Abschlusswiderstand Flachbandkabel

Hallo,

wie berechnet man den Abschlusswiderstand für ein Flachbandkabel, welches 18cm lang ist? Jedes zweite Pin ist mit GND belegt, um das Übersprechen zu minimieren bzw. den Schaden der dadurch entsteht zu minimieren.

Wird dieser Abschlusswiderstand zwischen alle benachbarten Pins - also z.B. Pin1 und Pin2 - installiert (also Pin1—R---Pin2)? Oder wie wird der Abschlusswiderstand angebracht… (und wahrscheinlich auch auf beiden Seiten vom Flachbandkabel.

Über die einzelnen Leitungen wird ein Address- u. Datenbus übertragen sowie ChipSelect-Leitungen und VCC. Die Frequenz mit der der µC getaktet ist, beträgt 20MHz.

Gruß
patrick

Hallo,

SCSI-Kabel haben 110 Ohm, das dürfte also auf ein Flachbandkabel im Raster 1.27 mm annähernd auch zutreffen, da solche als SCSI-Kabel verwendet werden. Grundsätzlich geht der Abschlusswiderstand von jedem Signal nach GND. Da das einen hohen Stromverbrauch bedeutet, wird meistens mit aktiver Terminierung gearbeitet.

Wenn es sich um eine Signalübertragung von A nach B handelt, gilt: der Sender muss einen Innenwiderstand von 110 Ohm haben (Innenwiderstand des ICs + Serienwiderstand), beim Empfänger wird mit 110 Ohm nach GND terminiert. Dabei zählen Leiterbahnen und Flachkabel als Leitung, natürlich müssen dann die Leiterbahnen ebenfalls mit 110 Ohm Impedanz ausgeführt werden. Und die Stecker müssen HS-geeignet sein.

Gruss Reinhard

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Hallo patrick,

wie berechnet man den Abschlusswiderstand für ein
Flachbandkabel, welches 18cm lang ist? Jedes zweite Pin ist
mit GND belegt, um das Übersprechen zu minimieren bzw. den
Schaden der dadurch entsteht zu minimieren.

Die Länge spielt dabei keine Rolle.
Berechnen muss man dabei eigentlich auch nichts, da man mit der Kabelimpedanz abschliessen muss. Sobald die Übertragungsstrecke und der Abschluss unterschiedliche Werte haben, hat man Fehlanpassungen und dadurch Reflexionen auf der Leitung. Dabei muss man auch evtl. vorhandene Steckverbindungen berücksichtigen.

Wird dieser Abschlusswiderstand zwischen alle benachbarten
Pins - also z.B. Pin1 und Pin2 - installiert (also
Pin1—R---Pin2)? Oder wie wird der Abschlusswiderstand
angebracht… (und wahrscheinlich auch auf beiden Seiten vom
Flachbandkabel.

Es gibt mehrere Möglichkeiten:

  1. Widerstand gegen Masse schalten. Hat den Nachteil, dass die Treiber einseitig belastet werden, bei einer ‚1‘ verlierst du Spannung.
  2. Der Abschlusswiderstand wird über einen Kondensator mit Masse verbunden. Nachteil: Platzbedarf für die Kondensatoren.
  3. Bei niederohmigen Treibern, kann man den Widerstand in Serie schalten. Der Treiber wird dann zwar symetrisch belastet, aber der Störspannungsabstand verschlechtert sich.
  4. Man schliesst mit einem Spannungsteiler ab, wobei die Parallelschaltung der beiden Widerstände der Impedanz entspricht. Den Spannungsteiler legt man so aus, dass die Spannung in der Mitte zwischen maximalem Pegel für ‚0‘ und minimalem für eine ‚1‘ liegt. Nachteil ist der hohe Stromverbrauch der einzelnen Spannungsteiler. Die Impedanz deiner Leitung wir im Bereich von 100 bis 200 Ohm liegen.
  5. Kombination aus 1. und 3. Der Widerstand wird nicht an Masse gelegt sondern mit einer niederohmigen Spannungsquelle verbunden. Die Spannung entspricht der des Spannungsteilers in 3. Wird meist als „aktive Terminierung“ bezeichnet. Der Vorteil liegt im geringeren Stromverbrauch.

Abschliessen muss man natürlich auf beiden Seiten der Übertragungsstrecke.

