Kysymys:
Mitkä ovat joitain korkeataajuisten piirilevyjen "gotchoja"?
Steve
2009-11-28 03:09:38 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Haluaisin suunnitella piirilevyn analogista silmukkaohjainta varten .. jotain, jossa A / D, D / A ja prosessori. (Joko DSP tai FPGA, en ole päättänyt.) Koska tämän pitäisi moduloida analogisia signaaleja 10 kHz: llä, sen on oltava melko nopea prosessori.

Ymmärtääkseni suunnitellaan kortti käynnissä oleville prosessoreille. Yli 150 MHz: n taajuus voi olla erittäin haastavaa radiotaajuusongelmien takia. Mitä neuvoja voit antaa tällaisen taulun suunnittelussa? Mitä ulkoasusta johtuvia ongelmia voi esiintyä? Onko olemassa hyviä online-resursseja, joilla on tietopohjaa tähän?

Kiitos.

Tarvitsetko varmasti niin suuren käsittelynopeuden? 10 kHz ei kuulosta liian nopeasti. Ehkä jotain ARM7: tä tai dsPicia riittää.
riippuu ohjaussilmukan yksityiskohdista ja vaatimuksista: vaihemarginaaliin vaikuttaa ohjausalgoritmin sisääntulosta tulosteen viive. Jos signaalin käsittely on monimutkaista, se vie enemmän jaksoja kuin jos se olisi yksinkertaista. Jos vaihemarginaalin vaatimukset ovat tiukat, sinulla on vähemmän aikaa käytettävissä. Parempi suunnitella kortti, jossa on vähän ylimääräistä suorittimen tehoa, kuin suunnitella aluksella hieman alijäämä, koska voit aina tehdä asiat hitaammaksi.
kiitos, se on totta, ajoitus on kriittinen tässä sovelluksessa. en halunnut päästä siihen, mutta itse asiassa tulos on laskettava yhden näytteen aikana, joten viive on avain.
Steve: On melko vaikeaa olla laskematta yhden näytteen lähtöä ajallaan, koska tämä tarkoittaa, että et ole enää reaaliaikainen etkä voi hallita mitään.
Kuusi vastused:
#1
+14
Clint Lawrence
2009-11-28 05:14:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jos olet kiinnostunut nopeasta digitaalisuudesta, hanki kopio High Speed ​​Digital Designista.

Tärkeimmät kohdat:

  • piirisi tärkein tekijä on logiikan nousuaika. Vaikka toimisitkin hitaalla kellotaajuudella, nopeat reunat voivat aiheuttaa ongelmia.
  • Järjestelmän suurin nousuaika antaa sinulle piirisi kriittisen pituuden. Pohjimmiltaan jos signaalin etenemisviive piirin pituudelta on pidempi kuin signaalin nousuaika, sinun on huolehdittava suunnittelun suurtaajuuksista.
  • Jos se osoittautuu kriittiseksi pituus on lyhyempi kuin piirin asettelu, sinun on käytettävä ohjattua impedanssin asettelua. Tähän sisältyy:
    • Radan geometria (raidan leveys ja korkeus maatason yläpuolella), jotta piirille saadaan määritelty ominaisimpedanssi.
    • Ohjainten ja / tai vastaanottimien lopettaminen radalle ominaisella impedanssilla.
Olen saanut tämän kirjan, se on aivan upea. Olen vasta luvussa 3, mutta kolme ensimmäistä lukua ovat opettaneet minulle uutta materiaalia ja saaneet minut ajattelemaan materiaalia, jonka tunnen eri tavoin.
Lähes neljännesvuosisata myöhemmin mustan taian käsikirja on edelleen lopullinen kirjallisuus aiheesta.
#2
+7
ajs410
2010-05-07 21:37:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Käytä koko maata ja voimatasoa. Ohituskorkkeja rajoittaa induktanssi, joka määräytyy enimmäkseen pakkauksen koon, jälkien ja läpivientien perusteella. Joten valitse pienin pakkauskoko, jonka kanssa voit työskennellä, ja valitse sitten suurin kapasitanssi, joka ei riko budjettiasi. Jos tarvitset enemmän ohituksia, nouse pakkauskoko tai kaksi ja hanki suurin kapasiteetti kyseisessä paketissa. Kun liität kannen maahan / voimatasoihin, käytä kahta läpivientia kummankin puolen kummallakin puolella; vias + cap näyttää tavallaan H: ltä.

Tasojen jakaminen voi auttaa eristämään analogiset ja digitaaliset osiot. Älä koskaan ylitä jaettua tasoa signaalijäljellä !!! Pidä signaalit poissa levyn reunasta. Pidä signaalit vähintään 2x merkkileveydellä erillään ylikuulumisesta (simulaatioista on apua tässä). Pidä signaalit 5x jäljitysleveydellä kaukana erittäin meluisista signaaleista (ts. Kellot) tai erittäin herkistä signaaleista (eli analogiset tulot). Käytä tarvittaessa maadoitettuja suojajälkiä meluisten / herkkien signaalien ympärillä. Vältä läpikuultamattomia ääniä / herkkiä signaaleja.

