TTL -> (N)ECL Pegelkonvertierung

O

O. Dahlmann

Guest
Ich stehe gerade vor dem Problem, für einen gebrauchten, jedoch gar
nicht mal schlechten Logic-Analyzer Probes selber bauen zu müssen.

Der Logic-Analyzer, ein GOULD K450, arbeitet leider eingangsseitig mit
ECL-Pegel, er scheint differentielle ECL-Eingänge zu haben (gerade
experimentell ermittelt). Ich würde allerdings lieber TTL/CMOS-Pegel
messen können, daher benötige ich eine preiswerte Möglichkeit, aus TTL
ECL-Pegel zu machen.

Ich würde dabei gern auf Spezial-IC's, wie 100H600 o.ä. verzichten, da
diese m.E. entweder sehr teuer oder nicht mehr zu bekommen sind.

Der hier beschriebene Fall muss doch auch irgendwie mit HF-Transistoren
in vernünftiger Geschwindigkeit (Samplerate 100MHz - 200MHz) lösbar sein.

Hat jemand eine Idee? Bin für alles dankbar.
 
"O. Dahlmann" <ollinux@gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:bmbvg1$ksi9s$1@ID-159534.news.uni-berlin.de...
Ich stehe gerade vor dem Problem, für einen gebrauchten, jedoch gar
nicht mal schlechten Logic-Analyzer Probes selber bauen zu müssen.

Der Logic-Analyzer, ein GOULD K450, arbeitet leider eingangsseitig
mit
ECL-Pegel, er scheint differentielle ECL-Eingänge zu haben (gerade
experimentell ermittelt). Ich würde allerdings lieber TTL/CMOS-Pegel
messen können, daher benötige ich eine preiswerte Möglichkeit, aus
TTL
ECL-Pegel zu machen.

Ich würde dabei gern auf Spezial-IC's, wie 100H600 o.ä. verzichten,
da
diese m.E. entweder sehr teuer oder nicht mehr zu bekommen sind.

Der hier beschriebene Fall muss doch auch irgendwie mit
HF-Transistoren
in vernünftiger Geschwindigkeit (Samplerate 100MHz - 200MHz) lösbar
sein.

Hat jemand eine Idee? Bin für alles dankbar.
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Hallo!

Ideen dazu schon, aber sie werden dir nicht gefallen!

Probes für Logic-Analyzer sind genauso speziell wie gute
Oszilloskop-Probes. Weitgehend haben sie auch ähnliche Kriterien zu
erfüllen.

Wesentliche Grundlagen:
- man kann nicht einfach "irgendwelche" Probes an den Eingang eines
Analyzers hängen, da die Durhlaufzeiten der Probes integraler
Bestandteil der Gerätespezifikationen sind. Zumindest bei synchroner
Aufzeichnung kann eine unrichtige Durchlaufzeit der Probe das Gerät
völlig unbrauchbar machen, wenn die Setup- und Holdzeiten damit
verschoben werden. Wenn man die Durchlaufszeit der Original-Probes
nicht kennt, dann muss man "tief" im Analyzer direkt an den Speichern
exakt bestimmen, welches Signaltiming dort ankommt. Daraus kann man
dann die Durchlaufzeiten für Daten- und Clock-Kanäle bestimmen.
Qualifier müssten innerhalb der Clock-Aufbereitung des Gerätes
ausgemessen werden. Alle Kanäle aller verwendeten Probes müssen in
Bezug auf Durchlaufzeit abgeglichen sein.

- die Ankopplung an den Analyzer kann pegelmässig nicht geändert
werden. Die von dir beschriebene Ankopplung mit komplementärer
ECL-Übertragung dient nicht dem Messen von ECL-Pegeln sondern der
störungssicheren Übertragung zwischen Probe und Analyzer. Auch Probes
für TTL-Pegel hätten bei diesem Gerät ECL-Schnittstelle. Die Verwendung
von komplementären ECL-Treibern ist somit nicht zu umgehen. Oft sind
die Probe-Thresholds aber sowieso über den Analyzer programmierbar, es
gibt also keine "TTL" oder "ECL" - Probes. (könnte man aber bauen! -
Hätten aber immer die ECL-Schnittstelle)

- auf der Eingangsseite der Probes herrschen bei den von dir
gewünschten Geschwindigkeiten sehr ähnliche Verhältnisse wie bei
Scope-Probes. Wichtig sind Eingangswiderstand, Eingangs-Kapazität und
die Grösse der Ground-Loop. Höherer Eingangswiderstand wird in der
Regel durch eine ggf. kompensierte FET-Stufe mit nachgeschaltetem
Comparator (ggf. auch speziell beschaltete ECL-Leitungsempfänger)
realisiert. Niedrige Eingangskapazität erreicht man durch die Auswahl
entsprechender Bauteile und einem zweckentsprechenden Layout. Bliebe
die Groundloop, da kann man bei schnellen Scope-Probes abkupfern.
Konzeptionen mit diskreten HF-Bauteilen sind mir nicht bekannt, IMHO
auch eher unrealistisch, wenn man einigermassen vernünftige Schaltungen
erhalten will.

