Estoy involucrado en un proyecto donde el cliente definió pines en un cable plano, sin considerar posibles problemas de conversación cruzada. Las señales son señales de datos de 1 MHz sin cable de tierra que las separe. Nunca he tenido experiencia con conversaciones cruzadas y me sorprendió el tamaño de los fallos inducidos (0.5 a 0.65 voltios). El lado receptor estaba usando controladores de línea 74HCxx (niveles de conmutación CMOS) que resultaron en basura pura en el flujo de datos. El cliente está cambiando a los controladores 74HCT en un intento de mover el nivel de conmutación "alto" de entrada por debajo del nivel de falla, pero tengo mis preocupaciones.

¿Es algo que se puede hacer, además de cambiar a piezas HCT o simplemente rediseñar adecuadamente la placa para posiblemente recuperar lo que tenemos?

¿Se puede cambiar el cable plano o insertar un adaptador a un cable con mayor número de clavijas? Considere lo que IDE / ATA hizo para aumentar el ancho de banda: se cambió de un cable de 40 hilos a un cable de 80 hilos, con cada otro cable dentro del cable atado a tierra dentro del conector. Una solución similar podría aplicarse aquí.

Alternativamente, ¿puede reducir la velocidad de respuesta? A 1 MHz, es probable que su problema sea menos sobre la frecuencia de las señales mismas y más sobre sus bordes rápidos. Una red de filtro en el lado de transmisión puede ayudar.

Puede dejar el diseño de la placa como está, pero haga un adaptador corto en ambos extremos del cable, y haga el cable real como un cable no plano (micro coaxial, este será el mejor), o use una conexión a tierra adecuada entre cables de señal Esencialmente, necesita hacer un cable diferente para adaptarse a los enchufes IDC (o lo que sea que hayan seleccionado como conector de placa a cable). Algo como esto:

Las señales son señales de datos de 1 MHz sin cable de tierra que las separe.

Esto es bastante lento, así que primero verifique si hay resistencias de terminación de fuente en el lado de conducción. Si hay resistencias, puede aumentar su valor para reducir la velocidad de respuesta.

Si no hay resistencias de terminación de fuente, entonces lo que sea que esté impulsando este cable empujará pulsos de corriente sorprendentemente grandes hacia la capacitancia del cable en cada transición de nivel, lo que estropeará la fuente de alimentación del chip impulsor si no está desacoplado adecuadamente. Entonces, verifique el alcance si obtiene "diafonía" en AMBOS bordes, o solo UN borde, o una cantidad diferente de diafonía en ambos bordes, verifique la fuente de alimentación del controlador de cable, también pruebe su pin GND contra el plano GND. Intenta voltear una señal mientras dejas a las demás solas. Si se "cruza" de un cable a un lado del cable a todos los demás cables en una cantidad similar, entonces no es una diafonía, sino que es el chip del controlador que tiene un rebote a tierra o un desacoplamiento incorrecto, por lo que deberá solucionarlo.

Si la señal es sincrónica y tiene una línea de reloj, puede jugar con la sincronización del reloj. Si los datos se enganchan en un registro en el extremo receptor, los niveles solo importan dentro de la ventana de configuración / retención. Entonces, si cambia un poco el reloj para que se active después de que las señales se hayan asentado, puede ayudar. A menos que también haya una diafonía en la señal del reloj, en este caso se duplicará y eso no es bueno.

El cliente está cambiando a los controladores 74HCT en un intento de mover el nivel de conmutación "alto" de entrada por debajo del nivel de falla, pero tengo mis preocupaciones.

Sí, pero también moverá el nivel de entrada "bajo" hacia abajo y lo hará más sensible al ruido, por lo que puede "arreglar" la diafonía en un borde, ¡pero empeorarlo en el otro borde! Supongo que esto podría funcionar si su señal es sincrónica, y usa un borde de reloj de alto a bajo, pero ... mehhh ... mejor use una puerta de disparo Schmitt.

¿Es algo que se puede hacer, además de cambiar a piezas HCT o simplemente rediseñar adecuadamente la placa para posiblemente recuperar lo que tenemos?

Antes de rediseñar, asegúrese de confirmar si es realmente una diafonía ... o un rebote en el suelo o un mal desacoplamiento en el chip de conducción.

También asegúrese de que no haya un rebote a tierra entre las dos placas causado por la corriente que fluye en el cable GND y crea una diferencia de voltaje entre las placas.