Ihannetapauksessa yhdestä liittimestä tulee antaa yksi maadoitusjohto signaalia kohti. Lopeta liitinsignaalit, koska he haluavat levittää EMI: tä. Johdon ympärillä olevat ferriittihelmet voivat auttaa myös liittimen melussa. Pidä signaalit menemästä liittimien alle.

Maatason avulla voit luoda mikroliuskajälkiä, joilla on hyvin määritelty impedanssi. Voit käyttää myös päätevastuksia, jos jälkesi on pitkä. Luulen, että yleinen nyrkkisääntö on jokaiselle nousevan ajan nS: lle, voit mennä 2,5 "ilman päätevastusta.

Käytä IBIS-simulaatioita selvittääksesi, tarvitsetko vastusvastuksia. Moderneilla FPGA: lla on hienoja temppuja tähän tavallaan; he voivat hallita lähtöohjaimen voimakkuutta, joskus jopa "Digitaalisesti ohjatulla impedanssilla" (Xilinx-termi tekniikalle). IBIS-simulaatiot auttavat myös tässä, kun selvitetään sopiva taajuusmuuttaja.

Tutustu tohtori Howard Johnsonin nöyrään luetteloon nopeiden digitaalisen suunnittelun uutiskirjeitä. Todella mahtava. http://www.sigcon.com/pubsAlpha.htm

#3
+5
todbot
2009-11-28 03:17:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tiedän hyvin vähän suurnopeusasettelusta. Mutta kolme yleistä asiaa, jotka olen kuullut, ovat: Vältä suorakulmia signaalijälkiä varten (ne aiheuttavat heijastuksia), aseta maataso piirisi päälle niin paljon kuin mahdollista ja osioi levyllesi samanlaiset signaalityypit (matalat nopea digitaalinen, nopea digitaalinen, analoginen) eri alueille, "tukehtumiskohdat" maatasossa häiriöiden minimoimiseksi.

Hyvien verkkoresurssien osalta kuvittelen DSP: n &-sovelluksen taulukot. tai harkitsemallasi FPGA: lla on hyviä vinkkejä. Muistan, että Xilinxillä oli hyviä juttuja.

Suorakulmien välttäminen --- tarkoitatko kirjaimellisesti pyöristettyjen kulmien tekemistä jälkiin? (Ellei se voi olla suora viiva.)
Luulen, että hän tarkoittaa, että kulmat voivat olla vain 90 astetta. En ole nähnyt pyöristettyjä kulmia, kauan. Mutta jos katsot tietokoneen emolevyä, näet myös, että kaikki kulmat ovat paljon alle <90 astetta. Jos viivan täytyy mennä 90, se jaetaan usein hyvin, ehkä muutamaan 30 asteen kulmaan
Kaksi 45 asteen kulmaa on tyypillinen. Mutta voimajohtoreittien käyttö ja asianmukainen päättäminen on tärkeämpää kuin kulmatyyli. Jos sinulla ei ole lopetettuja siirtolinjoja, eri kulmatyyleillä ei ole merkitystä.
Kaksi 45 asteen kulmaa on hyvin yleistä, koska jälkeensä niillä on erinomaiset sovitusominaisuudet. Löydän myöhemmin oppaan, joka selittää mitkä suunnittelunäkökohdat on otettava huomioon, jotta tämä voidaan tehdä oikein.
Tänään törmäsin eräisiin auto-reittiohjelmistoihin, jotka käyttävät käyriä. http://www.eremex.com/products/topor/competitiveadvantages/uniquefeatures.html
Re: Xilinx, mielestäni tarkoitat xapp623: ta. http://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp623.pdf
"Ei suorakulmia" on osoitettu olevan myytti, ellet toimi 10s GHz -maalla ... esimerkiksi http://www.ultracad.com/articles/90deg.pdf
#4
+5
Jason S
2009-11-28 10:56:06 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Osoittaa sovelluksesi pikemminkin kuin suoraan kysytyn kysymyksen (muut vastaukset ovat puhuneet tästä):

10 kHz: n DSP silmukkaohjaimelle ei ole liian nopea. (käytämme 5 tai 10 kHz: n ohjaussilmukoita moottoriohjaimille) Kun kyseessä on kunnollinen laite, luulen, että sinun pitäisi pystyä käsittelemään sitä kellotaajuudella 40-80 MHz, jos sinun tarvitsee, ja siisti asia uudemmasta DSP-sarjasta ja mikro-ohjaimet on, että he käyttävät vaihelukittua silmukan (PLL) kellokerrointa korottaakseen kellotaajuutta sisäisesti, joten ulkoisesti ei todellakaan tarvitse olla todella nopeita signaaleja. TI: n TMS320F28xx DSP-sarjoissa (katso 28044 ja 28235) on 5x PLL (puoliportaat 0,5x5x), joten saat 100MHz kellon 20MHz kristallilla.

