Långa signalvägar ?

Maze · Inlägg av **Maze** » 9 februari 2006, 19:11:12

Behöver klocka in data i 16 stycken shiftregister med en frekvens på 16 MHz. Problemet är bara att den totala signalvägen blir 5 meter genom både kretskort och kabel. Kretsarna har CMOS in och utgångar och vissa signaler ska kasadkopplas. Det jag undrar är om det är ok att köra med vanlig 0 till 5 V signal eller bör man använda RS-485 eller liknande ? Vill ha en enkel men ändå så proffsig lösning som möjligt som fungerar. Finns det några riktlinjer på frekvens kontra avstånd för olika signalnivåer kanske ?

Maze · Inlägg av **Maze** » 9 februari 2006, 20:48:21

Läste följande på Elfas fakasidor...

Använd buffertkretsar,
transmissionsledningar och avslutningar där snabba signaler skall
överföras på längre avstånd. Kretsarna skall ha korta anslutningar
till transmissionsledningen. Håll signaler och jordförbindningar
samlade. Låt dem gärna följas åt på kretskortet eller lägg signalledare
på ena sidan och jordplan på den andra. Se upp med
jordslingor som kan fånga upp eller sända ut störningar.

Transmissionsledningar och avslutningar ? Nån som kan förklara lite mer. En av signalerna ska kasadkopplas genom alla kretsarna så den borde ju klara sig. Men ska man använda en buffertkrets på varje kort för de övriga signalerna kanske ? Nån här som jobbar med PCB konstruktion och som vet vad som behövs ?

grym · Inlägg av **grym** » 9 februari 2006, 22:40:49

du kan få problem, har provat ungefär samma saker och slutade med rg58 koaxialkabel och bnckontakter , drivkretsen måste då klara att driva 50ohm och ingången till till mottagarkretsen har ett 50ohms motstånd till nollan

längre sträckor på kretskort kan man köra microstrip mellan kontakt och krets
men det kräver dubbelsidiga kort

drivkretsar kan vara 74acxx

Maze · Inlägg av **Maze** » 10 februari 2006, 09:19:20

vad är microstrip för nåt ? ska använda dubbelsidiga kort iaf.

Andax · Inlägg av **Andax** » 10 februari 2006, 10:55:55

Microstrip är etsade kretskortsbanor vars bredd är specad så att ledningen får en karakteristisk impedans av t.ex. 50 ohm. På så vis kan man få kretskortsbanorna att uppföra sig precis som koaxialkabel. Microstrip kräver oftast att man har ett helt jordplan på ena sidan av PCB.

lite om transmissionsledningar: man kan konstruera ledar-par så att de får en viss karakteristisk impedans. Vanligen 50 eller 75 ohm. Det är egentligen kapacitansen och induktansen per längdenehet som bestämmer den karakteristiska impedansen. Ledningen har inte ett verkligt motstånd på 50 ohm, men en krets som driver en transmissionsledning kommer momentant se lasten (kabeln) som att den var ett 50 ohm motstånd.
När sedan signalen fortplantar sig i ledningen och slutligen når änden måste den absorberas i ett verkligt motstånd på 50 ohm för annars studsar den tillbaka. Det är det verkliga motståndet som kallas avslutning (terminering).

Transmissionsledningar är en hel vetenskap så det är inte helt enkelt att förklara.

jon_kanon · Inlägg av **jon_kanon** » 10 februari 2006, 13:56:54

Gränsen för när man måste ta till transmissionsteori för att slippa reflektioner är när våglängden / 4 är mindre än signalledarlängden. Signalamplituden har mer att göra med statiska omständigheter som DC-resistans, brusavstånd / omgivande brus och liknande

Edit:
lambda = våglängd
C = utberedningshastighet
F = frekvens
lambda = C/F

3*10^8 / (1.6 * 10^7) ~= 20m

Slutsats: Stor risk för trassel med reflektioner om du bortser från transmissionsteori

Maze · Inlägg av **Maze** » 10 februari 2006, 14:51:30

Problemet är att jag kommer ha åtta kort som var och en är en halvmeter långa med två shiftregister på varje. Dessa kommer anslutas efter varandra med kabel och jag vill klocka in data i dessa från ett styrkort i 16 Mhz.

Så en transmissonsledning drivs av en driverkrets och termeras med en resistor. Använder man två ledare då eller kan man använda jordplanet som andraledare ? Ansluter man kretsarna som ska ta del av signalen bara till transmissionsledningen eller behövs det nåt däremellan ? Tacksam för lite förslag på hur detta kan lösas på ett proffsigt sätt.