Si no tiene pines y usa señales sincrónicas (con reloj), puede colocar la línea GND entre el reloj y las líneas de datos, para evitar que los bordes de datos se filtren en el reloj.

Después del hecho, tiene algunas opciones:

1. Utilice receptores de entrada de disparador Schmitt
2. utilizar cable plano blindado
   • Editar: @Duskwolf tiene la mejor solución: olvidé todo acerca de los 80 cables de alambre (momento de la tercera edad)
3. terminar con 470 pF como valor inicial
4. terminar con impedancia de cable 110-120 ohmios a tierra
5. terminar con la impedancia del controlador ~ 50 ohmios a Vcc / 2 o equiv pull / down

El aumento de la resistencia de la fuente reduce la vida útil, pero no reducirá la diafonía, porque la relación de impedancia de la capacitancia de diafonía Xc / Rs aumenta a medida que se reduce la velocidad de respuesta de la corriente.

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Prueba de ideas usando un cable plano de 1m estimado ESL y C

Aquí se usan 5 señales diferentes cerca de la onda cuadrada de 1MHz pero diferentes para obtener una interferencia cruzada con diferentes fuentes e impedancias de carga. Normalmente recuerdo que los cables de cinta tienen 120 ohmios de una sola punta, lo que se traduce en una inductancia y capacitancia por metro por metro, pero depende de AWG y el espacio dieléctrico.

Para una diafonía mínima, necesita

(1) cableado de cable plano ampliamente espaciado, por lo tanto, chaquetas de plástico de gran diámetro; Esto proporciona un mínimo de pico-faradios / metro y minimiza las corrientes de cable (campos magnéticos mínimos)

(2) pantallas metálicas alrededor del cable plano, para capturar la mayoría de los Efields; molido estas láminas.

(3) corrientes de cable mínimas y velocidades de borde más lentas (velocidades de giro lentas), por lo que dI / dT es lento y el acoplamiento de campo magnético es mínimo; así utilizar controladores débiles

(4) terminaciones de origen, quizás 100ohms

Observe la mentalidad: (A) reduzca la diafonía del campo eléctrico, utilizando espacios de cable más grandes y un escudo para capturar la mayor parte del flujo eléctrico y, de hecho, reduzca la capacitancia del cable; También reduzca el dV / dT. Y (B) reduzca la diafonía de campo magnético, aumentando el espacio entre los cables, reduciendo el "área de bucle" con un camino de retorno (escudo, lámina) ubicado muy cerca, disminuyendo el dI / dT porque el dV / dT se reduce y reduce la corriente al no terminar en el extremo receptor.

¿Está seguro de que las fallas que ve son diafonía (y no, por ejemplo, sonando debido a una impedancia incomparable o ruido de la fuente de alimentación)? Intente enrutar una línea a través de un cable blindado separado: la diafonía desaparecería en ella, mientras que el sonido de la fuente de alimentación y el sonido permanecerían.

Sospecho firmemente que verá que está sonando, y el problema desaparecerá una vez que coincida con las impedancias del cable y el controlador.

Si el problema se debe realmente a la diafonía, podría mejorar mucho la situación al disminuir la impedancia de las entradas de su receptor. El voltaje de diafonía puede ser lo suficientemente alto como para alterar los niveles de las señales, pero ciertamente no es tan potente como las señales reales. Lo que significa que si agrega resistencias pull-up o pull-down en el lado del receptor de sus líneas de datos, absorberán una parte significativa del ruido de diafonía, mientras que tienen un efecto mínimo en las señales.

El ruido de la fuente de alimentación generalmente se elimina al desacoplar las tapas.

Envuelva la cinta con cinta de aluminio (la conductora gruesa utilizada para sellar los conductos; NO la cinta adhesiva, solo aluminio + pegamento real), y conéctela a tierra solo en el extremo de su dispositivo. Es posible que no elimine la diafonía por completo, pero agregará capacitancia a cada línea y también proporcionará un escudo, que puede ser suficiente para su aplicación. Sin embargo, esto reducirá la flexibilidad del cable ...

Puede considerar abordar este problema en el software de control. Puede medir la diafonía de cada cable fuente a cada cable de salida. Esto define una "matriz de diafonía". Después de haber medido cada elemento de esta matriz de diafonía, puede calcular los voltajes de compensación requeridos en los otros cables por inversión de matriz.