Über die einzelnen Leitungen wird ein Address- u. Datenbus
übertragen sowie ChipSelect-Leitungen und VCC. Die Frequenz
mit der der µC getaktet ist, beträgt 20MHz.

Möglicherweise wirst du Bustreiber einsetzen müssen, da die CPU die Leitungen nicht direkt treiben kann (maximal zulässige Kapazitätswerte beachten).
Die Leitungskapazitäten verlangsamen deine Signale, also musst du genau aufpassen, dass alles auch bei worst case noch passt.

MfG Peter(TOO)

Es gibt mehrere Möglichkeiten:

  1. Widerstand gegen Masse schalten. Hat den Nachteil, dass die
    Treiber einseitig belastet werden, bei einer ‚1‘ verlierst du
    Spannung.
  2. Der Abschlusswiderstand wird über einen Kondensator mit
    Masse verbunden. Nachteil: Platzbedarf für die Kondensatoren.

-> d.h. dass das die geeigneste Methode ist; Widerstand und Kondensator (wie groß wählt man den?) in Reihe schalten und mit GND abschließen… beim Widerstand gibt es ja kleine ICs die mehrere Widerstände beinhalten - gibt es sowas bei Kondensatoren auch?

Hat diese Schaltung irgendwelche Nachteile (außer Platzbedarf)?

  1. Bei niederohmigen Treibern, kann man den Widerstand in
    Serie schalten. Der Treiber wird dann zwar symetrisch
    belastet, aber der Störspannungsabstand verschlechtert sich.

Abschliessen muss man natürlich auf beiden Seiten der
Übertragungsstrecke.

ok - d.h. 110 Ohm wie Reinhard geschrieben hat.

Über die einzelnen Leitungen wird ein Address- u. Datenbus
übertragen sowie ChipSelect-Leitungen und VCC. Die Frequenz
mit der der µC getaktet ist, beträgt 20MHz.

Möglicherweise wirst du Bustreiber einsetzen müssen, da die
CPU die Leitungen nicht direkt treiben kann (maximal zulässige
Kapazitätswerte beachten).

Gibt es eine grobe Überschlagsrechnung, die den Spannungsabfall pro cm aufzeigt… dass man berechnen kann, wieviel Spannung von den 3.3V VCC nach 25cm Leiterbahn+Flachbandkabel noch ankommt? Auch wie hoch die Kapazität ist pro cm.

Die Leitungskapazitäten verlangsamen deine Signale, also musst
du genau aufpassen, dass alles auch bei worst case noch passt.

könntest du mir hierzu noch ein paar tipps geben, was man alles beachten muss bzw. wie man sowas angeht. Bei meiner Schaltung kommen alle Signale vom gleichen µC und laufen über einen kurzen Weg zum Flachbandkabel. Auf der zweiten Platine gelangen die Leitungen sofort in ein Latch --> dadurch müsste ich danach keine Probleme mehr haben, wenn ich bis zum Latch komme, oder? Nach dem µC könnte ich noch einen Bustreiber installieren (wie du oben genannt hast)…

MfG Peter(TOO)

vielen dank für die vielen Tipps

patrick

Hallo,

hast du reale Probleme mit der Beschaltung ?
Hast du mit einem Oszi die Signale besichtigt ?

Bei 18cm Kabellänge mit so einem noch rel. langsamen uC sollte
es eigentlich noch ohne Terminierung gehen.
Erst wenn die Leitungslänge größer als Lambda/10 wird, ist mit
Reflektionen zu rechnen.
Wie Lambda (Oberwellen) anzusetzen ist, hängt natürlich stark
von den Treiberausgängen ab. Je nachdem ob die evtl. zu schwach
für die Lastkap. sind oder zu giftig (steile flanken) - erzeugen
dann tatsächlich schon Reflektionen.

Anders sieht es allerdings aus, wenn du Open-Kollektor
bzw. Open-Drain-Ausgänge hast. Dann ist die parasitäre Kapazität
schon recht hoch, so daß die Pullup-Widerstände am Ende der
Leitungen deutlich kleiner gemacht werden müssen als sonst üblich.

Manche uC haben auch Treiber, die recht unsymetrisch arbeiten,
also zwar kräftig Stom gegen Masse ziehen, aber gegen +Ub nur
einen recht kleinen Strom schaffen. Da sind zusätzliche Pullup-W.
angesagt.

