Estou envolvido em um projeto em que o cliente definiu pinos em um cabo de fita, sem considerar possíveis problemas de conversa cruzada. Os sinais são sinais de dados de 1 MHz sem fio terra que os separa. Eu nunca tive experiência com conversas cruzadas e fiquei impressionado com o tamanho das falhas induzidas (0,5 a 0,65 volts). O lado receptor estava usando drivers de linha 74HCxx (níveis de comutação CMOS) que resultavam em lixo puro no fluxo de dados. O cliente está mudando para os drivers 74HCT na tentativa de mover o nível de comutação de entrada "alto" abaixo do nível de falha, mas tenho minhas preocupações.

É algo que pode ser feito, além de mudar para peças HCT ou apenas redesenhar adequadamente a placa para possivelmente salvar o que temos?

Você pode trocar o cabo de fita ou inserir um adaptador em um cabo com maior número de pinos? Considere o que o IDE / ATA fez para aumentar a largura de banda - foi alternado de um cabo de 40 para um de 80, com todos os outros fios dentro do cabo amarrados à terra no conector. Uma solução semelhante pode ser aplicada aqui.

Como alternativa, você pode reduzir a taxa de variação? Em 1 MHz, é provável que o seu problema seja menos sobre a frequência dos próprios sinais e mais sobre suas margens rápidas. Uma rede de filtros no lado da transmissão pode ajudar.

Você pode deixar o design da placa como está, mas faça um adaptador curto nas duas extremidades do cabo e faça o cabo real como um cabo sem fita (micro coaxial, esse será o melhor) ou use o aterramento adequado entre fios de sinal. Essencialmente, você precisa fazer um cabo diferente para encaixar os plugues IDC (ou o que eles selecionaram como conector placa-cabo). Algo assim:

Os sinais são sinais de dados de 1 MHz sem fio terra que os separa.

Isso é bem lento, então verifique primeiro se há resistores de terminação de fonte no lado de acionamento. Se houver resistores, você pode aumentar o valor deles para diminuir a taxa de rotação.

Se não houver resistores de terminação de fonte, o que quer que esteja dirigindo este cabo irá empurrar pulsos de corrente surpreendentemente grandes para a capacitância do cabo em cada transição de nível, o que atrapalhará a fonte de alimentação do chip de acionamento se não estiver adequadamente desacoplado. Portanto, verifique no escopo se você obtém "diafonia" nas AMBAS arestas, ou apenas UMA aresta ou quantidade diferente de diafonia nas duas arestas, verifique a fonte de alimentação do driver do cabo, verifique também o pino GND em relação ao plano GND. Tente ativar um sinal enquanto deixa os outros sozinhos. Se ele "cruza" de um fio em um lado do cabo para todos os outros fios em uma quantidade semelhante, então não é diafonia, mas sim o chip do driver com rebote no solo ou desacoplamento ruim, portanto, será necessário corrigi-lo.

Se o sinal for síncrono e você tiver uma linha de relógio, poderá tocar com o tempo do relógio. Se os dados estiverem travados em um registro na extremidade de recebimento, os níveis importam apenas dentro da janela de configuração / espera. Portanto, se você mudar um pouco o relógio para acioná-lo após os sinais se acalmarem, isso poderá ajudar. A menos que você tenha entrado no sinal do relógio também, nesse caso, ele dobrará o relógio e isso não é bom.

O cliente está mudando para os drivers 74HCT na tentativa de mover o nível de comutação de entrada "alto" abaixo do nível de falha, mas tenho minhas preocupações.

Sim, mas também reduzirá o nível de entrada "baixo" e o tornará mais sensível ao ruído, para que possa "consertar" a diafonia em uma extremidade, mas piora na outra extremidade! Eu acho que isso talvez funcione se o seu sinal for síncrono, e ele usa um limite de clock alto a baixo, mas ... mehhh ... é melhor usar um portão de gatilho Schmitt.

É algo que pode ser feito, além de mudar para peças HCT ou apenas redesenhar adequadamente a placa para possivelmente salvar o que temos?

Antes de redesenhar, confirme se é realmente diafonia ... ou quedas no solo ou desacoplamento ruim no chip de direção.

Verifique também se não há quedas de terra entre as duas placas causadas pela corrente que flui no fio GND e criando uma diferença de tensão entre as placas.