Andax · Inlägg av **Andax** » 10 februari 2006, 23:24:13

Maze, kan du rita en skiss på hur du vill att korten ska vara kopplade till varann och kanske ge en hint vad de gör?
Behöver både klocka och datalina kopplas till alla korten?

Maze · Inlägg av **Maze** » 12 februari 2006, 13:45:14

Det hela ska bli en ledmatris i form av kvadrater som består av 16 skenor med 16 pixlar.http://www.elektronikforumet.com/forum/ ... php?t=8895

I varje skena ska det sitta två ledkort som är 500x30 mm med 8x5 lysdioder och 2 ledrivers. Tanken var att seriekoppla alla ledkorten i grupper om 8 stycken och sen vidare till en styrenhet som är placeras i mitten av kvadraten. Ett kort behöver klockas med 2 MHz så man kan kanske köra dem två och två istället. I styrenheten blir det en FPGA och från denna behövs det överföras 5 logiksignaler till ledkorten.

Finns det nån enkel och billig lösning när man vill överföra flera logiksignaler mellan två olika kretskort kanske ?

grym · Inlägg av **grym** » 12 februari 2006, 14:56:36

ok, är det inte för störig miljö kan bandkabel användas, dom i elfa har impendanserna på infon, varannan ledare ska var nolla

på korten kör du microstrip, välj impendans efter flatkablen
http://my.athenet.net/~multiplx/cgi-bin/strip.main.cgi

sist i kedjan terminerar du

avstickarna till varje krets ska var så liten som möjligt, och hög impendans, brukar inte vara så bekymmersamt med cmos kretsar

prova med bandkabel, avstickare och klocka innan du drar igång det i full skala
, det finns alltid saker som djävlas

bengt-re · Inlägg av **bengt-re** » 12 februari 2006, 15:27:23

Hoppas du inte skall försöka CE-märka din "radiosändare".... Buffertkretsar på varje kort bör kunna fungera som nödlösning.

Stripline är inte så svårt egentligen, men måste du inte så varför göra ?

cyr · Inlägg av **cyr** » 12 februari 2006, 16:45:32

Funderat på LVDS?

Du kunde köra mycket högre än 16MHz (så att du kunde koppla alla korten för en matris på samma slinga) och FPGA:n du använder har säkert redan stöd för det.

Till kablar skulle jag använda vanliga Cat5 (nätverkskabel).

Om du ansluter både in- och utsladden i samma ände av kretskortet (ihop med skiftregistret, som förresten kunde göras i en liten CPLD) så slipper du bry dig om några långa höghastighetsledningar på kortet.

Maze · Inlägg av **Maze** » 12 februari 2006, 17:47:04

LVDS låter som en bra lösning. Shiftregistrerna är däremot leddrivers så de blir svåra att ersätta med CPLDer men de är däremot specade för 30 MHz. Blir jobbigt att interfaca mellan LVDS och varje driver eftersom datasignalen ska kasadkopplas

Men LVDS från FPGAn ut till varje skena och sen en reciver på varje kort kanske är en bra lösning.

Maze · Inlägg av **Maze** » 15 februari 2006, 20:17:32

jon_kanon skrev:Gränsen för när man måste ta till transmissionsteori för att slippa reflektioner är när våglängden / 4 är mindre än signalledarlängden. Signalamplituden har mer att göra med statiska omständigheter som DC-resistans, brusavstånd / omgivande brus och liknande

Edit:
lambda = våglängd
C = utberedningshastighet
F = frekvens
lambda = C/F

3*10^8 / (1.6 * 10^7) ~= 20m

Slutsats: Stor risk för trassel med reflektioner om du bortser från transmissionsteori

Om man bara kör ett kort per kabel så blir frekvensen 4 MHz. Med ovansående formel borde det inte bli några problem med en vanlig TTL signal eller ? Men frågan är om det är någon "proffsig" lösning att bara köra TTL rakt över till de andra korten. Skulle vilja ha lite tips och förslag på LVDS lösningar då jag inte har arbetat med det innan.

grym · Inlägg av **grym** » 15 februari 2006, 21:44:37

borde gå bra med ttl
hur många signaler behöver du till varje kort i sådanna fall?

det med nätverkskabel tycker jag är en mycket bra ide, billigt och klarar hög frekvens, ska jag fan kolla på till lite andra saker som jag har på g
det där var en av dom stora fördelarna med forumet, man ser något som man inte tänkt på och sedan modifierar man det lite för att passa sina egna behov