Die besten Erfolgssausichten hat man, wenn man das Timing der
Originalprobes kennt. Wenn nicht muss man die Laufzeitenrelationen
zwischen den verschiedenen Signalen wie oben beschrieben feststellen.

Dann würde ich versuchen, ein FET-Komparatorkonzept mit komplementären
ECL-Ausgängen umzusetzen. Realisierbar ist es jedenfalls!

Gruss und viel Erfolg!

Rolf

-
 
O. Dahlmann <ollinux@gmx.net> wrote:

Der hier beschriebene Fall muss doch auch irgendwie mit HF-Transistoren
in vernünftiger Geschwindigkeit (Samplerate 100MHz - 200MHz) lösbar sein.
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Ich hatte vor einem Jahr genau dasselbe Problem und habe es mit
Transis geloest. Such mal in dieser Newsgroup nach 7D01, ich meine ich
hab das irgendwo beschrieben.
Allerdings nur bis 100MHz, ob es auch mit mehr geht kann ich nicht
sagen da meiner nicht mehr kann.

Olaf


--
D.i.e.s.S. (K.)
 
"O. Dahlmann" <ollinux@gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:bmbvg1$ksi9s$1@ID-159534.news.uni-berlin.de...
Ich stehe gerade vor dem Problem, für einen gebrauchten, jedoch gar
nicht mal schlechten Logic-Analyzer Probes selber bauen zu müssen.

Der Logic-Analyzer, ein GOULD K450, arbeitet leider eingangsseitig mit
ECL-Pegel, er scheint differentielle ECL-Eingänge zu haben (gerade
experimentell ermittelt). Ich würde allerdings lieber TTL/CMOS-Pegel
messen können, daher benötige ich eine preiswerte Möglichkeit, aus TTL
ECL-Pegel zu machen.
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Hallo Oskar?,
da stellt sich doch gleich die Frage welche ECL-Pegel.
Früher gab es da zwei Fraktionen. Die einen hatten ihre Schaltungen
mit +2V und -3.2V versorgt und die anderen mit 0V und -5.2V.
Je nachdem unterscheiden sich die Eingangspegel. Die 1/0 ECL-Pegel
sind immer ungefähr 1V/2V unter der positiven Versorgung.

Welche Pegel genau verarbeitet dein Logic-Analyzer? Ohne dieses Wissen ist
jeder Schaltungsvorschlag sinnlos!

Später kam dann noch PECL mit +5V und 0V als Versorgung dazu. Und
damit nicht genug, gibt es das Ganze inzwischen auch noch mit 3.3V.

Gruß
Helmut
 
"Olaf Kaluza" <olaf@criseis.ruhr.de> schrieb im Newsbeitrag
news:HMnnFE.9ML@criseis.ruhr.de...
O. Dahlmann <ollinux@gmx.net> wrote:

Der hier beschriebene Fall muss doch auch irgendwie mit HF-Transistoren
in vernünftiger Geschwindigkeit (Samplerate 100MHz - 200MHz) lösbar
sein.

Ich hatte vor einem Jahr genau dasselbe Problem und habe es mit
Transis geloest. Such mal in dieser Newsgroup nach 7D01, ich meine ich
hab das irgendwo beschrieben.
Allerdings nur bis 100MHz, ob es auch mit mehr geht kann ich nicht
sagen da meiner nicht mehr kann.
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Hallo Olaf,
hier unten angehängt mein Posting from 13.11.2000 in de.sci.electronics.
Subject: Re:Schneller Transistor
Mehr von damals habe ich nicht in meinem Archiv.

Gruß
Helmut


"Olaf Kaluza" <olaf@criseis.ruhr.de> schrieb im Newsbeitrag
news:G3voFC.3op@criseis.ruhr.de...
Helmut Sennewald <HelmutSennewald@t-online.de> wrote:

ich habe grad bei Tektronix nachgeschaut was ein 7D01 ist.
Das muß ja ein ziemlich altes Teils sein.

Ja, alt aber gut. Wie guter Singlemalt halt. :)

Mußt du da einen Ersatz nachbauen?

Nun ja die orginal Probes sind teuerer wie der Analyzer selber. Und
das nicht ohne Grund. Sie schaffen naemlich die gewuenschte
Pegelwandlung, haben einen Differenzausgang, erlauben es ihre
Schaltschwelle einzustellen (fuer CMOS, brauche ich aber nicht) und
haben noch eine Eingangsimpedanz von 1Mohm. :-o


DUT--74HCBuf--------Leitung---------TermR-74HCBuf--TTL>ECL--MC10216


Wie lang ist die Leitung? Ist das eine Koax-Leitung(xxOhm)?

