Если вырез позволяет возвратному току обойти его и вновь "прилипнуть" к сигнальной линии, то возвратный ток сделает именно так. Технически, полигон именно П-образной линии можно рассечь таким образом, что путь возвратного тока действительно станет короче, чем путь прямого. Однако сама П-образная линия - это скорее некая демонстрационная модель. В реальных же устройствах в большинстве случаев сигнальные линии и разрезы под ними таковы, что путь возвратного тока по сравнению с путём прямого тока именно удлиняется.
Как же тогда на высоких частотах возможно удлинить путь возвратного тока по сравнению с путём прямого тока?
Данный фрагмент мне и самому не вполне нравился. Но тут семантическая проблема. С одной стороны нельзя сказать, что разрыв в полигоне - это естественное явление типа града или засухи. Или случайность в духе автомобильной аварии. То есть переход/разрыв - это умышленное действие. С другой стороны это действие всегда является вынужденным и негативным, поэтому его влияние приходится дополнительно компенсировать.
Я думаю, менее двусмысленным вариантом будет такое:
Возможна ли ситуация, когда на высоких частотах длина пути прямого и возвратного тока окажется разной? Да, как минимум в двух случаях: или при переходе сигнальной дорожки со слоя на слой или при прохождении дорожки над прорезью в земляном полигоне.
Далее я вас не понял:
По сути, добавив разрез в полигоне под сигнальной дорожкой вы ведь не удлиняете путь возвратного тока, а наоборот укорачиваете
На самом деле, ваш изначальный комментарий весьма показателен как пример и хотелось бы, чтобы мы с вами его разобрали, если вы не против.
Я бы предложил зафиксировать ряд моментов:
Никакого "стандарта на волноводы" в статье нет, хотя вы написали, что есть.
В разделе "Линии передачи и волноводы" имеется определение коаксиальной линии, хотя вы написали, что его "там не будет".
По ГОСТу термин "копланарная линия" пишется без буквы "М", хотя вы пишете его как "коМпланарная линия".
Теперь собственно о "coplanar waveguide". Несмотря на то, что линию (передачи) в англоязычной терминологии называют "transmission line", а "waveguide" действительно переводится, как "волновод", в случае нестандартизированного англоязычного термина для копланарной линии гораздо чаще применяется именно словосочетание "coplanar waveguide". К примеру, в упоминавшемся калькуляторе "Saturn PCB", этот тип линии обозначен, как "coplanar wave". Кроме того по точному совпадению "coplanar waveguide" Гугл находит 387000 упоминаний, а по запросу "coplanar transmission line" - 21700. То есть "coplanar waveguide" - это именно копланарная линия.
У меня абсолютно нет намерения лично вас в чём-либо уличать. Но мне любопытен сам феномен появления подобных постов. Поэтому, если вам не трудно, могли бы вы провести некоторую рефлексию и написать, что вас подтолкнуло к написанию первоначального поста, написанного в весьма категоричной форме, но почти полностью состоящего из заблуждений? И что вы почувствовали, когда оказалось, что написанное вами практически полностью не отражает реальность? Я был бы вам очень благодарен и признателен за честный и откровенный ответ.
Ммм. Конденсатор для сшивки будет полезен всегда, когда при переходе сигнальной линии со слоя на слой, постоянное напряжение старого опорного полигона (референса) отличается от постоянного напряжения нового опорного полигона (строго говоря, полигоны с разным напряжением могут быть и в одном слое и их границу также может пересекать какая-нибудь сигнальная линия, но это - детали). Это может быть как переход "земля->питание", так и "питание->земля" или даже "питание№1->питание№2". То есть старый и новый опорные полигоны надо как-то соединить для прохождения возвратного тока, но при этом не устроить короткое замыкание. Но если представить (теоретически возможный, но практически не встречавшийся мне) переход опорных полигонов "питание-питание", то там конденсатор не нужен.
В случае же разрыва полигона с одним и тем же постоянным напряжением, теоретически, конечно, можно соединить его стороны и при помощи конденсатора. Но зачем? Если это просто разрыв и постоянное напряжение полигона при переходе не меняется (то есть это один и тот же полигон), то соединив стороны разрыва (рядом с переходом сигнальной линии), скажем, нулевым резистором или парой переходных отверстий и короткой дорожкой, мы, очевидно, сможем пропустить возвратный ток и при этом не вызовем короткого замыкания. Использование конденсатора в таком случае будет лишним, только если оно не обосновано какими-либо особыми соображениями.
