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30 Elektronik 16 -17 2022 EMV ESD differenziell und mit kleiner Spannung übertragen HCSL ist der Standard für verschiedene Highspeed-Express-Taktgeber und es handelt sich hier um einen offenen Emitter-Ausgang mit einer Stromquelle von 15 mA der einen externen Widerstand von 50 Ω gegen Masse benötigt damit der Ausgang schalten kann HCSL ist für eine Impedanz von 50 Ω singleended oder 100 Ω differenzial spezifiziert Der implementierte Single-Lane-Highspeed-Link besteht aus einem differenziellen Sendeund Empfangspaar die ACgekoppelt sind Die Sendeund Empfangsspuren sind unabhängig voneinander und der Empfänger gewinnt den Takt aus dem Datenstrom zurück Die Daten sind 8b 10bcodiert und die Übertragungsrate beträgt 2 5 Gbits s Augendiagramm gibt Auskunft über die Signalqualität De-Emphasis kann am Sender angewandt werden um Hochfrequenzsi - gnale zu verstärken damit die Anforderungen an die Augenhöhe am Empfänger erfüllt werden Mit ANSYS SI-Wave werden die relevanten Signalleitungen aus der ersten Layoutversion importiert und in die Simulation integriert Neben zahlreichen Parametern kann anhand des Augendiagramms grafisch dargestellt werden wie die Sendesignale den erforderlichen Werten der Empfängerseite entsprechen bzw wie viel Jitter und Störabstand vorhanden ist Im Augendiagram zeigt die grüne Fläche in der Mitte die vom Empfänger geforderten Signal-Grenzen Pegel vs Zeit Die simulierten Signale sind hier blau dargestellt und zeigen den zu erwartenden Signalverlauf an der sich durch diverse Optimierungen im Schaltungsdesign im Layoutdesign oder auf Senderbzw auf Empfängerseite be - einflussen lässt Um Störungen im Design zu finden kann mit der SI-Wave-Simulation eine TDR-Antwort Time Domain Reflectometry simuliert werden mit der die Position der Störstellen großer Ausschlag der Reflexion für die Übertragung sichtbar werden Aus dieser TDR-Wellenform ist zu erkennen dass es – aufgrund von Impedanzänderungen – starke Reflexionen auf der Leiterbahn gibt Der Unterschied zwischen den elektrischen Eigenschaften zweier Segmente ist im folgenden Layoutausschnitt die Ursache für eine der großen Reflexionen die in der TDR-Welle zu sehen sind Die Parameter der Übertragungsleitung des ersten Segments müssen angepasst werden damit sie mit dem zweiten Segment übereinstimmen Dies ist eine erste grobe Anpassung der eine weitere Feinabstimmung folgen wird Mit Simulation lassen sich auch enge Zeitpläne einhalten »Das Vorentwicklungsprojekt war für uns auch wichtig um die Entwicklungsund Simulationsprozesse besser kennenzulernen sowie eventuelle Stolpersteine aufzuspüren und aus dem Weg zu räumen« betont Lars Hummel TDR-Simulation einer Highspeed-Datenleitung mit kritischen Reflexionen Bild Liebherr Elektronik Betrachtungsdetails für ein Highspeed-Signal bei einem Lagenwechsel Bild Liebherr Elektronik Mäanderförmiges Design einer Highspeed-Signalleitung zur Einhaltung der Signalintegrität Bild Liebherr Elektronik