Ich bin an einem Projekt beteiligt, bei dem der Kunde Stifte in einem Flachbandkabel definiert hat, ohne mögliche Probleme beim Übersprechen zu berücksichtigen. Die Signale sind 1-MHz-Datensignale ohne Massekabel, die sie trennen. Ich hatte noch nie Erfahrung mit Übersprechen und war erstaunt über die Größe der induzierten Störungen (0,5 bis 0,65 Volt). Die empfangende Seite verwendete 74HCxx-Leitungstreiber (CMOS-Schaltpegel), was zu reinem Müll im Datenstrom führte. Der Kunde wechselt zu 74HCT-Treibern, um den Schaltpegel für Eingang "hoch" unter den Störimpuls zu verschieben, aber ich habe meine Bedenken.

Kann man irgendetwas tun, außer auf HCT-Teile umzusteigen oder das Board neu zu gestalten, um möglicherweise das zu retten, was wir haben?

Können Sie das Flachbandkabel austauschen oder einen Adapter in ein Kabel mit höherer Pinanzahl einsetzen? Überlegen Sie, was IDE / ATA getan hat, um die Bandbreite zu erhöhen - es wurde von einem 40-adrigen Kabel auf ein 80-adriges Kabel umgestellt, wobei jeder andere Draht im Kabel im Anschluss an Masse gebunden war. Eine ähnliche Lösung könnte hier gelten.

Alternativ können Sie die Anstiegsgeschwindigkeit reduzieren? Bei 1 MHz liegt Ihr Problem wahrscheinlich weniger an der Frequenz der Signale selbst als vielmehr an ihren schnellen Flanken. Ein Filternetz auf der Sendeseite kann helfen.

Sie können das Platinendesign unverändert lassen, aber einen kurzen Adapter an beiden Enden des Kabels herstellen und das eigentliche Kabel entweder als Nicht-Flachbandkabel (Micro-Koax, dies ist das beste Kabel) oder über eine geeignete Erdung dazwischen herstellen Signalleitungen. Im Wesentlichen müssen Sie ein anderes Kabel herstellen, um die IDC-Stecker (oder was auch immer sie als Board-to-Cable-Anschluss ausgewählt haben) zu montieren. Etwas wie das:

Die Signale sind 1-MHz-Datensignale ohne Massekabel, die sie trennen.

Dies ist ziemlich langsam. Überprüfen Sie daher zunächst, ob sich auf der Antriebsseite Abschlusswiderstände befinden. Wenn Widerstände vorhanden sind, können Sie deren Wert erhöhen, um die Anstiegsgeschwindigkeit zu verringern.

Wenn keine Source-Abschlusswiderstände vorhanden sind, werden bei jedem Pegelübergang überraschend große Stromimpulse in die Kabelkapazität eingespeist, was die Stromversorgung des Treiberchips durcheinander bringt, wenn dieses nicht ordnungsgemäß entkoppelt wird. Prüfen Sie also, ob an BEIDEN Kanten oder nur an EINER Kante "Übersprechen" auftritt oder an beiden Kanten unterschiedlich viel Übersprechen auftritt. Prüfen Sie die Stromversorgung des Kabeltreibers und prüfen Sie auch dessen GND-Pin gegenüber der GND-Ebene. Versuchen Sie, ein Signal umzudrehen, während Sie die anderen in Ruhe lassen. Wenn es von einem Draht auf einer Seite des Kabels zu allen anderen Drähten in einer ähnlichen Menge "überspricht", dann ist es kein Übersprechen, sondern der Treiberchip mit Masseprellen oder schlechter Entkopplung, also müssen Sie das beheben.

Wenn das Signal synchron ist und Sie eine Clock Line haben, können Sie mit dem Clock Timing spielen. Wenn die Daten auf der Empfängerseite in einem Register zwischengespeichert sind, spielen die Pegel nur im Setup / Hold-Fenster eine Rolle. Wenn Sie also die Uhr etwas verschieben, um sie auszulösen, nachdem sich die Signale beruhigt haben, kann dies Abhilfe schaffen. In diesem Fall verdoppelt sich der Takt und das ist nicht gut, es sei denn, Sie haben auch ein Übersprechen in das Taktsignal.

Der Kunde wechselt zu 74HCT-Treibern, um den Schaltpegel für Eingang "hoch" unter den Störimpuls zu verschieben, aber ich habe meine Bedenken.

Ja, aber es verschiebt auch den Eingangspegel "niedrig" nach unten und macht ihn empfindlicher für Rauschen, so dass das Übersprechen an einer Kante "behoben" werden kann, an der anderen Kante jedoch verstärkt wird! Ich vermute, das könnte funktionieren, wenn Ihr Signal synchron ist und eine High-Low-Clock-Flanke verwendet, aber ... mehhh ... besser ein Schmitt-Trigger-Gate.

Kann man irgendetwas tun, außer auf HCT-Teile umzusteigen oder das Board neu zu gestalten, um möglicherweise das zu retten, was wir haben?

Vergewissern Sie sich vor der Neugestaltung, ob es sich wirklich um ein Übersprechen handelt, oder um Bodenreflexionen oder eine schlechte Entkopplung im Treiberchip.

Vergewissern Sie sich auch, dass zwischen den beiden Platinen keine Masseprellen auftreten, die durch den im GND-Kabel fließenden Strom und die Erzeugung einer Spannungsdifferenz zwischen den Platinen verursacht werden.

