Sposoby na sprawdzenie integralności sygnału w obwodzie
Artykuł omawia trzy urządzenia, które pomagają zaoszczędzić czas i pieniądze w procesie sprawdzania integralności sygnału: wielogniazdowe przewody testowe, przełączniki RF oraz stary, dobry filtr RC.
Obwody RC dla kompensacji
Myśląc o kompensacji, myślicie pewnie o urządzeniach SerDes z wbudowanymi schematami automatycznego strojenia, ale co w przypadku, gdy badamy względnie prosty kanał, a nie mamy dostępu do tych wyrafinowanych urządzeń SerDes? Cóż, zawsze możemy użyć filtra RC jako kompensatora.
Równoległy filtr RC pomagający utrzymać integralność sygnału w obwodzie
Takie filtry działają bardzo dobrze aż do 10 Gb/s. Chociaż nie nadają się one do systemu 112G, zapewniają ekonomiczne rozwiązanie w przypadku starszych układów lub sygnałów sterujących PCIe. Impedancja tego obwodu jest równa
Gdzie R oznacza rezystancję rezystora, a C pojemność kondensatora. Po sporządzeniu wykresu modułu impedancji wyraźnie widać, że jest to filtr dolnoprzepustowy.
Integralność sygnału w obwodzie - impedancja filtra RC: R = 100 omów, C = 10e-12 faradów.
Aby zastosować ten filtr, trzeba zacząć od docelowej szybkości przesyłu danych. Na potrzeby tego artykułu będzie to 10 Gb/s. Następnie musimy ustalić straty przy częstotliwości Nyquista. W tym przypadku częstotliwość Nyquista to 5 GHz. Utworzyłem przykładową linię transmisyjną o stratach 13 dB przy 5 GHz. Poniżej widać wykres strat z powodu włączenia.
Integralność sygnału w obwodzie - przykładowa linia transmisyjna o stratach 13 dB przy 5 GHz.
Do obliczenia przybliżonej wartości rezystancji służy następujące równanie.
Przekonałem się, że to równanie kompensuje nieco nadmiernie. Zatem dla tego przykładu zastosuję wartości strat -10 dB oraz impedancji układu 50 omów, co w rezultacie daje rezystancję rezystora ok. 216 omów. Następnie trzeba obliczyć pojemność kondensatora, stosując poniższe równanie.
Zobaczmy teraz, jak to wpływa na przebieg eye pattern przy 10 Gb/s.
Przed:
Po:
Wow, ale różnica! Istnieją oczywiście bardziej zaawansowane schematy do uzyskiwania wartości tych podzespołów, ale jak widać, ta metoda sprawdza się całkiem dobrze. Dostępne są rozwiązania tego typu zintegrowane w jednym obwodzie, ale po co przepłacać, skoro można to zrobić samodzielnie?
Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firmy Altium
Kontakt w Polsce: Paweł Czyż 692 273 540
Zapraszamy 15 września 2023 na TEK.day Gdańsk, zapisz się już dziś!
