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EDA/SW/T&M
SIGNAL INTEGRITY
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- ELETTRONICA OGGI 458 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2016
disturbo irradiato è dovu-
ta alle correnti di modo
comune generate da un
canale differenziale. Un
segnale di modo comune
anche di soli 10 mV su un
doppino esterno può es-
sere sufficiente per non
superare le prove di certificazione sulle interferenze
elettromagnetiche. In teoria, se i circuiti di pilotaggio
generano un segnale differenziale perfetto e se il se-
gnale attraversa un canale differenziale perfetto, non si
genererà nessun segnale di modo comune. Sfortunata-
mente, nella pratica ciò avviene di rado.
Supponendo che il circuito di pilotaggio sia perfetto
e prendendo in considerazione il solo canale, qualun-
que asimmetria in un canale differenziale accoppiato
convertirà una parte del segnale differenziale in un
segnale di modo comune. Il fenomeno viene chiamato
“Conversione di modo” (Fig. 5).
La conversione di modo è tipicamente causata da
asimmetrie nelle linee accoppiate:
Lunghezza e/o larghezza non identica delle linee
Differenze “locali” nell’effettiva costante dielettrica
Discontinuità nel piano di massa
L’analisi con riflettometria TDR può aiutare in due
modi. Innanzitutto per determinare se si stia verifican-
do o meno una conversione di modo. Si utilizza la ri-
flettometria TDR per stimolare il canale sulla Porta 1
con un segnale differenziale e si misura la risposta di
modo comune sulla Porta 2. I risultati ottenuti con un
tipico backplane sono illustrati in figura 6.
Dai risultati di misura in figura 6 si possono trarre tre
conclusioni:
1. Si è verificata una conversione di modo nel canale.
2. Il segnale di modo comune e il segnale differenziale
viaggiano a una velocità
simile, ma non esattamen-
te identica.
3. La velocità del fronte
del segnale differenziale
di stimolo ha un impatto
modesto sulla conversio-
ne di modo.
L’altra modalità di utilizzo per la quale la riflettometria
TDR può essere utile è nel determinare che cosa all’in-
terno del dispositivo in prova (DUT) stia causando la
conversione di modo, osservando il segnale riflesso.
Di nuovo possiamo stimolare il dispositivo in prova con
un segnale differenziale sulla
Porta 1, ma in questo caso osserviamo sia il segna-
le differenziale, sia il segnale di modo comune
riflessi
alla porta uno (Fig. 7).
Mentre lo stimolo si propaga sul canale, qualunque
asimmetria incontrata genererà un segnale di modo
comune. Una parte del segnale di modo comune si pro-
pagherà verso la Porta 2 e una parte si propagherà ver-
so la Porta 1, dove verrà misurato come traccia TCD11
nella figura 7. Poiché la velocità del segnale di modo
comune è simile a quella del segnale differenziale, le
caratteristiche del profilo di impedenza coincidenti
con il segnale di modo comune possono essere usate
per determinare la causa della conversione di modo. In
questo caso, si tratta dei campi di interconnessioni
vie
presenti nella scheda figlia e nel backplane.
Rimozione degli effetti delle fixture
Infine, uno degli elementi chiave per simulare e carat-
terizzare correttamente il canale a parametri distribuiti
è la capacità di misurare effettivamente il solo disposi-
tivo in prova. Alle alte frequenze non è una cosa sem-
plice, in quanto le attrezzature e gli accessori utilizzati
Fig. 5 – Una linea di trasmissione differenziale accoppiata
Fig. 6 – Conversione di modo nel canale (Alto: Sono state catturate entrambe le risposte, differenziale e di modo comune; Basso: Ingrandimento
della risposta di modo comune e indicazione che le tracce sono state catturate con differenti tempi di salita del segnale di stimolo)