На высокой частоте паразитная индуктивность его выводов уже играет бОльшую роль, чем его ёмкость.
Это безусловно так. Ввиду того, что реактивное сопротивление конденсатора падает с ростом частоты, а реактивное сопротивление индуктивности с ростом частоты увеличивается, то два графика этих величин обречены пересечься.
Но.
Во-первых сам параметр ESL (эквивалентная последовательная индуктивность) достаточно часто не приводится с документации. И абсолютно точно фильтра по ESL нет в классификаторах Mouser и Digikey. То есть осмысленный выбор по данному параметру произвести не получится.
Во-вторых, у меня стойкое подозрение, что ESL в первую очередь зависит от размеров и геометрии контактов конденсатора и будет приблизительно одинаков для различных номиналов с одним и тем же типом корпуса. То есть, если габариты предусматривают 0402, то выбрать ESL не получится в принципе.
В-третьих, так как реактивное сопротивление (ёмкостное ли, индуктивное ли) будет в любом случае, важно понимать, какое значение мы считаем за ноль. В ряде статей (раз, два) для конденсаторов поверхностного монтажа значение ESL указывается (причём в очень общем) где-то от 0,5нГн до 2нГн. Если мы примем ESL как 1нГн, то для 100МГц реактивное сопротивление составит 0,63 Ома. Да, ёмкостная составляющая при данных условиях будет сильно меньше. Однако, считаем ли мы 0,63 Ома нулём?
В-четвёртых, переход в середине линии на другой слой, причём со сменой напряжения опорного полигона, причём сигнал, передающийся по данной линии имеет частоту за 1ГГц - это достаточно экзотическое мероприятие. Вообще, так лучше не делать :)
Я всё к тому, что говоря буквально - вы, разумеется, правы. И я рад, что вы написали данный комментарий. Однако, ответу на напрашивающийся вопрос "какой номинал конденсатора выбрать для сшивки полигонов?" в первом приближении лучше, как мне кажется, обойтись без упоминания про ESL.
В стандарте IEC на волноводы конечно не будет "компланарного волновода" также как и коаксиального волновода и тому подобного
Не совсем вас понял. В тексте статьи нет никакого "стандарта на волноводы". Зато в ней упоминается «IEC-60050 International Electrotechnical Vocabulary» - "международный словарь электротехнических терминов". Точнее, его раздел №726 "Transmission lines and waveguides" - "линии передачи и волноводы". Причём в самом разделе как раз есть определение "coaxial line" и, к примеру, "microstrip".
По поводу работы с текстом, у той же СУБД Оракл, когда я с ней в прошлый раз работал, с кодировками было далеко не всё в порядке. Так что я бы не сказал, что это специфическая особенность EDA и связанного с ним ПО.
По поводу качества рабочего софта в целом, у той же Intellij IDEA 2021.3 создание чистого проекта плагина (для неё самой) на чистой, свежеустановленной системе и его компиляция заканчивается ошибкой. Потому, что после создания проекта надо вручную скопипастить три строчки из инструкции по сборке проекта в скрипт сборки. Видимо, есть какие-то проблемы с автоматизацией копипасты, либо сборка проектов не входит в тестовое покрытие перед очередным релизом и такие мелочи тестятся об комьюнити )))
Но в целом, когда скачав свежий релиз LTspice видишь это...
Учитывая модульность пакетов, где GUI отдельно, парсеры всяких форматов отдельно и решатели - тоже отдельно, и всё это скреплено скритами, то думаю это можно будет наблюдать и в шестом десятилетии)
Надеюсь, мой комментарий не окажется лишним в этой ветке :)
Некоторое время назад я, прочитав упомянутую статью на Марсоходе, решил повторить (и превзойти) данный проект HDMI. Однако в ряде источников упоминалось, что линии LVDS слишком слабы по току для полноценного TMDS, используемого в HDMI/DVI-D.
Тогда я решил поискать трансляторы LVDS->TMDS. В результате я нашел IT6263, на который нет документации и который не продаётся на Маузере. А также SN65CML100 и ADCMP606, которые вроде бы и да, но их цена приблизительно равна трансиверу TFP410 (parallel24bit-to-HDMI), который используется во многих демоплатах с ПЛИС-ом и HDMI-ем.
