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Resolución de los problemas del Crosstalk Parte 2 de 2

¿Cuál es el mejor planteamiento para resolver la diafonía? Descubra los diferentes métodos empleados por los ingenieros para identificar, analizar y, finalmente, eliminar o reducir la diafonía.

La diafonía es más importante en los diseños electrónicos de alta velocidad, muy integrados y densos hoy en día. Las velocidades de datos más elevadas y la inclusión de más carriles en paquetes cada vez más pequeños han provocado un aumento de las dificultades de diseño asociadas a la diafonía. Se emplean diferentes métodos para identificar fuentes de diafonía con el fin último de reducir o eliminar sus efectos. Algunos métodos están desfasados, mientras que otros tienen limitaciones o presentan inconvenientes. La mejor solución para el análisis de la diafonía le ayudará a determinar dónde invertir tiempo para reducir o eliminar determinadas señales agresoras y así alcanzar satisfactoriamente sus objetivos de diseño.

Aislamiento de circuitos:

los ingenieros llevan muchos años midiendo la diafonía en sistemas de comunicaciones digitales mediante la activación y la desactivación selectivas de algunos canales para comparar después los resultados del diagrama de ojo. Los ingenieros deben medir los efectos de la diafonía en el sistema al tiempo que trabajan en modos de prueba especiales. Este método no es ideal. En primer lugar, no refleja el funcionamiento del diseño en su uso real y solo es parcialmente operativo. A menudo sucede que los diseños no pueden funcionar en este modo inusual. Si un diseño muestra un ojo cerrado, es posible que los ingenieros no logren determinar qué circuito es la causa de la diafonía para eliminarlo. Además, si un ojo cerrado es consecuencia de diafonía procedente de varios agresores en serie, quizá haya que invertir muchas horas de ingeniería para intentar determinar las diferentes fuentes y la magnitud de la diafonía de cada una de ellas.

Simulación de líneas de datos en serie:

se puede utilizar un analizador vectorial de redes (VNA) para caracterizar la diafonía entre líneas de datos en serie en forma de modelos de parámetros S. A continuación, se emplean un osciloscopio con herramientas de software y los modelos de parámetros S adquiridos para simular la distorsión de la forma de onda en la señal víctima. Se muestra un ejemplo de medida de tres señales, donde la primera es la señal víctima, mientras que la segunda y la tercera son señales agresoras. Seguidamente se pueden aplicar los parámetros S para determinar qué proporción de los componentes de diafonía que afectan a la primera señal víctima procede de cada una de las señales agresoras. Las tres señales pueden combinarse para simular la apertura de ojo de la primera señal víctima. Este método solo puede emplearse durante la simulación y precisa de una o varias fuentes conocidas de diafonía. No resulta práctico cuando se intenta identificar una fuente real de diafonía para un diseño o eliminar la diafonía para determinar el margen de mejora.

Simulación de fuente de alimentación:

la caracterización de la fuente de alimentación utilizando simulación no es un método tan directo como la simulación de líneas de datos en serie. Esto se debe a la distorsión no lineal de la señal víctima provocada por el ruido de la fuente de alimentación. No se puede utilizar un VNA para caracterizar la diafonía de la fuente de alimentación porque esta es una función de transferencia no lineal respecto a la víctima.

Señales agresoras inaccesibles:

hay casos en los que no se puede acceder a la diafonía generada en un diseño para realizar sondeos o simulaciones ni para determinar su verdadero origen. Un ejemplo de ello son los circuitos integrados en los que se produce diafonía y la salida de datos en serie de alta velocidad es la única señal accesible. Otro ejemplo son los conectores y conmutadores de conexiones de alta densidad, que pueden ser muy susceptibles a la diafonía. Identificar o aislar la fuente de diafonía en estos casos resulta complicado porque es casi imposible sondear señales individuales.