Wenn Sie keine Kontakte mehr haben und synchrone Signale (mit Clock) verwenden, können Sie die GND-Leitung zwischen Clock und Datenleitungen legen, um zu verhindern, dass Datenflanken in die Clock gelangen.

Im Nachhinein haben Sie einige Möglichkeiten:

1. Verwenden Sie Schmitt-Trigger-Eingangsempfänger
2. Verwenden Sie ein abgeschirmtes Folienbandkabel
   • Edit: @Duskwolf hat die beste Lösung: Ich habe alles über die 80-adrigen Kabel vergessen (Senior's Moment)
3. Beenden Sie mit 470 pF als Startwert
4. Mit Kabelimpedanz 110-120 Ohm gegen Masse abschließen
5. Beenden Sie mit einer Treiberimpedanz von ~ 50 Ohm zu Vcc / 2 oder äquiv. Pull / Down

Ein Erhöhen des Quellenwiderstands verringert die Anstiegszeit, verringert jedoch nicht das Übersprechen, da das Impedanzverhältnis der Übersprechkapazität Xc / Rs mit abnehmender Anstiegsrate des Stroms ansteigt.

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Ideennachweis mit 1 m Flachbandkabel Schätzung ESL und C

Hier werden 5 verschiedene Signale in der Nähe von 1MHz Rechteckwellen verwendet, aber unterschiedlich, um ein Alias-Übersprechen mit unterschiedlichen Quellen- und Lastimpedanzen zu erhalten. Normalerweise sind Flachbandkabel, wie ich mich erinnere, einpolig mit 120 Ohm, was sich in einer konzentrierten Induktivität und Kapazität pro Meter niederschlägt, aber von AWG und dielektrischem Abstand abhängt.

Für minimales Übersprechen benötigen Sie

(1) weit auseinanderliegende Flachbandkabelverdrahtungen, somit Kunststoffmäntel mit großem Durchmesser; Dies ergibt minimale picoFarads / Meter und minimiert die Kabelströme (minimale Magnetfelder)

(2) Metallfolienschirme um das Flachbandkabel, um die meisten E-Felder zu erfassen; gemahlen diese Folien.

(3) minimale Kabelströme und langsamste Flankengeschwindigkeiten (langsame Drehzahlen), so dass der dI / dT langsam ist und die Magnetfeldkopplung minimal ist; Verwenden Sie daher die WEAK-Treiber

(4) Quellenanschlüsse, möglicherweise 100 Ohm

Beachten Sie die Denkweise: (A) Verringern Sie das Übersprechen des elektrischen Feldes, indem Sie größere Draht-Draht-Abstände und eine Abschirmung verwenden, um den größten Teil des elektrischen Flusses zu erfassen, und reduzieren Sie tatsächlich die Draht-Draht-Kapazität. Reduzieren Sie auch dV / dT. Und (B) Verringern Sie das Magnetfeld-Übersprechen, indem Sie den Draht-Draht-Abstand vergrößern, indem Sie die "Schleifenfläche" mit einem sehr nahe gelegenen Rückweg (Abschirmung, Folie) verringern, indem Sie den dI / dT verlangsamen, weil der dV / dT reduziert wird , und verringert den Strom von nicht an dem Empfangsende endet.

Sind Sie sicher, dass die Pannen, die Sie sehen, Übersprechen sind (und beispielsweise nicht aufgrund einer nicht angepassten Impedanz oder eines Netzteilrauschens klingeln)? Versuchen Sie, eine Leitung durch ein separates abgeschirmtes Kabel zu verlegen: Das Übersprechen würde darin verschwinden, während das Klingeln und das Stromversorgungsrauschen bestehen bleiben.

Ich vermute sehr, dass Sie sehen werden, dass es klingelt und das Problem verschwindet, sobald Sie die Impedanzen des Kabels und des Treibers angleichen.

Wenn das Problem wirklich durch Übersprechen verursacht wird, können Sie die Situation erheblich verbessern, indem Sie die Impedanz Ihrer Empfängereingänge verringern. Die Übersprechspannung kann hoch genug sein, um die Signalpegel zu stören, aber sie ist sicherlich nicht so stark wie die tatsächlichen Signale. Wenn Sie also Pull-Up- oder Pull-Down-Widerstände auf der Empfängerseite Ihrer Datenleitungen hinzufügen, absorbieren diese einen erheblichen Teil des Übersprechrauschens, ohne die Signale zu beeinträchtigen.

Stromversorgungsgeräusche werden normalerweise durch Entkopplungskappen beseitigt.

Wickeln Sie das Band in Aluminiumband (das dicke leitende Band, das zum Verschließen von Kanälen verwendet wird; NICHT in Klebeband, sondern nur in Aluminium + Klebstoff) und schließen Sie es nur am Ende des Geräts an Masse an. Es kann sein, dass das Übersprechen nicht vollständig beseitigt wird, aber es fügt jeder Leitung Kapazität hinzu und stellt auch eine Abschirmung bereit, die für Ihre Anwendung ausreichend sein kann. Dies verringert die Kabelflexibilität, obwohl ...

Sie können erwägen, dieses Problem in der Steuerungssoftware zu beheben. Sie können das Übersprechen von jedem Quellkabel zu jedem Ausgangskabel messen. Dies definiert eine "Übersprechmatrix". Nachdem Sie jedes Element dieser Übersprechmatrix gemessen haben, können Sie die erforderlichen Kompensationsspannungen an den anderen Drähten durch Matrixinversion berechnen.