Consideraciones sobre la terminación del reloj, reloj único que controla múltiples cargas

En el siguiente ejemplo, un solo reloj está impulsando dos cargas. Las huellas de las cargas tienen diferentes longitudes (10 mm y 30 mm). No es factible hacer que las longitudes de enrutamiento individuales sean iguales.

Especificaciones del reloj: Frecuencia: 25 MHz, Salida: HCMOS, Corriente: +/-24 mA, Carga: 15 pF, Tiempo de subida/bajada: 3 ns

¿Cuál sería el mejor enfoque para la terminación del reloj en este caso?

opción 1. terminación en serie

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

opción 2. terminación en paralelo

esquemático

simular este circuito

¿Cuál es la frecuencia del reloj?
¿Cuál es el tiempo de subida y bajada de la familia lógica que está utilizando? La terminación solo es necesaria cuando el tiempo de viaje de ida y vuelta es largo con respecto al tiempo de subida o bajada. Para 30 mm, en mi cabeza, el viaje de ida y vuelta es de 200 ps. si sus tiempos de subida y bajada son de 1 ns, no se necesita terminación.
@owg60 El tiempo de subida/bajada es de 3 ns.
@sergej, tenga cuidado, las partes CMOS normalmente especifican el tiempo de subida/bajada con alguna carga capacitiva específica. Cambie la carga, cambie el tiempo de subida/bajada.

Respuestas (2)

La mejor manera es ejecutar un seguimiento largo y ubicar cada una de las cargas lo más cerca posible del seguimiento:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Mantenga las puntas de las cargas intermedias lo más cortas posible.

HCMOS no está realmente diseñado para la terminación resistiva, por lo que es posible que incluso deje la terminación completamente desactivada. En ese caso, podría ser útil agregar una resistencia en serie al controlador para limitar los tiempos de subida y bajada de la señal.

Si necesita una terminación remota, entonces para HCMOS preferirá una terminación dividida como la que he mostrado. Sería aún mejor diseñar la traza para una impedancia característica más alta (85 o 100 ohmios son opciones comunes) y aumentar la resistencia de terminación para que coincida.

En este caso, no desea utilizar una terminación en serie de fuente coincidente, ya que este método se basa en la onda reflejada para llevar el voltaje en la línea al nivel lógico completo. Esto significa que las cargas intermedias a lo largo de la línea verán potencialmente una transición de borde inicial aproximadamente a la mitad hacia arriba o hacia abajo, luego "el resto del borde" aparecerá unos nanosegundos más tarde. Esto puede causar una fluctuación dramática cuando la primera parte del borde llega a un nivel lógico indeterminado.

Sin embargo, 10 ohmios más o menos en serie con la salida del controlador pueden ser útiles para reducir la tasa de borde y, por lo tanto, reducir el alto contenido de armónicos en la señal.

Gracias por tu respuesta. ¿Qué propondría si cambiar el enrutamiento de seguimiento no es una opción (solo podemos agregar resistencias en el controlador o las cargas)?
@sergej, pondría una resistencia en serie en la salida de la fuente del reloj, valor TBD. Estas longitudes de seguimiento están a punto de ser lo suficientemente largas como para necesitar terminación. Si reduce el contenido armónico ralentizando los bordes de la fuente, debería estar bien. Pero esta solución no es tan buena como la que reduce las longitudes de los stubs.
De acuerdo, lo siento, estaba leyendo trazos de 10 cm y 30 cm de longitud. Con 10 mm y 30 mm, es muy poco probable que deba preocuparse por la terminación. Probablemente aún colocaría una resistencia en serie de 0 ohmios en la fuente para darle la oportunidad de ajustar si es necesario, pero es muy probable que no necesite cambiarla.

Dado su problema, no necesita terminar el rastro más corto de 10 mm. El de 30 mm es probablemente demasiado corto para importar. Si le preocupa diseñar una placa de circuito impreso, coloque un lugar para una terminación de Thevenin al final del tramo más largo. No utilice una terminación en serie para una situación como esta. Los reflejos de medio voltaje pueden causar problemas. La terminación en serie solo es buena para situaciones de fuente única a carga única. La terminación de Thevenin es buena porque no crea una gran carga en el lado alto de la compuerta de salida como la terminación paralela que está proponiendo. Todo esto también depende de cuál sea la impedancia característica que tengan tus trazas.

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