Räknare / timer typ 1GHz

[janaf]

E. Rubiola's presentation & material känns helt rätt även om det delvis är alldeles för avancerat. En person som uppenbarligen är mycket insatt på området. Det är bra när man börjar hitta seriöst material som pekar runt i cirklar; det bekräftar på något sätt att man är i ungefär rätt kommun.

Sen tycker jag att jag gjorde ett rigktigt klipp; köpte en modern PXIe-5652 signalgenerator, 500kHz till 6.6GHz riktigt billigt på Ebay. Kan aldrig vara fel att ha Finns i "Senaste Köp" tråden.

Det blev lite komponentporr också, när jag letade snabba flip-flop för "Coincidence detector" ; Analog Dev HMC841LC4BTR-R5 flip-flop 43GHz. Digikey säljer på hel rulle, 500st för 2,75 miljoner SEK

[Andax]

Det var principen på slide 22 i Rubiolas presentation som jag tänkte på.

[janaf]

Det där är ju helt suveränt ide som har berörts tidigare i tråden.
https://www.febo.com/pipermail/time-nut ... chment.pdf
och användes i HP5370 som mätte med 20pS upplösning redan för 30 år sedan. Den har inte räknare men frekvens och tid och det fungerar ju också. Men tekniken går att ändra till att mäta pulser med interpolerade "delpuser". Man kommer inte undan att flankerna måste vara mycket stablia / rena, typ som för en GHz räknare. Men smart är det.

[MiaM]

En gång i tiden byggdes grindar med diskreta transistorer.

Idag kan man bygga radioapplikationer i GHz-området både med diskreta transistorer och med färdiga IC-kretsar.

Med tanke på att du nämnde något om en tusenlapp för en åttabitarsräknare som klarar 1GHz så kanske det kan vara lönsamt att bygga den delen själv?

P.S. vanliga logikkrestar klarar bra mycket mer än 4MHz, så du behöver inte bygga åtta bitar med mer avancerad teknik.

P.S. en prescaler är ju en räknare. En delare och en räknare är ju samma sak, förutom hur man tar ut utsignalerna.

[janaf]

Tack för svar.

Tusenlappen var för en komplett 32-bitars räknare, baserad på ON's MC100EP-serie. I databladet för MC100EP016A finns ett exempel på en synkron 32-bitars räknare och första förslaget är att använda den till räknaren. Som du säger så måste det gå att göra motsvarande genom att LSB är en pre-scaler för 4 eller 8 bitar och köra resten på motsvarande lägre frekvens. Det krävs att pre-scalern kan stoppas / läsas av. Så det borde gå att kombinera en(1) MC100EP016A med 24 "billigare bitar".

Idén med digital intepolerig med två klockor är ju också en sorts pre-scaler. Och jag har inte släppt det där med FPGA. I en länk tidigare i tråden finns ett exempel med en lösning med en FPGA och flera ingångar med förskjutna klockor.


Hela detta är ett delprojekt av en idé som jag jobbat på länge. Kan jag göra några "proof of concept", bit för bit, så får det väl kosta någon tusenlapp. Kan man samtidigt hitta en billigare och bättre lösning så är det naturligtvis bra.

Det är nog över min förmåga att bygga det diskret (OK, man lär sig..)
Svårt nog ändå.

[hcb]

Leta efter handböcker i kärnteknik. Där finns det mycket nyttigt om timing, räknare och signalbehandling, inklusive diskreta kopplingar om man går tillräckligt långt tillbaka i tiden.

[janaf]

Här är grundkretsen från databladet. PE' borttaget, behövs inte.

Klockan är differentiell medan anrdra signaler är single-ended. Tänker använda en klock-fanout om inte annat för att routingen blir mycket enklare.

Jag har importerat dom begränsade SPICE-modeller till LTSpice så att jag i alla fall kan räkna utgång till ingång inklusive ledare däremellan. Fast jag vet inte riktigt vad jag letar efter "snygga" signaler med acceptabel fördröjning. ?

