Sono coinvolto in un progetto in cui il cliente ha definito i pin in un cavo a nastro, senza considerare possibili problemi di cross-talk. I segnali sono segnali dati a 1 MHz senza fili di terra che li separano. Non ho mai avuto esperienza con il cross-talk e sono rimasto sorpreso dalle dimensioni dei glitch indotti (da 0,5 a 0,65 volt). Il lato ricevente utilizzava i driver di linea 74HCxx (livelli di commutazione CMOS) che causavano immondizia pura sul flusso di dati. Il cliente sta passando a driver 74HCT nel tentativo di spostare il livello di commutazione "alto" in ingresso al di sotto del livello di glitch, ma ho le mie preoccupazioni.

È tutto ciò che può essere fatto, oltre a passare alle parti HCT o semplicemente ridisegnare correttamente la scheda per salvare eventualmente ciò che abbiamo?

È possibile cambiare il cavo a nastro o inserire un adattatore con un cavo conteggio dei pin più elevato? Considera cosa ha fatto IDE / ATA per aumentare la larghezza di banda: è stato passato da un cavo da 40 a un cavo da 80, con ogni altro filo all'interno del cavo collegato a terra all'interno del connettore. Una soluzione simile potrebbe applicarsi qui.

In alternativa, è possibile ridurre la velocità di risposta? A 1 MHz, è probabile che il tuo problema riguardi meno la frequenza dei segnali stessi e più i loro fronti veloci. Una rete di filtri sul lato di trasmissione può aiutare.

Puoi lasciare il design della scheda così com'è, ma creare un adattatore corto su entrambe le estremità del cavo e realizzare il cavo effettivo come cavo non a nastro (micro coassiale, questo sarà il migliore) o utilizzare una corretta messa a terra tra fili di segnale. In sostanza, è necessario creare un cavo diverso per adattarsi alle spine IDC (o qualsiasi altra opzione selezionata come connettore scheda-cavo). Qualcosa come questo:

I segnali sono segnali dati a 1 MHz senza fili di terra che li separano.

Questo è piuttosto lento, quindi prima controlla se ci sono resistenze di terminazione della sorgente sul lato guida. Se sono presenti resistori, è possibile aumentarne il valore per ridurre la velocità di risposta.

Se non ci sono resistenze di terminazione della sorgente, qualunque cosa stia guidando questo cavo spingerà sorprendentemente grandi impulsi di corrente nella capacità del cavo ad ogni passaggio di livello, il che danneggerà l'alimentazione del chip di pilotaggio se non è correttamente disaccoppiato. Quindi, controlla sull'oscilloscopio se ottieni "crosstalk" su ENTRAMBI i bordi, o solo UN bordo, o una diversa quantità di diafonia su entrambi i bordi, controlla l'alimentazione del driver del cavo, sonda anche il suo pin GND rispetto al piano GND. Prova a lanciare un segnale lasciando gli altri soli. Se "crosstalks" da un filo su un lato del cavo a tutti gli altri fili in una quantità simile, allora non è crosstalk, piuttosto è il chip del driver che ha rimbalzo a terra o disaccoppiamento errato, quindi dovrai risolverlo.

Se il segnale è sincrono e hai una linea di clock, puoi giocare con il cronometraggio. Se i dati sono bloccati in un registro all'estremità di ricezione, i livelli contano solo all'interno della finestra di configurazione / attesa. Quindi, se si sposta un po 'l'orologio per farlo scattare dopo che i segnali si sono stabilizzati, può aiutare. A meno che non si abbia anche la diafonia nel segnale dell'orologio, in questo caso raddoppierà l'orologio e non va bene.

Il cliente sta passando a driver 74HCT nel tentativo di spostare il livello di commutazione "alto" in ingresso al di sotto del livello di glitch, ma ho le mie preoccupazioni.

Sì, ma sposterà anche il livello "basso" dell'input verso il basso e lo renderà più sensibile al rumore, quindi potrebbe "riparare" la diafonia su un lato, ma peggiorarlo sull'altro bordo! Immagino che potrebbe funzionare se il tuo segnale è sincrono e utilizza un fronte di clock da alto a basso ma ... mehhh ... meglio usare un gate trigger di Schmitt.

È tutto ciò che può essere fatto, oltre a passare alle parti HCT o semplicemente ridisegnare correttamente la scheda per salvare eventualmente ciò che abbiamo?

Prima di riprogettare, assicurati di confermare se si tratta davvero di crosstalk ... o rimbalzo a terra o disaccoppiamento errato nel chip di guida.