Falls die Ausgänge sehr leistungsfähig sind (also schnelle
Flanken schaffen) kann es auch zu Überschwingern kommen.
Da wird mit richtige Terminierung aber ein großes Geschütz
aufgefahren. Das kostet Strom und die Treiber müssen das
auch schaffen.
Dann würde ich aber erstmal die Leitungen mit ein paar zusätzliche
pF belasten, so daß die Flanken etwas seichter werden.
Besser sind dann aber R-C-Glieder, die die Flankensteilheit
begrenzen.

Gruß Uwi

wie berechnet man den Abschlusswiderstand für ein
Flachbandkabel, welches 18cm lang ist? Jedes zweite Pin ist
mit GND belegt, um das Übersprechen zu minimieren bzw. den
Schaden der dadurch entsteht zu minimieren.
Wird dieser Abschlusswiderstand zwischen alle benachbarten
Pins - also z.B. Pin1 und Pin2 - installiert (also
Pin1—R---Pin2)? Oder wie wird der Abschlusswiderstand
angebracht… (und wahrscheinlich auch auf beiden Seiten vom
Flachbandkabel.
Über die einzelnen Leitungen wird ein Address- u. Datenbus
übertragen sowie ChipSelect-Leitungen und VCC. Die Frequenz
mit der der µC getaktet ist, beträgt 20MHz.

Hallo patrick,

-> d.h. dass das die geeigneste Methode ist; Widerstand und
Kondensator (wie groß wählt man den?)

Bei Wechselstrom ist ein Kondensator auch nur ein Widerstand. Reflexionen und Klingeln tritt erst bei höheren Frequenzen auf.

in Reihe schalten und
mit GND abschließen… beim Widerstand gibt es ja kleine ICs
die mehrere Widerstände beinhalten - gibt es sowas bei
Kondensatoren auch?

Ja, gibt es auch.
Es gibt auch RC-Glieder in dieser Bauform.

Hat diese Schaltung irgendwelche Nachteile (außer
Platzbedarf)?

Jede Schaltung hat Vor- und Nachteile, kommt halt immer auch noch auf die weiteren Bedingungen an…

Abschliessen muss man natürlich auf beiden Seiten der
Übertragungsstrecke.

ok - d.h. 110 Ohm wie Reinhard geschrieben hat.

Kommt auf das verwendete Kabel an.

Gibt es eine grobe Überschlagsrechnung, die den
Spannungsabfall pro cm aufzeigt… dass man berechnen kann,
wieviel Spannung von den 3.3V VCC nach 25cm
Leiterbahn+Flachbandkabel noch ankommt?

Der Spannungsabfall ist nicht das Problem, den kannst du eher vernachlässigen. Deine Probleme bestehen aus der Kabelkapazität und den Verzerrungen welche die Signale erfahren.
Die Flankensteilheit des Signals nimmt mit der Lastkapazität ab. Im Extremfall können z.B. die Adress-Signale so verzögert werden (hier hängen ja jede Menge Anschlüsse dran und jeder Anschluss-Pin hat eine Kapazität), dass das Chipselect-Signal schneller ist (da ist ja oft nur ein einzelner Pin angeschlossen).

Auch wie hoch die Kapazität ist pro cm.

Dafür gibt es Datenblätter der Hersteller.

„Normale“ Flachbandkabel haben einen Leiterabstand von 1.27mm. Das 80polige Flachbandkabel, welches ab ATA 100 verwendet wird, hat den halben Leiterabstand. Dann gibt es noch Flachbandkabel welche als twistet pair aufgebaut sind. Hier an meinem DSO sind spezielle geflochtene Flachbandkabel dran.

Die Leitungskapazitäten verlangsamen deine Signale, also musst
du genau aufpassen, dass alles auch bei worst case noch passt.

könntest du mir hierzu noch ein paar tipps geben, was man
alles beachten muss bzw. wie man sowas angeht.

Für ein normales Gatter findest du 3 unterschiedliche Laufzeiten, eine minimale, eine Typische und eine maximale, normal hängt die maximale noch von der kapazitiven Belastung ab. Unter identischen Bedingungen liegen die Laufzeiten der Gatter, welche im selben Gehäuse sind, recht nahe beieinander, aber zwischen zwei ICs können sie entsprechend unterschiedlich sein.
Deine Schaltung muss also auch bei sämtlichen Kombinationen aus langsamen und schnellen Gattern noch richtig funktionieren.
Praktisch rechnet man nicht alle Kombinationen durch, sondern nur die kritischen Pfade, welche dies sind musst du als Entwickler aber selber wissen.