Se você estiver sem pinos e usar sinais síncronos (com relógio), poderá colocar a linha GND entre o relógio e as linhas de dados, para evitar que as bordas dos dados vazem no relógio.

Após o fato, você tem algumas opções:

1. Use receptores de entrada de gatilho Schmitt
2. use cabo de fita blindado
   • Edit: @Duskwolf tem a melhor solução: eu esqueci tudo sobre os 80 cabos (momento do idoso)
3. terminar com 470 pF como valor inicial
4. termine com impedância do cabo 110-120 Ohms ao terra
5. termine com impedância do driver ~ 50 Ohms para Vcc / 2 equivalente a min / pull

Aumentar a resistência da fonte reduz o tempo de espera, mas não reduz a diafonia, porque a taxa de impedância da capacitância da diafonia Xc / Rs aumenta à medida que a taxa reduzida de corrente diminui.

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Prova de idéias usando estimativa de cabo de fita de 1m ESL e C

Aqui, usamos 5 sinais diferentes perto da onda quadrada de 1MHz, mas diferentes para obter uma interferência alias com diferentes impedâncias de fonte e carga. Normalmente, lembro-me de que os cabos de fita têm uma extremidade simples de 120 Ohm, o que se traduz em uma indutância e capacitância por metro, mas depende do AWG e do espaçamento dielétrico.

Para diafonia mínima, você precisa

(1) cablagens de cabos de fita com espaçamento amplo, revestimentos plásticos de grande diâmetro; isso fornece picoFarads / metro mínimos e minimiza as correntes do cabo (campos magnéticos mínimos)

(2) blindagens metálicas ao redor do cabo de fita, para capturar a maioria dos Efields; moer essas folhas.

(3) correntes mínimas de cabo e velocidades de borda mais baixas (rotação lenta), para que o dI / dT seja lento e o acoplamento de campo magnético seja mínimo; use drivers WEAK

(4) terminações de fonte, talvez 100ohms

Observe a mentalidade: (A) reduza a diafonia do campo elétrico, usando espaçamentos maiores dos fios e usando uma blindagem para capturar a maior parte do fluxo elétrico e, de fato, reduzir a capacitância do fio; também reduza o dV / dT. E (B) reduza a diafonia do campo magnético, aumentando o espaçamento entre fios, reduzindo a "área do loop" com um caminho de retorno (blindagem, folha) localizado muito próximo, diminuindo a dI / dT porque a dV / dT O dT é reduzido e reduz a corrente não terminando na extremidade receptora.

Você tem certeza de que as falhas que você vê são diafonia (e não, por exemplo, tocando devido a impedância incomparável ou ruído da fonte de alimentação)? Tente direcionar uma linha através de um fio blindado separado: a diafonia desaparecerá nela, enquanto o ruído do toque e da fonte de alimentação permanecerá.

Eu suspeito fortemente que você verá que está tocando, e o problema desaparecerá assim que você corresponder às impedâncias do cabo e do driver.

Se o problema realmente ocorrer devido à diafonia, você poderá melhorar bastante a situação diminuindo a impedância das entradas do receptor. A tensão de diafonia pode ser alta o suficiente para perturbar os níveis dos sinais, mas certamente não é tão poderosa quanto os sinais reais. O que significa que, se você adicionar resistores pull-up ou pull-down no lado do receptor de suas linhas de dados, eles absorverão uma parte significativa do ruído da diafonia, enquanto afetam os sinais de maneira mínima.

O ruído da fonte de alimentação geralmente é eliminado pela separação das tampas.

Enrole a fita em fita de alumínio (a condutora grossa usada para selar dutos; NÃO fita adesiva, somente alumínio + cola real) e conecte-a ao terra somente na extremidade do dispositivo. Pode não remover completamente a diafonia, mas adiciona capacitância a cada linha e também fornece uma blindagem, o que pode ser suficiente para a sua aplicação. Isso reduzirá a flexibilidade do cabo ...

Você pode resolver esse problema no software de controle. Você pode medir a diafonia de cada fio de origem para cada fio de saída. Isso define uma "matriz de diafonia". Depois de medir cada elemento dessa matriz de diafonia, é possível calcular as tensões de compensação necessárias nos outros fios por inversão da matriz.