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[参考译文] SN74AVC8T245:SN74AVC8T245RHLR:在电平从 3.3V 转换到 1.8V 期间观察到过冲

Guru**** 2551110 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/logic-group/logic/f/logic-forum/1568835/sn74avc8t245-sn74avc8t245rhlr-overshoot-observed-during-level-shifting-from-3-3v-to-1-8v

器件型号:SN74AVC8T245


工具/软件:

你好,这是我的第一篇文章。

在我们的设计中、我们使用将 3.3V 1080p RGB 信号转换为 1.8V、以输入到 FPGA。

在每个图像帧的开始和结束时会观察到明显的过冲。 此过冲超过 FPGA 建议的 2.0V 输入电压、这会引发对信号完整性的担忧。 有趣的是、在帧的中间部分未观察到此类过冲。 此外、在 SN74AVC8T245RHLR 的输入端未检测到可能导致过冲的阈值交叉信号。

作为对策、我们在 SN74AVC8T245RHLR 的输出侧添加了阻尼电阻器、并通过改变电阻值进行传导实验。 出于同时开关噪声的考虑、我们还在驱动器和接收器侧添加了去耦电容器、并改进了接地返回路径。 不过、这些变化并未显著影响过冲。

您能告诉我们这种过冲的原因吗?

这是一个 PDF 文件、其中包含用于参考的原理图和示波器波形。   

**配置:**

***电源:**
- VCCA:1.8V
–VCCB:3.3V
- 0.1µF 去耦电容器放置在每个电源引脚附近

***控制信号:**
- OE 和 DIR 连接到 GND

我们衷心感谢您的协助。

e2e.ti.com/.../Waveform-Data.pdf

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    我怀疑在帧的开始/结束时、所有输出同时开关、或电路中的其他信号加载电源。 请跟踪 VCC 引脚处的电压和相对于电源接地端的 GND 引脚电压。

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    感谢您的建议。

    我们在过冲事件期间测量了 VCCA 和 VCCB 相对于电源接地的电压并连接了数据。
    在发生过冲时、在任一电源轨上均未观察到明显的压降或波动。

    也就是说、我们确实注意到 VCCA 略有波动、因此我们通过依次向 VCCA 和 VCCB 添加 1µF、10µF 和 22µF 旁路电容器来执行额外的测试。
    我们认为所观察到的波动在可接受的范围内、但这是否仍是一个值得关注的问题?

    到目前为止、尽管有这些对策、但峰值电压保持不变、过冲问题仍然没有解决。

    e2e.ti.com/.../Waveform-Data_5F00_1.pdf

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    您好 Mitsuhiro、

    您提到您改变了阻尼电阻值。 您最终使用了哪些值?

    此致、

    Josh

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    感谢您的答复。

    我们对 27Ω、33Ω、43Ω 和 75Ω 的阻尼电阻值进行了实验。
    但是、当使用 43Ω 或更高版本时、视频信号无法正常显示。
    此外、我们观察到、在不同电阻值下、峰值电压没有显著改善。
    根据这些结果、我们得出结论、在本例中、33Ω 是最合适的值。

    我们附上了该实验的图像、以供您参考。

    e2e.ti.com/.../Waveform-Data_5F00_2.pdf

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    您好 Mitsuhiro、

    感谢您确认电阻值。

    在最后一个帧中、FPGA 上是否有任何可能影响信号的情况?

    我同意大家的看法、奇怪的是、过冲仅发生在最后一帧。 过冲通常是由于容性负载和反射而发生、因此我们会在整个帧中看到这一点。

    此致、

    Josh

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    你好 Josh、

    非常感谢您的持续支持和富有洞察力的评论。

    对于我们之前讨论过的过冲问题、我想发表更多的意见和结论。

    最初、我们考虑了阻尼电阻器下游发生 LC 谐振的可能性、因为过冲峰值没有显著变化。 粗略的计算表明 13MHz 周围存在谐振频率;不过、由于这与工作信号频率相差一个数量级、因此我们认为相关性很弱。

    为了进一步找出原因、我们还评估了低阻态驱动器和 Hi-Z 接收器配置引起信号反射的可能性。 为了进行测试、我们在 FPGA 引脚附近添加了一个 50Ω 下拉电阻器。 虽然这降低了总体振幅(可能是由于布线阻抗的分压导致)、但过冲形状没有明显的变化。 因此、我们认为不太可能进行反射。

    然后、我们假设、如果导致 LC 谐振、则在 FPGA 附近添加阻尼电阻器可能会抑制过冲峰值。 我们插入了一个 33Ω 电阻器、但观察到波形没有明显变化。

    总之、我们无法确定过冲的明确根本原因。 但是、我们收到了 FPGA 供应商的以下回复:

    ・I/O 输入规范假定直流或 UI 为 100%条件、器件可以承受超过这些水平的短暂过冲。

    ・观察到的过冲预计不会影响 FPGA 的长期可靠性或使用寿命。

    在此基础上、我们决定解决该问题。

    再次感谢您在整个调查过程中提供的支持和宝贵的意见。
    我们期待着您的持续指导。

    此致、
    三广

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    您好 Mitsuhiro、

    感谢更新。 如果您将来需要帮助、请随时与我们联系。  

    我将关闭此 E2E 主题。

    此致、

    Josh