Я задал соответствующий вопрос на electronics.stackexchange и мне ответили, что, FullHD/60fps потребляет 1390МБ/с на линию, тогда трансиверы MAX10 (как у марсохода) рассчитаны на 720МБ/с, так что получить FullHD/60fps на MAX10 возможно только при помощи чего-то похожего на TFP410 (который как раз может FullHD/60fps).
Если сигнал уходит в 50-омную линию и вход осциллографа включен на 50 Ом, то измеренное осциллографом напряжение - это то, которое было у импульса, когда тот бежал по кабелю.
Это напряжение образуется на стороне источника путём деления номинального напряжения (в данном случае - 3,3 вольта) на условном делителе, где нижний резистор - 50 Ом, а верхний - внутренее сопротивление источника. Исходя из этого можно вычислить внутреннее сопротивление.
Но так обычно никто не делает, потому, что в индустрии есть богатые возможности по симуляциий: MentorGraphics HyperLynx, Keysight ADS, MicroCap и т.д., в которых добавляют IBIS- модели входных/выходных буферов, написаных производителям.
С одной стороны, на первых трёх осциллограммах видно, что всплески, вызванные переотражениями не пересекают линии 2,0/0,8В. Это значит, что при данном внутреннем сопротивлении источника и данном импедансе линии, ошибок при передаче данных не будет при любых частотах и длинах проводника.
С другой стороны, на осциллограмме со сдвоенным выходом видно, что с увеличением разницы импеданса источника и линии, увеличивается не только амплитуда, но и число отражений. Это означает, что разницу импедансов можно сделать такой, что отражения будут "гулять" по линии достаточно долго даже при весьма скромных её размерах.
В целом, глядя на последний рисунок в статье, я бы сказал, что если речь идёт о микроконтроллерах вроде Атмеги, габаритах не более ATX, ширине дорожки 0,15-0,2мм и толщине двухслойной платы не более 1,5мм, то отражения сходят на нет не дольше, чем за 100нс. Следовательно, на частотах до 10МГц можно ничего не согласовывать.
Спасибо! Писал 1,5 месяца. Через месяц показал товарищу. Прочитав он ответил в духе Кернеса-и-Добкина (без мата, но по сути). Переписал всё с нуля, за что ему большое спасибо! Всем бы таких придирчивых рецензентов!
процитируйте место в статье, где вам кажется, что написано именно это.
Если вырез позволяет возвратному току обойти его и вновь "прилипнуть" к сигнальной линии, то возвратный ток сделает именно так. Технически, полигон именно П-образной линии можно рассечь таким образом, что путь возвратного тока действительно станет короче, чем путь прямого. Однако сама П-образная линия - это скорее некая демонстрационная модель. В реальных же устройствах в большинстве случаев сигнальные линии и разрезы под ними таковы, что путь возвратного тока по сравнению с путём прямого тока именно удлиняется.
Данный фрагмент мне и самому не вполне нравился. Но тут семантическая проблема. С одной стороны нельзя сказать, что разрыв в полигоне - это естественное явление типа града или засухи. Или случайность в духе автомобильной аварии. То есть переход/разрыв - это умышленное действие. С другой стороны это действие всегда является вынужденным и негативным, поэтому его влияние приходится дополнительно компенсировать.
Я думаю, менее двусмысленным вариантом будет такое:
Далее я вас не понял:
Почему?
На самом деле, ваш изначальный комментарий весьма показателен как пример и хотелось бы, чтобы мы с вами его разобрали, если вы не против.
Я бы предложил зафиксировать ряд моментов:
Никакого "стандарта на волноводы" в статье нет, хотя вы написали, что есть.
В разделе "Линии передачи и волноводы" имеется определение коаксиальной линии, хотя вы написали, что его "там не будет".
По ГОСТу термин "копланарная линия" пишется без буквы "М", хотя вы пишете его как "коМпланарная линия".
Теперь собственно о "coplanar waveguide". Несмотря на то, что линию (передачи) в англоязычной терминологии называют "transmission line", а "waveguide" действительно переводится, как "волновод", в случае нестандартизированного англоязычного термина для копланарной линии гораздо чаще применяется именно словосочетание "coplanar waveguide". К примеру, в упоминавшемся калькуляторе "Saturn PCB", этот тип линии обозначен, как "coplanar wave". Кроме того по точному совпадению "coplanar waveguide" Гугл находит 387000 упоминаний, а по запросу "coplanar transmission line" - 21700. То есть "coplanar waveguide" - это именно копланарная линия.
