¿Cuál debería ser la impedancia de un solo extremo para LVDS?

Para LVDS, parece que las trazas generalmente se especifican como una impedancia diferencial de 100 ohmios. ¿Cuál debería ser la impedancia de un solo extremo desde cada traza a tierra?

Estoy mirando calculadoras de impedancia de PCB, por ejemplo, la buena lista aquí: https://www.fedevel.com/welldoneblog/2011/08/pcb-impedance-calculator-single-ended- differential-pair/

Usando http://www.skottanselektronik.com/impcalc_en.html , puedo poner er=3.66 y w=0.30 t=0.035 h=0.17 s=0.7 (todo en mm) y obtengo Z0=50.52 ohm, Zdiff= 100,1 ohmios. ¿Es esto correcto para LVDS?

(Se supone que esto coincide con la acumulación de 4 capas de OSHPark)

Parece que ajustando w (ancho) y s (espaciado), se pueden obtener diferentes combinaciones de Z0 y Zdiff; Zdiff parece ser < 2*Z0 y se aproxima a 2*Z0 a medida que s crece. Con un espaciado menor, Zdiff puede ser mucho menor que 2*Z0, por ejemplo, w=0,17 s=0,10 produce Z0=69 ohm y Zdiff=100 ohm. ¿Esto también está bien para LVDS? ¿Es mejor que 50/100?

Esta es la primera vez que trato con LVDS, lo siento si esta es una pregunta demasiado básica, pero no pude encontrar una respuesta fácilmente en ningún lado. La parte que estoy usando admite LVDS1.8 según IEEE 1596.3-1996, si eso ayuda.

Puede tener cada uno por separado 50 ohmios a tierra o 100 diferenciales
LVDS también se usa para conexiones o canales de CPU y PCIe. Funcionan a frecuencias GHZ, por lo que la resistencia de terminación normalmente es de 22 ohmios a una tierra común de 1,35 voltios para las piezas PECL. Tenga en cuenta que PCIe está conectado a un condensador.
@Sparky256, LVDS y PECL son dos estándares de señalización diferentes. Si es una "parte PECL", no es LVDS, y si es una parte LVDS, no es PECL.
@scuba, es costoso desde el punto de vista del área de PCB tener "cada uno" por separado, se requiere demasiado espacio. Desde el punto de integridad de la señal (diafonía), es mejor mantener las trazas estrechamente acopladas.
Por el contrario, es posible que no pueda colocar el par completo en espacios reducidos sin violar las reglas de espacio libre al enrutar (romper conectores de alta densidad, piezas bga de paso fino, etc.), por lo que, desde esa perspectiva, puede ser más fácil mantenerlos separados al enrutar PCB
Prueba w=0.2 con s=0.2. S=0.1 puede ser un poco pequeño para la fabricación.
@ThePhoton. Creo que el término LVDS es un poco como un término general para cubrir todas las convenciones de señalización diferencial similares. RS-485 es similar, pero no es verdadero LVDS. Estoy de acuerdo contigo, pero el término LVDS se usa en exceso a veces.
@scuba, las reglas de ruptura son para ruptura, el resto del enrutamiento puede ser (y generalmente es) diferente.
@ Sparky256, no lo es, incluso si parece que debería serlo. Es un estándar específico. OP incluso citó el documento IEEE.
@ThePhoton. Debidamente anotado.
Incluso si fuera solo una convención no estandarizada, la parte de "bajo voltaje" la contrasta específicamente con tecnologías anteriores como ECL y PECL. PECL es 800 mV pico a pico. LVDS es típicamente algo así como 200 mV (en realidad, no hago mucho diseño de LVDS).

Respuestas (1)

LVDS utiliza una impedancia diferencial de 100 ohmios, que si se implementa con dos líneas aisladas requeriría dos líneas de 50 ohmios de impedancia.

No se confunda con las líneas acopladas que parecen tener una relación Zdiff a Z0 diferente.

Con un espaciado menor, Zdiff puede ser mucho menor que 2*Z0, por ejemplo, w=0,17 s=0,10 produce Z0=69 ohm y Zdiff=100 ohm. ¿Esto también está bien para LVDS? ¿Es mejor que 50/100?

Piense en lo que podría significar el Z0 de una 'línea única'. ¿Qué estás haciendo con la otra línea del par diferencial? ¿Se ha alejado hasta el infinito? Si es así, ha cambiado la geometría entre la medición y el uso, por lo que no tiene sentido. ¿Lo estás poniendo a tierra? Si es así, está manejando el par diferencial de manera diferente entre la medición y el uso, por lo que no tiene sentido. ¿Lo estás conduciendo con la señal invertida? Ahora lo estás midiendo y usándolo de la misma manera. Esta unidad invertida a la otra línea crea un plano de voltaje cero (también conocido como una pared eléctrica o una tierra virtual) entre las líneas, y reduce la impedancia de la línea que está midiendo por debajo de lo que sería si ignorara o conectara a tierra el otra línea.

Desafortunadamente, la calculadora de línea de skottanselektronik.com que usó le presenta esta cifra Z0 sin sentido para confundirlo. Sustituyendo esas cifras en su calculadora microstrip de una sola línea da exactamente la misma cifra Z0. Esto demuestra que le está dando la impedancia cuando la otra línea se aleja hasta el infinito , que es una geometría diferente a la que está usando, por lo que no tiene sentido.

Cuando utiliza una calculadora de líneas con un modo de 'par diferencial' adecuado, tendrá en cuenta la geometría y las condiciones de conducción correctas, y le proporcionará un par de líneas que tienen una impedancia diferencial de 100 ohmios y dos líneas de 50 ohmios de impedancia. cuando la otra línea se conduce con una señal invertida . Si hace algo más con la otra línea, entonces seguro, su impedancia de un solo extremo calculará más de 50 ohmios.

Una regla general para FR4. Una sola línea aislada sobre el suelo tendrá una impedancia de 50 ohmios si tiene el doble de ancho que el grosor del sustrato. Dos líneas acopladas impulsadas diferencialmente serán más estrechas que eso, debido a la carga adicional del terreno virtual entre las dos trazas.

Puntos de bonificación, no es necesario que lea esto si es un ingeniero digital, pero puede ser interesante para los chicos de RF. Hay dos impedancias relevantes con dos líneas acopladas, Zodd y Zeven. Zodd es solo la mitad del Zdiff que hemos estado discutiendo hasta ahora, la impedancia de una línea cuando las líneas se activan de manera diferencial. Zeven es la impedancia cuando el otro está en fase. ¿Qué le hace esto al espacio entre las líneas? Aumenta la impedancia, al proteger parte de la tierra que la línea vería de otra manera, introduce una 'pared magnética' en la jerga. Ahora bien, si bien nunca conduciría un par de líneas como esta con señales lógicas, razón por la cual el tipo digital no necesita haber leído hasta aquí, si un tipo de RF envía una señal a unolínea del par, esa señal desequilibrada se puede considerar como la suma de un modo par y un modo impar, que luego se propagan a diferentes impedancias, ¡y presentamos el nuevo (gran) tema de los acopladores de RF! La calculadora skottanselektronik no da una cifra Zeven.

El LVDS Vp es un CC de 8 mA (alta Z) y Vn es un interruptor de baja resistencia a Vref. Pero normalmente una red R en la fuente crea un Zdiff/2 simétrico para cada pin con serie y derivación R para que coincida con la línea única de 50 ohmios.