Bei deinem µC sind übrigens nicht alle Pins gleich ausgelegt, aber das steht im Datenblatt.

Bei meiner
Schaltung kommen alle Signale vom gleichen µC und laufen über
einen kurzen Weg zum Flachbandkabel. Auf der zweiten Platine
gelangen die Leitungen sofort in ein Latch --> dadurch
müsste ich danach keine Probleme mehr haben, wenn ich bis zum
Latch komme, oder? Nach dem µC könnte ich noch einen
Bustreiber installieren (wie du oben genannt hast)…

Tja, das musst du selber rausfinden. Ich kenne deine Schaltung, die verwendeten Bauteile und deinen Aufbau nicht. Es gilt also die Datenblätter durchzuarbeiten.

MfG Peter(TOO)

Erst wenn die Leitungslänge größer als Lambda/10 wird, ist mit
Reflektionen zu rechnen.

Hallo,

nach anderen Daumenregeln (Laufzeit > 1/6 der Anstiegszeit) und realistischen Annahmen wie z.B. µC rise time = 3 ns liegen die 18 cm gerade so an der Grenze, ab der HS-Effekte zu erwarten sind. Kann also klappen oder auch nicht. Ich würde jedenfalls sicherheitshalber 110 Ohm transmission lines vorsehen.

Gruss Reinhard

Hallo Peter,

-> d.h. dass das die geeigneste Methode ist; Widerstand und
Kondensator (wie groß wählt man den?)

Bei Wechselstrom ist ein Kondensator auch nur ein Widerstand.
Reflexionen und Klingeln tritt erst bei höheren Frequenzen
auf.

Der µC ist mit 20MHz getaktet.

Hat diese Schaltung irgendwelche Nachteile (außer
Platzbedarf)?

Jede Schaltung hat Vor- und Nachteile, kommt halt immer auch
noch auf die weiteren Bedingungen an…

Abschliessen muss man natürlich auf beiden Seiten der
Übertragungsstrecke.

ok - d.h. 110 Ohm wie Reinhard geschrieben hat.

Kommt auf das verwendete Kabel an.

Flachbandkabel mit Raster von 1.27mm Abstand…

Gibt es eine grobe Überschlagsrechnung, die den
Spannungsabfall pro cm aufzeigt… dass man berechnen kann,
wieviel Spannung von den 3.3V VCC nach 25cm
Leiterbahn+Flachbandkabel noch ankommt?

Der Spannungsabfall ist nicht das Problem, den kannst du eher
vernachlässigen. Deine Probleme bestehen aus der
Kabelkapazität und den Verzerrungen welche die Signale
erfahren.
Die Flankensteilheit des Signals nimmt mit der Lastkapazität
ab. Im Extremfall können z.B. die Adress-Signale so verzögert
werden (hier hängen ja jede Menge Anschlüsse dran und jeder
Anschluss-Pin hat eine Kapazität), dass das Chipselect-Signal
schneller ist (da ist ja oft nur ein einzelner Pin
angeschlossen).

ok. an das hab ich gar nicht gedacht… stimmt.

Auch wie hoch die Kapazität ist pro cm.

Dafür gibt es Datenblätter der Hersteller.

d.h. die Werte vom Flachbandkabel verwenden… welche Kapazitäten nimmt man bei 0.245mm breiten Leiterbahnen an? Wie steigt oder fällt die Kapazität, wenn die Leiterbahn dicker oder dünner gewählt wird?

„Normale“ Flachbandkabel haben einen Leiterabstand von 1.27mm.
Das 80polige Flachbandkabel, welches ab ATA 100 verwendet
wird, hat den halben Leiterabstand. Dann gibt es noch
Flachbandkabel welche als twistet pair aufgebaut sind. Hier an
meinem DSO sind spezielle geflochtene Flachbandkabel dran.

ok, ich würde Flachbandkabel wie gesagt mit 1.27mm Raster nehmen. Aber nicht geflochten sondern gerade nebeneinander - oder sind die geflochteten besser? Insgesamt hängen an diesem Kabel 4 Slaves dran. Verändert das die Überlegungen hinsichtlich Kapazität etc. noch einmal? außer dass natürlich die Länge variabel ist.

