно. Т.е. для возвратного тока по проводнику DP путь с наименьшим импедансом будет по проводнику DN (и наоборот). А вот для микрополоска в общем случае большая часть возвратного тока будет идти по земляному слою под проводником. Потому в принципе на платах можно разносить половинки дифпары хоть на километры - все будет работать если обеспечены одинаковые задержки сигнала и нет неоднородностей в линиях. Вот только в реальности обеспечить это трудно и легче вести обе половинки рядом, чтобы все неоднородности влияли на них одинаково.

[Aner]

... Потому в принципе на платах можно разносить половинки дифпары хоть на километры - все будет работать если обеспечены одинаковые задержки сигнала и нет неоднородностей в линиях. Вот только в реальности обеспечить это трудно и легче вести обе половинки рядом, чтобы все неоднородности влияли на них одинаково.

Насмотрелся я на платы от белорусских производителей сат. тюнеров, кошмар, BGA на двух слойке и под LVDS нет земли.
Забываете однако о наводках на LVDS, помехах синфазных и др. от внешних схем, имп. истичниках и тп.
Получается разносить то нельзя. Земля (кроме обеспечения возвратных токов, которые тоже не должны иметь разную длину, иначе задержки, проблемы с фронтами итд)
к тому же экранирует и обеспечивает защиту от внешних помех. Что также важно. Вообщем делайте LVDS по стандарту в 4 слоях и не мучайтесь.

вот ссылка на пример диф. пары без GND
а вот статья, рекомендующая убрать все слои между конектором и трансформатором.

Тут другая ситуация, требуется обеспечить минимальный уровень шума и помех, чтобы обеспечить стабильную скорость передачи.