Teilen eines ~100-MHz-Takts auf einer Leiterplatte

Ich habe eine Platine mit einem Single-Ended- Sinus- Takteingang über SMA-Anschluss. (Es sollte von einer externen Taktquelle mit geringem Jitter kommen).

Dieser Takt wird an verschiedenen Stellen (als Referenz) verwendet, und daher ist Jitter das größte Problem.

Es betritt mehrere ICs (z. B. 3 für den Moment). Der Eingang zu diesen ICs muss sinusförmig sein . Die Eingangsimpedanz der Takteingänge ist kapazitiv (wie CMOS-Inverter).

Was ist in Anbetracht der Aufteilung und Anpassung von Signalen ein geeigneter Weg, um den Takt aufzuteilen und zu verteilen?

  1. Kann ich einfach eine Sternverbindung vom SMA-Anschluss zu den verschiedenen Zielen herstellen oder brauche ich eine Art Puffer? Wenn ja, welche? (Die Taktverteilungen, die ich finde, basieren nur auf Wechselrichtern und daher nicht für sinusförmige Takte / geringen Jitter)
  2. Reicht es aus, einmal am Stecker zu terminieren und einfache Leiterbahnen zu den Zielen zu verwenden?
  3. Sollen die Leiterbahnen so sein, dass der Wellenwiderstand 50 Ohm oder 50/#Verbraucher Ohm beträgt oder möglichst dünn?

Nehmen Sie als Beispiel (IC1 und IC3 haben einen selbstvorgespannten Inverter als Eingang und IC2 ist ein diskreter CMOS-Inverter, der auf der halben Schiene seiner Versorgung vorgespannt ist):

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

PS: Lambda/100 ist 3 cm für 100 MHz. Ich kann definitiv nicht alles darauf beschränken. Aber sagen wir mal 30cm (Lambda/10) sollten möglich sein.

Antworten (2)

Die Eingangsimpedanz der Takteingänge ist normalerweise hoch (wie CMOS-Inverter).

Ein Eingang mit einer parasitären Kapazität von 5 pF weist bei 100 MHz eine Blindimpedanz von etwa 318 Ohm auf.

es betritt mehrere ICs (z. B. 3 für den Moment)

Ohne Berücksichtigung von Übertragungsleitungseffekten beträgt die reaktive Eingangsimpedanz etwa 100 Ohm.

Kann ich einfach eine Sternverbindung vom SMA-Anschluss zu den verschiedenen Zielen herstellen oder brauche ich eine Art Puffer?

Es hängt alles von der Antriebsimpedanz Ihrer 100-MHz-Quelle ab - wenn sie niedrig genug ist und die Empfindlichkeit der 3 Empfangschips niedrig genug ist, sollte sie ohne Puffer in Ordnung sein. Puffer haben auch Eingangskondensatoren!

Reicht es aus, einmal am Stecker zu terminieren und einfache Leiterbahnen zu den Zielen zu verwenden?

Es könnte sein; 100 MHz hat eine Wellenlänge von 3 Metern und eine allgemeine Faustregel besagt, dass Sie Abschlüsse vermeiden können, wenn die Strecken-/Kabellänge weniger als ein Zehntel beträgt.

Sollen die Leiterbahnen so sein, dass der Wellenwiderstand 50 Ohm beträgt, 50/#Verbraucher oder möglichst dünn?

Angesichts der Spurlängen wird dies wahrscheinlich kein großes Problem sein, aber wenn dies der Fall wäre, würden Sie die Impedanz der Quelle anpassen, und diese beträgt möglicherweise nicht 50 Ohm. Du hast nicht gesagt, was es war.

Die Antwort eröffnet neue Fragen (anstatt zu antworten). Festgelegt ist lediglich die Quellenimpedanz am anderen Ende des SMA-Kabels (50 Ohm). Ist das "niedrig" genug? Und wenn ich Puffer verwenden würde - welche? Wie bereits erwähnt, handelt es sich um ein sinusförmiges Signal (Single-Ended) und Jitter ist das größte Problem (es wird an verschiedenen Stellen als Referenz verwendet). Daher fügt das Hinzufügen von Puffern möglicherweise Jitter hinzu (insbesondere Inverter).
Auf jeden Fall interpretiere ich Ihre Antwort als JA, MEINE SCHALTUNG IST OK, KEINE PUFFER/ÜBERTRAGUNGSLEITUNGEN ERFORDERLICH, solange die Leiterbahnen <30cm sind und die Quelle 50 Ohm hat. Ist das korrekt?
Nein, darauf sollten Sie nicht schließen. Ich habe Antworten auf grundlegende Fragen gegeben, die von Ihnen aufgeworfen wurden, aber ich weiß nichts über Ihre Schaltung, weil Sie keine großen Details gegeben haben.

Es hängt irgendwie davon ab, wie Sie die Uhr verwenden. Wenn die angesteuerten Chips die Uhr verwenden, um Daten untereinander zu synchronisieren, möchten Sie den Taktversatz minimieren, indem Sie die Spuren sorgfältig anpassen

Wenn die Spuren nicht kurz sind, sollten Sie sie wahrscheinlich auch seriell terminieren, um das Klingeln zu stoppen

Dies beantwortet die Frage nicht, ist aber eine weitere gute Sache. Wie bereits erwähnt, ist Jitter das wichtigste Problem, Skew ist zweitrangig, solange ihr relatives Timing genau ist. Ich habe meine Frage aktualisiert, um die Dinge etwas klarer zu machen.
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