Wie realisiert man dass, das die ChipSelect-Signale oder auch Addresssignale bei allen Slaves nahezu gleich (also synchron) ankommen? Gibt es da noch eine andere Möglichkeit, außer die Leiterbahnen vom ersten Slave so lang zu gestalten, dass sie den Leiterbahnen vom letzten Slave entsprechen? Wie berechnet man diese notwendige Länge formeltechnisch (ist ja bestimmt von der Frequenz und Weglänge)?

Die Leitungskapazitäten verlangsamen deine Signale, also musst
du genau aufpassen, dass alles auch bei worst case noch passt.

könntest du mir hierzu noch ein paar tipps geben, was man
alles beachten muss bzw. wie man sowas angeht.

Für ein normales Gatter findest du 3 unterschiedliche
Laufzeiten, eine minimale, eine Typische und eine maximale,
normal hängt die maximale noch von der kapazitiven Belastung
ab. Unter identischen Bedingungen liegen die Laufzeiten der
Gatter, welche im selben Gehäuse sind, recht nahe beieinander,
aber zwischen zwei ICs können sie entsprechend unterschiedlich
sein.
Deine Schaltung muss also auch bei sämtlichen Kombinationen
aus langsamen und schnellen Gattern noch richtig
funktionieren.
Praktisch rechnet man nicht alle Kombinationen durch, sondern
nur die kritischen Pfade, welche dies sind musst du als
Entwickler aber selber wissen.

ok… die kritischen Pfade kenne ich… nur ist es sehr schön, wenn man solche Tipps bekommt… auf was man schauen muss - machen muss und will ich es ja selber…

Bei deinem µC sind übrigens nicht alle Pins gleich ausgelegt,
aber das steht im Datenblatt.

Was genau meinst du mit „gleich“ ausgelegt? Also ich weiß, dass ich mal bei einem µC gelesen habe, dass die Zeiten dort variieren, aber bei vielen anderen ist mir das nicht aufgefallen bzw. stand dann anscheinend nicht so expliziet drinnen im Datenblatt.

MfG Peter(TOO)

vielen Dank für die vielen Tipps!

Gruß
patrick

vielen dank für die Antworten… meine schaltung befindet sich noch in der Entwicklung - also bis jetzt noch in Eagle. Daher kann ich noch nichts mit dem Oszi testen. Eine Terminierung werde ich auf jeden Fall vorsehen.

Noch eine Frage, die mir in diesem Zusammenhang gerade noch einfällt: Für welche max. Länge ist denn ein SCSI-Kabel ausgelegt - bzw. diese 110 Ohm berechnet? Oder gibt es da keine Beschränkungen?

Wird bei einem SCSI-Controller im PC auch mit Bustreibern gearbeitet?

Gruß
patrick

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Hallo Patrick,

die 110 Ohm gelten für jede Kabellänge bis zu unendlich (Tschuldigung, in der HiSpeed-Welt ist manches etwas seltsam, aber da kann ich hier nicht drauf eingehen). Für einen SCSI-Bus wie diesen (SCSI 1 / Single Ended) gelten 6m maximale Länge. Das hängt hauptsächlich davon ab, welche Verzögerungen noch zulässig sind, bei 6m braucht ein Signal schon 30 ns bis zum anderen Ende. Das heisst z.B., das 20 MHz-Taktsignal des µC wäre schon massiv phasenverschoben.

Mein eZ80-Prozessor ist z.B. angegeben mit Vout = 0.4 V bei 1 mA, das sind 400 Ohm Innenwiderstand, damit kann man natürlich keinen 110-Ohm-Bus ansteuern. Wechselstrommässig ist es am besten, wenn der Treiber ebenfalls an 110 Ohm angepasst ist, man kann also einem 10-Ohm-Treiber einen 100-Ohm-Widerstand vorschalten für optimale Signalqualität - ABER - der Treiber muss auch gleichstrommässig deine Abschlusswiderstände versorgen können. Wenn du z.B. einfach an beiden Enden 110 Ohm nach GND einbaust, muss der Treiber diese mindestens auf 2.4 V hochziehen, allein dafür muss er 44 mA liefern! Pro Leitung!! Notfalls muss man hier einen Kompromiss schliessen, d.h. einen 20-Ohm-Treiber direkt anschliessen, trotz der Fehlanpassung an 110 Ohm.

Nebenbei bemerkt, wenn du mit dem Oszi was Vernünftiges messen willst, sollte das schon 0.5 - 1 GHz Bandbreite haben.