Tips om det tack! Jag räknar med 4-lagers kort med förhoppningsvis alla snabba signaler på samma sida som kretsarna.!?

MC100EP016A.png

[janaf]

Happ, här är schemat och grov-layout.

Vad letar jag efter för single-ended resp diff-par, typ? 50 ohm? 75? 100? Jag kan ju terminera efter behov.

Jag tänkte börja med dom två viktigaste; klocksignalen och TC' - CE (och dom externa trig-signalerna).

Tycker att klockan är allra viktigast. Var börjar jag? Se till att alla ledare är lika långa, har samma impadans och?

Är det vettigt att lägga single-ended-signalerna och AND-kretsarna på undersidan?

Jag petar runt i Saturn PCB toolkit men går runt i cirklar Har alltså också SPICEmodell för in och utgångar, inklusive kapsling.

[janaf]

Nu har jag fått tag på rätt SPICE-modell "OBUF03" för clock fan-out och kunnat bygga ihop en modell för driver med mottagare. Modellen klarar alltså bara driver-mottagare "pinn-till-pinn", inte kretsens logik. Den har med kapslingens impedans, ESD-dioder mm.

SIM1.png

Första resultaten ser ut så här, signalen "här och där" i dom två kretsarna, 1GHz terminerat med 50 ohm.

SIM1_sig.png

När jag letar tumregler så ser det ut som att man klarar sig utan någon "transmission line" om ledarna är max ca en cm långa.

[hcb]

Det låter rimligt. Ledningar avsevärt kortare än lambda/4 strålar inte nämnvärt.

[sodjan]

Vet inte om det är till någon hjälp, men jag har en del
små "dela med 2" kretsar för upp till ca 8 GHz...
http://www.ebay.com/itm/182023586045

[janaf]

Sodjan, tack för tipset men just nu ser jag ingen användning för dem men idéer kan ju dyka upp.

[janaf]

Det låter rimligt. Ledningar avsevärt kortare än lambda/4 strålar inte nämnvärt.

Nu ska jag alltså överföra detta till CAD. Dom verktyg jag har är LTSpice, PCB Toolkit och ett CAD somhar en enkel impedansmodell.

Båda modellerna kan jag stoppa in geometrin i och få ut nominell impedans och differentiell impedans för kopparbanorna. Vad ska jag leta efter? Differentiell = 100 ohm om resten är 50? Men värdet på "nominell"? Och hur hänger det ihop med termineringen? Och hur kan jag kolla det i (LT) Spice?

Sen tillkommer liknande manöver för single-ended-signaler.

[hcb]

Oj, det där är jag verkligen inte rätt person att svara på, men jag _tror_ att du om du har S-parametrar[1] för in- och utgångar på kretsarna kan räkna ut vad en lämplig impedans är.

[1] Dessa är komplexa värden på reflekterad och transmitterad effekt; S11 är effekt från port 1 som kommer tillbaka till port 1, S21 är effekt i port 2 som kommer från port 1 osv. En låg S11 (hög "return loss") betyder att mycket effekt in till port 1 går till "lasten" i stället för att reflekteras.
xxargs m.fl. få gärna rätta mig, detta är inte mitt hemmaområde.

Enklast är nog att utgå från att något i storleksordningen 100--200 Ohm är rätt. Sådär vansinnigt fel borde det inte bli tycker jag

[janaf]

Har lagt in LT-Spice enkla "loss-less" transmission line modell. Resistansen är så låg för ledare under centimetern så loss-less borde duga?

SIM2.png

Det ser fortfarande OK ut.

SIM2_sig.png

Enligt dom separata beräknigsmodellerna ger

- 0.4mm jord-ledarplan
- 0.035 tjock kopparledare
- ledaravstånd 0.2mm
- ledarbredd 0.34mm
= differentiell Z0 på 100 ohm, nominell 71 ohm (inom någon procent)

Båda dom beräkningsmodeller jag har ger snarlika resultat.

Någon som har erfarenhet som kan säga om det verkar vettigt att CAD:a så?