У меня абсолютно нет намерения лично вас в чём-либо уличать. Но мне любопытен сам феномен появления подобных постов. Поэтому, если вам не трудно, могли бы вы провести некоторую рефлексию и написать, что вас подтолкнуло к написанию первоначального поста, написанного в весьма категоричной форме, но почти полностью состоящего из заблуждений? И что вы почувствовали, когда оказалось, что написанное вами практически полностью не отражает реальность? Я был бы вам очень благодарен и признателен за честный и откровенный ответ.
Ммм. Конденсатор для сшивки будет полезен всегда, когда при переходе сигнальной линии со слоя на слой, постоянное напряжение старого опорного полигона (референса) отличается от постоянного напряжения нового опорного полигона (строго говоря, полигоны с разным напряжением могут быть и в одном слое и их границу также может пересекать какая-нибудь сигнальная линия, но это - детали). Это может быть как переход "земля->питание", так и "питание->земля" или даже "питание№1->питание№2". То есть старый и новый опорные полигоны надо как-то соединить для прохождения возвратного тока, но при этом не устроить короткое замыкание. Но если представить (теоретически возможный, но практически не встречавшийся мне) переход опорных полигонов "питание-питание", то там конденсатор не нужен.
В случае же разрыва полигона с одним и тем же постоянным напряжением, теоретически, конечно, можно соединить его стороны и при помощи конденсатора. Но зачем? Если это просто разрыв и постоянное напряжение полигона при переходе не меняется (то есть это один и тот же полигон), то соединив стороны разрыва (рядом с переходом сигнальной линии), скажем, нулевым резистором или парой переходных отверстий и короткой дорожкой, мы, очевидно, сможем пропустить возвратный ток и при этом не вызовем короткого замыкания. Использование конденсатора в таком случае будет лишним, только если оно не обосновано какими-либо особыми соображениями.
В MicroCap, он бесплатный. Вот здесь я написал небольшой туториал, как им пользоваться в контексте решаемых в данном цикле задач.
Это безусловно так. Ввиду того, что реактивное сопротивление конденсатора падает с ростом частоты, а реактивное сопротивление индуктивности с ростом частоты увеличивается, то два графика этих величин обречены пересечься.
Но.
Во-первых сам параметр ESL (эквивалентная последовательная индуктивность) достаточно часто не приводится с документации. И абсолютно точно фильтра по ESL нет в классификаторах Mouser и Digikey. То есть осмысленный выбор по данному параметру произвести не получится.
Во-вторых, у меня стойкое подозрение, что ESL в первую очередь зависит от размеров и геометрии контактов конденсатора и будет приблизительно одинаков для различных номиналов с одним и тем же типом корпуса. То есть, если габариты предусматривают 0402, то выбрать ESL не получится в принципе.
В-третьих, так как реактивное сопротивление (ёмкостное ли, индуктивное ли) будет в любом случае, важно понимать, какое значение мы считаем за ноль. В ряде статей (раз, два) для конденсаторов поверхностного монтажа значение ESL указывается (причём в очень общем) где-то от 0,5нГн до 2нГн. Если мы примем ESL как 1нГн, то для 100МГц реактивное сопротивление составит 0,63 Ома. Да, ёмкостная составляющая при данных условиях будет сильно меньше. Однако, считаем ли мы 0,63 Ома нулём?
В-четвёртых, переход в середине линии на другой слой, причём со сменой напряжения опорного полигона, причём сигнал, передающийся по данной линии имеет частоту за 1ГГц - это достаточно экзотическое мероприятие. Вообще, так лучше не делать :)
Я всё к тому, что говоря буквально - вы, разумеется, правы. И я рад, что вы написали данный комментарий. Однако, ответу на напрашивающийся вопрос "какой номинал конденсатора выбрать для сшивки полигонов?" в первом приближении лучше, как мне кажется, обойтись без упоминания про ESL.
Не совсем вас понял. В тексте статьи нет никакого "стандарта на волноводы". Зато в ней упоминается «IEC-60050 International Electrotechnical Vocabulary» - "международный словарь электротехнических терминов". Точнее, его раздел №726 "Transmission lines and waveguides" - "линии передачи и волноводы". Причём в самом разделе как раз есть определение "coaxial line" и, к примеру, "microstrip".
Поясните пожалуйста свой комментарий.
Большое спасибо! Но это ещё не конец ;)
Я здесь сравнительно недавно, не знаю тонкостей. Я поправлю хабы к статье в соответствии с вашей рекомендацией.