Gruss Reinhard

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Wie realisiert man dass, das die ChipSelect-Signale oder auch
Addresssignale bei allen Slaves nahezu gleich (also synchron)
ankommen? Gibt es da noch eine andere Möglichkeit, außer die
Leiterbahnen vom ersten Slave so lang zu gestalten, dass sie
den Leiterbahnen vom letzten Slave entsprechen? Wie berechnet
man diese notwendige Länge formeltechnisch (ist ja bestimmt
von der Frequenz und Weglänge)?

Hallo Patrick,

besorg dir UCCALC von http://www.ultracad.com/calc.htm.

Damit kannst du propagation delay, intrinsic impedance, intrinsic capacitance, impedance berechnen für Microstrip oder Stripline Leiterbahnen. Danach kannst du dann deine Leiterbahnen entsprechend verlängern für gleiche Laufzeiten. Es wäre dabei schon zweckmässig, wenn du 1 ns zuverlässig messen könntest. Berechnung ist nicht alles.

Gruss Reinhard

Mein eZ80-Prozessor ist z.B. angegeben mit Vout = 0.4 V bei 1
mA, das sind 400 Ohm Innenwiderstand, damit kann man natürlich
keinen 110-Ohm-Bus ansteuern. Wechselstrommässig ist es am
besten, wenn der Treiber ebenfalls an 110 Ohm angepasst ist,
man kann also einem 10-Ohm-Treiber einen 100-Ohm-Widerstand
vorschalten für optimale Signalqualität - ABER - der Treiber
muss auch gleichstrommässig deine Abschlusswiderstände
versorgen können. Wenn du z.B. einfach an beiden Enden 110 Ohm
nach GND einbaust, muss der Treiber diese mindestens auf 2.4 V
hochziehen, allein dafür muss er 44 mA liefern! Pro Leitung!!
Notfalls muss man hier einen Kompromiss schliessen, d.h. einen
20-Ohm-Treiber direkt anschliessen, trotz der Fehlanpassung an
110 Ohm.

ich müsste dann einen größeren Widerstand wählen oder, um den Stromverbrauch reduzieren zu können. Wobei ohne Bustreiber wird das nicht laufen - höchstens ich geh in den 100kOhm-Bereich rein. Dann hätte ich ca. 12µA pro Strippe… bei 2.4V für minimalen Highpegel und 100kOhm Terminierung.

Für SCSI finde ich immer 130 Ohm Terminierung. Welchen Vorteil bringt eine Terminierung von 130 Ohm, die nicht aus einem Widerstand basiert sondern aus zwei parallel geschalteten Widerständen?

Um den Stromverbrauch noch etwas zu reduzieren könnte ich ja auch eine AC-Terminierung vornehmen… wenn die kapazität des kondensators mit dem des Outputs vom µC zusammenpasst.

Muss auch noch mal schauen, ab wann man wirklich eine Terminierung braucht (Leitungslängen mäßig bei SCSI)… ich kenn das nur bei DMX-Signalen, dass man diese bei geringen Längen nicht unbedingt terminieren muss, damit auf der anderen Seite ein brauchbares Signal rauskommt… und die 130 Ohm bei SCSI sind ja auch für 6m oder so ausgelegt. Des Weiteren befinden sich die Kabel alle intern im Gehäuse, so dass Störungen von außen nicht so einen großen Einfluss haben sollten.

Gruß
patrick

muss ich eigentlich eine andere Abschlussart als DC-Terminierung verwenden, wenn ich Spannungen übertrage über das Kabel?

patrick

muss ich eigentlich eine andere Abschlussart als
DC-Terminierung verwenden, wenn ich Spannungen übertrage über
das Kabel?

patrick

Hi,
die Terminierung ist NUR für AC da - für sehr hohe Frequenzen, und sie muss daher der charakteristischen Impedanz des Kabels (also 110 bis 130 Ohm) entsprechen (AC-mässig!). Das kann man auch mit den üblichen 220/330 Ohm-Netzwerken erreichen bei geringerer DC-Belastung, grundsätzlich ist die DC-Belastung immer nur ein unerwünschter Nebeneffekt.

Wenn du das Kabel hochohmig ansteuerst, ist es senderseitig nicht angepasst, und am Empfänger auch nicht (da kannst du ja auch keine 110-Ohm-Terminierung anbringen, weil der µC die ja auch mit treiben muss - im Zweifelsfall wird der µC überlastet und zerstört).

