测量阻抗


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我正在设计和构建在低压差分信号(LVDS)总线上使用100Mb / s的电路。其中一些信号需要在手工电缆上的PCB之间传播。问题是我无法验证电缆和端接的质量。

如果我是百万富翁,那我会得到昂贵的'示波器或矢量网络分析仪。但是如果不这样做,我是否可以通过某种方式测量反射信号或电缆的阻抗?

(我的带宽为150MHz,可用范围为500MSPS)。

补充:关于电缆数据的信息,摘自ET1200数据表。

总线波形

添加: 21小时去。赏金的最后机会。谁能建议一种甚至快速又肮脏的方式来测量阻抗?也许我可以将电缆与已知的优质电缆进行比较的某种桥梁?


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“ 100Mb”可能是内存的规格,但不是通信通道的规格,因为这些单位显然是错误的。那么,您对“ LVDS”的真正含义是什么(当然应该将其拼写出来)?弄错基本的简单东西(例如单元错误)意味着我们必须假设很多其他东西是错误的,并且无法知道您的实际要求。
Olin Lathrop'2

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100 MB-带有大写字母B的内存单位。小写b表示位,因此100Mb表示100兆位。是的,它应该包含时间,因此100Mb / s是正确的。LVDS代表低压差分信号。
MarkSchoonover'2

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@Olin:确定吗?那么,人们指的是100Mb以太网是什么意思?(Google it)是否表示它可以“记住” 2 ^ 20位?不,人们经常将100Mb用作(非常)每秒100兆位数据传输的缩写。同意正确的单位是Mb / s。LVDS始终称为LVDS。人们几乎从来没有完整地写出它:低压差分信号。
Rocketmagnet '02

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@OlinLathrop,我们现在每次要谈论TTL或CMOS时,是否都必须拼写“晶体管-晶体管逻辑”或“互补金属氧化物半导体逻辑”?
Photon

@Rocketmagnet-当人们提到“ 100Mb以太网”时,他们指的是错误的。它是“ 100Mb / s以太网”(或“ 100Mbps以太网”)。许多人错误地称呼它的事实并不能使它正确(这只会使称呼它的人看起来很愚蠢)。是不是键入附加/sps太大的侮辱?
康纳·沃尔夫

Answers:


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这是我能想到的最便宜的。

定向耦合器图

首先,您需要一个RF合成器。如果没有,请获取数字信号以输出纯方波(使用时钟信号或从数据线发送1010 ...),然后使用低通或带通滤波器将其转换为纯方波。 -ish正弦波。

在源和被测电路之间,按一个方向连接定向耦合器,以使耦合输出获得反射信号,而不是源信号。

现在将射频功率检测器连接到定向耦合器的耦合端口。现在,您可以使用万用表测量反射信号中的功率。

如果您使用Minicircuits,则可以以150美元左右的价格获得定向耦合器和功率检测器,或者在eBay上以更低的价格找到这些部件。

这种方法会出现各种错误,因为您没有校准它的设备。定向耦合器的方向性将限制您可以测量的最小反射系数。但是,如果您调整端接以最小化功率检测器输出上的电压,则可能接近优化匹配。

编辑

应该加上,因为您在谈论LVDS,所以您大概是在谈论差分线路和差分终端。这意味着对于该方案,您将需要在测试仪器和DUT之间建立一个不平衡变压器。这是另一个潜在的错误来源。


谢谢光子。这更像是我的追求。由于这是LVDS,我需要一对定向耦合器吗?为什么要使用纯净的罪恶波?为什么不使用我的真实信号?当然,这将使它成为更准确的测试。
Rocketmagnet 2012年

也许我可以校准它。我可以通过省略终止符来创建具有最大反射的情况。而且我可以使用100R HDM​​I电缆和100R终结器产生最小的反射。
Rocketmagnet'4

定向耦合器和RF检测器在整个频率上的响应不会特别均匀。因此,您将不会真正知道对方波输入的响应是什么。另外,您将不知道每个频率的相位响应,因此总体而言,它的测量非常有限。但这可以使您非常接近理想的比赛。
Photon

凉。我正在阅读定向耦合器。是否有差分定向耦合器之类的东西?
Rocketmagnet 2012年

@Rocketmagnet-不要将耦合器接地吗?或使用平衡-不平衡转换器从单端到差分。
康纳·沃尔夫

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您不必花一百万美元就能获得像样的VNA。由于您具备构建电路的技能,因此可以自己花费约400美元构建一个电路。在过去的几个月中,我一直在构建N2PK VNA。您不需要任何特殊工具,只需稳定的手和良好的焊接台即可。有一个活跃的Yahoo Group,在“文件”部分中有许多已完成的项目。我已经通过Digikey采购了大部分零件,其中有部分来自MouserMiniCircuits。我也在网站上写下自己的进度。


那适合差分信号吗?IE浏览器我可以用它来测试一些家用双绞线电缆吗?
Rocketmagnet '02

@Rocketmagnet -可能:picosecond.com/objects/AN-21.pdf东西我要去尝试一次我的VNA完成。
MarkSchoonover'2

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在我看来,最明显的做法是构建一个频率可变的振荡器(或多谐振荡器,以产生方波),并在电缆另一端查看信号(如果衰减是可以接受的)。

但是首先您应该定义一些尺寸:100 Mb / s是整个带宽还是仅用于有效负载?您应首先将其转换为信号频率(以Hz为单位),然后检查电缆的长度以确保其长度正确。

我认为,当您有一个假设要检查时,度量是有意义的,否则您将不知道如何处理结果。


问题是我的示波器不够快,无法以这种速度进行任何有意义的测量。像这样的瞄准镜要花费数千英镑。
Rocketmagnet'4

@Rocketmagnet,您仍然可以确保通过100 MHz正弦波,并且该线路的长度适当以产生
驻波

好吧,与波长相比,电缆相当短(约300mm)。我不确定波长到底是多少,因为显然传播速度很大程度上取决于介质。
Rocketmagnet'4

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同样,关键线长更多地取决于源信号的上升和下降时间,而不是比特率。那么您的上升和下降时间是多少?问题是,您没有可以告诉您的测试设备的预算...我想不到您没有得到很多答案的原因是,没有神奇的子弹。如果要在100 MHz或更高的频率下工作,则需要预算在这些频率下的合适测试设备。
Photon 2012年

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如果终端R大于线路阻抗Z0,则会得到正电压反射;因此,如果您在终端处测量电压,则该电压会更高。如果R <Z0,则得到负电压反射,因此在端接处测得的电压较低。但是,如果通过更改Z0而不是R来执行此操作,则还会在源端产生不匹配,并且在该行中会得到多次反射。根据终端的峰值电压测得的最终结果是什么,并非易事。
Photon
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