Digitaaliselle puolelle , mitä sinun on varottava eniten, on varmistaa, että toimitat prosessorillesi hyvän kiinteän parin teho- ja maatasoja ja että lisäät ohituskondensaattorit mahdollisimman lähelle prosessorin virtalähteen nastoja. Käytä myös erilaisia ​​0,1uF-, 0,01uF- ja 0,001uF-kondensaattoreita sen sijaan, että ripustaisit vain joukkoa 0,1uF-kondensaattoreita. 0,1uF-kondensaattorit tarjoavat enemmän varausta, mutta niiden loisinduktanssi tulee esiin pienemmällä taajuudella kuin mitä näet 0,01uF- tai 0,001uF-kondensaattorilla. Kaksi viimeksi mainittua eivät tarjoa niin paljon latausta, mutta toimivat oikein kuin ohituskorkit korkeammalle taajuudelle. Meillä oli piirilevy, joka toimi, mutta kohtalaisen paljon melua DSP: n analogia-digitaalimuuntimessa. Yksi insinööreistämme suoritti joitain korkean taajuuden mittauksia mittausanturilla "noidan hatun mittapään kärki pois", suoraan anturin liittimellä ja maadoitusrenkaalla, ja muutti ohituskondensaattoreita, kunnes hän näki virtalähteen jännitteen melun vähentyneen riittävästi. / p>

Analogisesta digitaalimuunnokseen tulee järjestelmän heikoin kohta. Sinun ei todennäköisesti tarvitse työskennellä liian kovasti saadaksesi digitaalisen järjestelmän toimimaan kunnolla. Mutta ellet ole varovainen, saat keskinkertaisen melutason ADC: lläsi. (Pelkään, että minulla ei ole paljon kokemusta henkilökohtaisesti tämän suhteen; muut yrityksemme insinöörit käsittelevät asettelua, joten mitä sanon sinulle, on käytetty.) Maalentokoneiden käsitteleminen on asia, jonka kaksi erillistä lähestymistapaa: käytetäänkö yhtä valtavaa maatasoa koko järjestelmään verrattuna kahteen erilliseen maatasoon, yksi analoginen + yksi digitaalinen, toisiinsa sidottuina ADC: ssä - edellinen on hieno 8-10-bittisille järjestelmille, ja kuulen piirin digitaalisten / analogisten alueiden erottaminen on tärkeämpää, kun saavutat suuremman bittimäärän (vähintään 16 bittiä).

Älä säästä # levykerrosta. Maa- ja voimakoneet ovat ystäväsi.

Luulen, että dsPIC voi helposti toimia kaksikerroksisella levyllä, se vaatii vain hyvin huolellisen asettelun. Vastauksesi oli kuitenkin selkeä ja ytimekäs.
Olen samaa mieltä. 10 kHz ei todellakaan ole niin nopea. Meillä on 10MIPS PIC18 -laitetta, jotka käyttävät puolet ajastaan ​​5 kHz: n ohjaussilmukalle ja loput ajasta muille. He tarvitsevat vain 10 MHz: n kellon, ja tuskin mitään erityistä huomiota suurten nopeuksien suunnitteluun.
#5
+4
John D
2009-11-28 03:16:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lue kinkkuradiosta tai etsi ylimääräinen luokan operaattori. Käsittelemme näitä ongelmia koko ajan paljon suuremmilla taajuuksilla. Käytämme myös DSP-prosessointia lähes kaikissa laitteissamme. Kokeile AARL-koulutustavaraa verkossa tai QRZ: tä. Ongelmia ei ole niin vaikea korjata, mutta varoa on monia mahdollisia ongelma-alueita.
73, KF7BYU

#6
+3
jpc
2010-05-09 03:03:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kuten jo mainitsit, voit käyttää nopeaa prosessoria, jossa on PLL, ja sinulla on silti vain 10 kHz: n signaalit + 12 MHz: n kvartsioskillaattori (lähellä suoritinta). Tämän asettaminen ei ole ongelma.

Monet ihmiset (minä mukaan lukien) tekivät 48 kHz: n stereoäänilähdön ARM7TDMI: llä (suoratoisto SPI-liitetyltä SD-kortilta minun tapauksessani). Näin jopa mp3-dekoodauksen ohjelmistossa 50MHz: n ARM7: llä, joka toimii RAM-muistista (Flashilla työskenneltäessä saattaa olla odotustiloja).

Ehkä osta mbed LPC1768 -levy (100MHz, erittäin nopeat ADC / DAC- ja PWM-levyt) sirulla, halpa: 50 €) ja tehdä prototyyppi? Aloita pelaaminen muiden (kalliimpien ja vaikeampien) juttujen kanssa vain, jos tämä ei riitä



Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 2.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...