Wenn du die Terminierungswiderstände z.B. über einen 100 nF-Kondensator anschliesst, funktioniert die Sache zwar statisch, aber der µC muss bei einer Flanke erstmal diesen Kondensator aufladen (den 110 Ohm Widerstand schafft er ja nicht), das verlängert die Anstiegszeit glatt um den Faktor 1000. Diese Konstruktion funktioniert also auch nur mit einem ausreichend niederohmigen Treiber!

An der Tatsache, dass für eine 110 Ohm Leitung Treiber mit weniger als 110 Ohm Innenwiderstand benötigt werden, führt einfach kein Weg vorbei.

Übrigens hat das Kabel eine charakteristische Impedanz von 110 Ohm und wird am Ende mit 110 Ohm gegen GND abgeschlossen - am Eingang des Kabels „sieht“ man aber (AC/HF!) keineswegs 220 Ohm, sondern 110 - das sind eben die Feinheiten der HF-Technik, man darf das nicht mit Ohmschen Widerständen durcheinanderbringen.

Gruss Reinhard

die Terminierung ist NUR für AC da - für sehr hohe Frequenzen,
und sie muss daher der charakteristischen Impedanz des Kabels
(also 110 bis 130 Ohm) entsprechen (AC-mässig!). Das kann man
auch mit den üblichen 220/330 Ohm-Netzwerken erreichen bei
geringerer DC-Belastung, grundsätzlich ist die DC-Belastung
immer nur ein unerwünschter Nebeneffekt.

der Datenbus an meinem µC kann zwei zustände annehmen - entweder er ist als Eingang (hochohmig) oder als Ausgang (niederohmig) geschaltet. --> abhängig vom Zustand der IOs müsste ich andere Widerstandswerte für die Terminierung verwenden? Wenn der Datenbus am µC als Eingang funktioniert kommen die Daten woanders her (nicht über das Flachbandkabel).

Das Flachbandkabel hat drei Slaves, an allen muss eine AC Terminierung erfolgen, da diese Platinen unter einander austauschbar sein sollen. --> jede kann somit auch die letzte in der daisy chain sein.

Der Widerstand bei der AC Terminierung muss 110 Ohm sein (oder was das Flachbandkabel ebend hat). Das C-Glied wird mit der Rise Time bestimmt RC = Rise-Time. Bei einer Rise-Time von minimal 3µs wär das ein Wert von 30nF. Am µC selber befindet sich keine Terminierung…

Soweit alles richtig?

Gruß
Patrick

Hallo Patrick,

das wird so nicht funktionieren. Ein Bus muss nun mal an seinen Enden terminiert werden, sofern eine Terminierung erforderlich ist. Beipiel SCSI: ist intern eine Festplatte und extern ein Scanner angeschlossen, so sind Festplatte und Scanner zu terminieren, die Controllerkarte NICHT, sie sitzt ja nicht am einem Busende. Alle anderen Konfigurationen sind unzulässig. Tut mir leid, die Physik ist kein Wunschkonzert.

Im SCSI-Bereich kann daher jedes Gerät terminiert werden oder nicht, und man kann Kabelterminierungen verwenden. Die Leute, die sich das ausgedacht haben, wussten schon warum.

Risetimes von 3 µs in einem 20 MHz-System sind völlig absurd, die Terminierung darf keinesfalls die Flankensteilheit beeinflussen - meine Beispielsrechnung bezog sich ja gerade darauf, dass eben die Treiber des µC unzureichend sind für das Bussystem. Es ist genau umgekehrt: Treiber und Terminierung sind so auszulegen, dass die Signale unverfälscht übertragen werden - wie sollte ein µC-System sonst funktionieren? Es sei denn, du hast dir einen völlig unabhängigen peripheren Bus definiert, auf dem du selbst das Timing entwirfst - dann kannst du mit 3 µs arbeiten, aber der Bus ist eben auch 1000 mal langsamer als der des µC selbst, der hat nämlich so 3 - 5 ns.

Dass der µC auch anderswoher Daten bezieht, ist ja überhaupt kein Problem, wenn sowieso Bustreiber verwendet werden, diese trennen ja die Busse untereinander.