Assicurarsi inoltre che non vi sia un rimbalzo di massa tra le due schede causato dalla corrente che scorre nel filo GND e che crei una differenza di tensione tra le schede.

Se non si utilizza pin e si utilizzano segnali sincroni (con orologio), è possibile inserire la linea GND tra l'orologio e le linee dati, per evitare che i bordi dei dati perdano nell'orologio.

Dopo il fatto, hai alcune scelte:

1. Utilizzare i ricevitori di ingresso trigger Schmitt
2. utilizzare un cavo a nastro schermato
   • Modifica: @Duskwolf ha la soluzione migliore: ho dimenticato tutto sui cavi a 80 fili (momento dell'anziano)
3. termina con 470 pF come valore iniziale
4. terminare con impedenza del cavo 110-120 ohm a terra
5. terminare con impedenza del conducente ~ 50 Ohm a Vcc / 2 ore equivalenti pull / down

Aumentando la resistenza della sorgente si riduce il tempo di attesa ma non si riduce il crosstalk, poiché il rapporto di impedenza della capacità di crosstalk Xc / R aumenta al diminuire della velocità di risposta della corrente.

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Prova di idee utilizzando il cavo a nastro da 1 m stimato ESL e C

Qui si usano 5 segnali diversi vicino all'onda quadra 1MHz ma diversi per ottenere alias crosstalk con impedenze di carico e sorgente diverse. Normalmente ricordo che i cavi a nastro sono a terminazione singola da 120 Ohm, il che si traduce in induttanza di grumo e capacità per metro, ma dipende da AWG e spaziatura dielettrica.

Per una diafonia minima, è necessario

(1) cablaggi a nastro largo distanziati, quindi giubbotti di plastica di grande diametro; questo fornisce picoFarad / metro minimi e minimizza le correnti del cavo (campi magnetici minimi)

(2) schermature di lamina metallica attorno al cavo a nastro, per catturare la maggior parte degli Efield; macinare queste lamine.

(3) correnti minime dei cavi e velocità dei bordi più basse (lenti di scrittura), quindi il dI / dT è lento e l'accoppiamento del campo magnetico è minimo; quindi usa i driver WEAK

(4) terminazioni della fonte, forse 100 ohm

Notare la mentalità: (A) ridurre la diafonia del campo elettrico, usando spaziature filo-filo più grandi e usando uno scudo per catturare la maggior parte del flusso elettrico e in effetti ridurre la capacità filo-filo; ridurre anche il dV / dT. E (B) ridurre la diafonia del campo magnetico, aumentando la spaziatura del filo metallico, riducendo l '"area del circuito" con un percorso di ritorno (schermo, foglio) situato molto vicino, rallentando il dI / dT perché il dV / dT è ridotto e riduce la corrente non terminando all'estremità di ricezione.

Sei sicuro che le anomalie che vedi siano di tipo diafonia (e, ad esempio, non squillano a causa dell'impedenza senza pari o del rumore dell'alimentazione)? Prova a instradare una linea attraverso un filo schermato separato: la diafonia scomparirebbe in essa, mentre rimarrebbero il suono della suoneria e dell'alimentazione.

Sospetto fortemente che vedrai che sta squillando e il problema scompare una volta abbinate le impedenze del cavo e del driver.

Se il problema è realmente dovuto alla diafonia, è possibile migliorare molto la situazione diminuendo l'impedenza degli ingressi del ricevitore. La tensione di diafonia può essere abbastanza elevata da disturbare i livelli dei segnali, ma non è certamente potente come i segnali reali. Ciò significa che se si aggiungono resistenze pull-up o pull-down sul lato ricevitore delle linee dati, esse assorbiranno una parte significativa del rumore del crosstalk, con un effetto minimo sui segnali.

Il rumore dell'alimentazione viene solitamente eliminato disaccoppiando i cappucci.

Avvolgi il nastro in un nastro di alluminio (quello spesso conduttore utilizzato per sigillare i condotti; NON un nastro isolante, solo alluminio + colla) e collegalo a terra solo sull'estremità del dispositivo. Potrebbe non rimuovere completamente la diafonia, ma aggiungerà capacità a ciascuna linea e fornirà anche uno scudo, che potrebbe essere sufficiente per l'applicazione. Ciò ridurrà la flessibilità del cavo sebbene ...

Puoi considerare di risolvere questo problema nel software di controllo. È possibile misurare la diafonia da ciascun filo sorgente a ciascun filo di uscita. Questo definisce una "matrice crosstalk". Dopo aver misurato ciascun elemento di questa matrice di diafonia, è possibile calcolare le tensioni di compensazione richieste sugli altri fili mediante inversione di matrice.