По поводу работы с текстом, у той же СУБД Оракл, когда я с ней в прошлый раз работал, с кодировками было далеко не всё в порядке. Так что я бы не сказал, что это специфическая особенность EDA и связанного с ним ПО.
По поводу качества рабочего софта в целом, у той же Intellij IDEA 2021.3 создание чистого проекта плагина (для неё самой) на чистой, свежеустановленной системе и его компиляция заканчивается ошибкой. Потому, что после создания проекта надо вручную скопипастить три строчки из инструкции по сборке проекта в скрипт сборки. Видимо, есть какие-то проблемы с автоматизацией копипасты, либо сборка проектов не входит в тестовое покрытие перед очередным релизом и такие мелочи тестятся об комьюнити )))
Но в целом, когда скачав свежий релиз LTspice видишь это...
...становится немного грустно.
Учитывая модульность пакетов, где GUI отдельно, парсеры всяких форматов отдельно и решатели - тоже отдельно, и всё это скреплено скритами, то думаю это можно будет наблюдать и в шестом десятилетии)
Надеюсь, мой комментарий не окажется лишним в этой ветке :)
Некоторое время назад я, прочитав упомянутую статью на Марсоходе, решил повторить (и превзойти) данный проект HDMI. Однако в ряде источников упоминалось, что линии LVDS слишком слабы по току для полноценного TMDS, используемого в HDMI/DVI-D.
Тогда я решил поискать трансляторы LVDS->TMDS. В результате я нашел IT6263, на который нет документации и который не продаётся на Маузере. А также SN65CML100 и ADCMP606, которые вроде бы и да, но их цена приблизительно равна трансиверу TFP410 (parallel24bit-to-HDMI), который используется во многих демоплатах с ПЛИС-ом и HDMI-ем.
Я задал соответствующий вопрос на electronics.stackexchange и мне ответили, что, FullHD/60fps потребляет 1390МБ/с на линию, тогда трансиверы MAX10 (как у марсохода) рассчитаны на 720МБ/с, так что получить FullHD/60fps на MAX10 возможно только при помощи чего-то похожего на TFP410 (который как раз может FullHD/60fps).
Любопытно, 5000 вольт внутри этой лампы дают в процессе запуска тормозное рентгеновское излучение? И если да, то много ли?
Если сигнал уходит в 50-омную линию и вход осциллографа включен на 50 Ом, то измеренное осциллографом напряжение - это то, которое было у импульса, когда тот бежал по кабелю.
Это напряжение образуется на стороне источника путём деления номинального напряжения (в данном случае - 3,3 вольта) на условном делителе, где нижний резистор - 50 Ом, а верхний - внутренее сопротивление источника. Исходя из этого можно вычислить внутреннее сопротивление.
Но так обычно никто не делает, потому, что в индустрии есть богатые возможности по симуляциий: MentorGraphics HyperLynx, Keysight ADS, MicroCap и т.д., в которых добавляют IBIS- модели входных/выходных буферов, написаных производителям.
Подробнее об этом в следующей статье.
Нет. СВЧ не мой профиль, хоть в нём тоже есть согласования.
Это особая СВЧ-магия, которой я и сам боюсь. Честно.
С одной стороны, на первых трёх осциллограммах видно, что всплески, вызванные переотражениями не пересекают линии 2,0/0,8В. Это значит, что при данном внутреннем сопротивлении источника и данном импедансе линии, ошибок при передаче данных не будет при любых частотах и длинах проводника.
С другой стороны, на осциллограмме со сдвоенным выходом видно, что с увеличением разницы импеданса источника и линии, увеличивается не только амплитуда, но и число отражений. Это означает, что разницу импедансов можно сделать такой, что отражения будут "гулять" по линии достаточно долго даже при весьма скромных её размерах.
В целом, глядя на последний рисунок в статье, я бы сказал, что если речь идёт о микроконтроллерах вроде Атмеги, габаритах не более ATX, ширине дорожки 0,15-0,2мм и толщине двухслойной платы не более 1,5мм, то отражения сходят на нет не дольше, чем за 100нс. Следовательно, на частотах до 10МГц можно ничего не согласовывать.
Спасибо! Писал 1,5 месяца. Через месяц показал товарищу. Прочитав он ответил в духе Кернеса-и-Добкина (без мата, но по сути). Переписал всё с нуля, за что ему большое спасибо! Всем бы таких придирчивых рецензентов!
Конечно :)
Авторский стиль :)