Nachdem du anfangs den Eindruck gemacht hast, du hättest einiges von der HF-Technik verstanden, hast du dir jetzt etwas ausgedacht, was meilenweit an der notwendigen Technik vorbeigeht. In dem Fall wäre es besser, du vergisst absolut alles, was in diesem Thread über Kabel, Impedanzen, Terminierungen und sonstigen HF-Quatsch gesagt wurde und verdrahtest alles 1:1 wie im kHz-Bereich, da hast du immer noch mehr Aussicht auf Erfolg als mit unverstandener Technologie. So um die 50% würde ich schätzen.

Gruss Reinhard

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo Patrick,

der Datenbus an meinem µC kann zwei zustände annehmen -
entweder er ist als Eingang (hochohmig) oder als Ausgang
(niederohmig) geschaltet. --> abhängig vom Zustand der IOs
müsste ich andere Widerstandswerte für die Terminierung
verwenden? Wenn der Datenbus am µC als Eingang funktioniert
kommen die Daten woanders her (nicht über das Flachbandkabel).

NEIN.
Die Terminierung hat nur mit der Übertragungsstrecke zu tun.

Das Flachbandkabel hat drei Slaves, an allen muss eine AC
Terminierung erfolgen, da diese Platinen unter einander
austauschbar sein sollen. --> jede kann somit auch die
letzte in der daisy chain sein.

So gehts auch nicht.
HF-Technisch spielt das was dazwischen ist, keine grosse Rolle. Terminieren darfst du nur am Anfang und am Ende des Kabels, bzw. der Übertragungsstrecke.

Das bedeutet, dass, auch wenn nur ein Slave dran ist, die Terminierung trotzdem am Kabelende angeschlossen werden muss.

… da kommt mir gerade etwas in den Sinn. Ich war mal vor einigen Jahren auf einem Agilentseminar. Da wurden auch nur messtechnische Binsenwahrheiten verzapft. Ich bin dann nach der ersten Pause ausgestiegen und habe mich nachher vor dem Seminarraum mit den Anwendungs-Ings von Agilent unterhalten. Scheinbar ist es heute tatsächlich so, dass man in der Ausbildung die Grundlagen gar nicht mehr lernt…

Absatz 1 … 4 beschreiben die Grundlagen: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5966-184…

Hier findet sich einiges über reale Bautelei bei Frequenzen über 1MHz: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5950-300…

Dies hier befasst sich zwar mit Differentil-Signalen, zeigt aber was z.B. Stecker bewirken können:
http://www.home.agilent.com/upload/cmc_upload/All/58…

MfG Peter(TOO)

Scheinbar ist es heute tatsächlich so, dass man in der
Ausbildung die Grundlagen gar nicht mehr lernt…

Hallo Peter,

scheint mir auch so - ich habe vor einigen Wochen mein erstes 2tägiges Seminar über Hispeed-Technik abgehalten und hatte dauernd den Eindruck, dass mir selbst noch viele Grundlagen fehlen. Die Teilnehmer waren aber sehr zufrieden und meinten, sie hätten eine Menge dazugelernt.

Ich arbeite weiter dran, wahrscheinlich veröffentliche mal einzelne Scriptseiten auf meiner Website, so in der Form „richtige Verlegung von LVDS-Leitungen“.

Gruss Reinhard

Hallo,

ich müsste dann einen größeren Widerstand wählen oder, um den
Stromverbrauch reduzieren zu können. Wobei ohne Bustreiber
wird das nicht laufen - höchstens ich geh in den
100kOhm-Bereich rein. Dann hätte ich ca. 12µA pro Strippe…
bei 2.4V für minimalen Highpegel und 100kOhm Terminierung.

Das ist alles ziehmlich konfus.
Du hast offenbar die Problematik noch nicht verstanden.

Muss auch noch mal schauen, ab wann man wirklich eine
Terminierung braucht (Leitungslängen mäßig bei SCSI)… ich
kenn das nur bei DMX-Signalen, dass man diese bei geringen
Längen nicht unbedingt terminieren muss, damit auf der anderen
Seite ein brauchbares Signal rauskommt…

Auf solchen Leitungen hast du aber keine Flanken im ns-Bereich.

und die 130 Ohm bei
SCSI sind ja auch für 6m oder so ausgelegt. Des Weiteren
befinden sich die Kabel alle intern im Gehäuse, so dass
Störungen von außen nicht so einen großen Einfluss haben
sollten.

Reflektionen infolge von Fehlanpassung haben nix mit äußeren
Störeinflüssenzu tun.

Gruß Uwi