Correlación de medidas:

sincronizar las medidas de señales víctimas y agresoras es necesario para analizar el efecto de la diafonía en la víctima. Se utiliza un osciloscopio para capturar las señales simultáneamente. Los ingenieros deben tener cuidado de no provocar “skews” de tiempo no deseados entre las señales, que pueden derivarse del retardo en la propagación de la diafonía, de los puntos de acceso a las señales y de las diferencias en los cables de sondeo. Deberían utilizarse puntos de acceso (o puntos de sondeo) ideales para minimizar los efectos del contacto de los instrumentos de prueba en las señales. Los puntos de acceso recomendados varían en función de qué se analiza: la señal de datos en serie, la señal agresora de la fuente de alimentación o la señal víctima de la fuente de alimentación. A continuación, se indican los lugares de sondeo recomendados para obtener la mejor representación de la señal:

• Diafonía de datos en serie o Víctima: sondear cerca del receptor para ver la señal cuando la recibe o Agresora: sondear cerca del supuesto transmisor de la diafonía para ver la señal agresora más importante o Varias víctimas y agresoras: sondear cerca del receptor

• Agresora de la fuente de alimentación o Víctima: sondear cerca del receptor o Agresora: sondear en cualquier punto del mismo nodo de tensión que la clavija de la fuente de alimentación de la supuesta agresora

• Víctima de la fuente de alimentación o Víctima: sondear en cualquier punto del mismo nodo de tensión donde se observa la distorsión o Agresora: sondear cerca del supuesto transmisor para ver la señal agresora más importante

Uso de software de osciloscopio de análisis de diafonía:

Teniendo en cuenta las capacidades de análisis de la diafonía de las que disponen actualmente los ingenieros y sus necesidades reales, una solución ideal para el análisis de la diafonía de un diseño empezaría con una forma más sencilla de identificar las fuentes de diafonía y determinar qué señales se acoplan con la víctima o víctimas. A continuación, permitiría cuantificar la cantidad de error inducida por cada agresora y simular la señal sin los efectos añadidos de la agresora para determinar el posible margen de mejora y la capacidad para lograr un resultado de aceptación. Estas capacidades fundamentales de análisis de la diafonía ayudarían a los ingenieros a determinar dónde invertir tiempo para reducir o eliminar determinadas señales agresoras y mejorar satisfactoriamente el diseño del dispositivo resultante.

Por ejemplo, las señales que exhiben un jitter no correlacionado delimitado aperiódico (ABUJ) pueden deberse a diafonía de señales adyacentes o de una fuente de alimentación. Realizar un análisis de la diafonía en las señales víctimas y agresoras contribuirá a determinar la fuente de diafonía. La aplicación para el análisis de la diafonía N8833A/B de Keysight, combinada con los osciloscopios Infiniium de las Series S, V o Z de Keysight, observa las señales de entrada, quita la interferencia entre símbolos (ISI), encuentra los efectos de la diafonía y muestra la señal víctima una vez eliminada la diafonía, por lo que permite a los ingenieros realizar medidas o análisis de ojo en tiempo real en la señal con la diafonía eliminada, para ver cómo afecta la diafonía a los márgenes de la señal.

La aplicación detecta y cuantifica la presencia de diafonía y también determina qué agresoras contribuyen más. De este modo, los ingenieros pueden determinar cuánto efecto tiene una agresora en una víctima. La aplicación N8833A/B puede eliminar la diafonía de la víctima para ofrecer una comparación visual de la forma de onda original con la forma de onda limpia. Se pueden realizar medidas en la forma de onda limpia, lo que contribuye a determinar los márgenes que pueden recuperarse. Esto se puede utilizar para determinar si la eliminación de la diafonía de una señal específica que falla permitirá que esa señal obtenga un resultado de aceptación en las especificaciones. La aplicación de diafonía N8833A/B no se limita a identificar la diafonía; también ayuda a los ingenieros a tomar decisiones sobre qué fuentes de diafonía conviene solucionar en el diseño para obtener el máximo beneficio.

La aplicación permite a los ingenieros tomar decisiones rápidas sobre dónde concentrar sus esfuerzos (tiempo y costes) para mejorar la señal, ahorrando así semanas de tiempo y esfuerzo de depuración de la diafonía. No se necesitan ni modelos ni datos de simulación. Basta con una sencilla conexión de sonda al punto de la señal y una interfaz fácil de utilizar. Funciona con hasta tres señales agresoras. La aplicación realiza el análisis, informa de la cantidad de diafonía para cada agresora y devuelve una forma de onda con la diafonía eliminada para realizar análisis adicionales, por ejemplo, pruebas de diagrama de ojo, descomposición del jitter, de-embedding y embedding, ecualización y máscaras. Asimismo, la forma de onda se puede guardar y utilizar en un entorno de simulación.

www.keysight.com



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