Nun das ist halt die Leitung vom Analyzer zum jeweiligen
Messaufbau. Ich dacht da so an 1m und wollte Flachbandkabel nehmen und
da jede zweite Leitung auf MAsse. So wie bei SCSI.

Das wäre die Ideallösung:
-------------------------

DUT----74AC..---10H124-----ROhm-Leitung----TermR-MC10216

Ich fuerchte das du das sagen wuerdest. :) Notfalls muesste man es so
machen. Dann waere es aber sinnvoll auch den Originalstecker am 7D01
zu verwenden den Tektronix dafuer vorgesehen hat. ($$$ seufz)
Ausserdem liefert der keine +5V fuer den 74AC. Koennte man sich
vielleicht aus der Testschaltung besorgen, aber irgendwie
unaesthetisch.
Ich wollte den Analyzer eigentlich nur fuer Microcontrollerschaltungen
verwenden und nicht unbedingt einen Athlon debugen. Von daher waere ich
dann wohl ehder dazu bereit die obere Grenzfrequenz nach unten zu
korrigieren. Mit anderen Worten soviel wie moeglich mit einfachen
Mitteln sollte reichen.


Nochmals zur Erinnerung: Ich wüßte gern wo sich der MC10216 befindet.

Im 7D01, das ist sozusagen das erste was im Analyzer kommt, die
Schnittstelle zur Aussenwelt.

Der Wandler heißt MC10H124P (Quad TTL/ECL Translator). Tipp mal
unter "search* auf dieser Website http://www.future-active.com
10H124 ein. Das ist Future Electronics
http://www.futureelectronics.com/.
Es gibt diesen Distributor auch in Deutschland. Kostet um die 5$.
Falls du einen guten Link suchst für Halbleiter: www.aufzu.de .

Also so >10DM pro Stueck und ich brauche sechs davon. Dann doch
lieber die Transistorloesung.


+5V
|
R 470
|
E
HC-TTL---------B
C
|
+--------+------->ECL
| |
R 330 R 220
| |
| --- GND
-5.2V

Je höher f-T des Transistors um so höher die erreichbare Bandbreite.
Habe da BFT93 in Erinnerung, ist aber schon lange her. Es gibt auch
jede Menge BFxxx Typen.

Werde ich mal testen, sieht nach eine guten Idee aus. :)

Olaf



--
D.i.e.s.S. (K.)
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++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Hallo Olaf,
ich habe nochmal über die verschiedenen Lösungen nachgedacht.
In dieser Mail haßt du jetzt so ziemlich alle preiswerten
Möglichkeiten.
Natürlich gebe es da noch die Möglichkeit mit LVDS-
Pegelwandlern(low voltage differential) und differentieller
Übertragung. Am Ende der Leitung müßte dann wieder ein
Differenz- nach ECL-Wandler sein. Wenn man dafür integrierte
Bausteine verwenden würde wäre das sicher eine Superlösung.
Aber bleiben wir erst mal bei den einfacheren
Schaltungen.
Vielleicht schreibst du mir mal welche Lösung du letztendlich
gewählt hast.

Gruß
Helmut



1. KABEL
--------
Du willst Flachbandkabel: Ich würde es mal mit untenstehender
Konfiguration probieren. Für ein Flachbandkabel rechnet man
mit 100 Ohm Wellenwiderstand.

Idee: 2 Leitungen a' 100Ohm parallel schalten
Erfordert 6 Leitungen pro Signal

50 Ohm Wellenwiderstand mit Flachbandkabel ohne Schirm
-------------------------------------------------------

+----o----------------------------o----+
| |
S1 -----+-o----------------------------o-+------ S1
| | | |
+----o----------------------------o----+
| | | | 100nF
----+---+----o----------------------------o----+----+-----||---+
GND | | | | | | GND |
--- | +-o----------------------------o-+ | --- o
| | -2V
+----o----------------------------o----+
| |


insgesamt 18 mal


| |
+----o----------------------------o----+
| |
Sx -----+-o----------------------------o-+------ Sx
| | | |
+----o----------------------------o----+
| | | | 100nF
----+---+----o----------------------------o----+----+-----||---+
GND | | | | | | GND |
--- | +-o----------------------------o-+ | --- o
| | -2V
+----o----------------------------o----+
| |


50 Ohm Impedanz Testschaltung:

el. Länge > Anstiegszeit(1m bei 5ns)

--- ---
330 | Z = ? |
____ o-------------------o
ACT ----____-----+-------o---o-------------------o---o--> Oszi
| o-------------------o |
| | | | | | 50
4*47 par. | | 12 | | | | =100||100
| | | |
--- --- --- ---
4*47Ohm parallel wegen Induktivität

Wellenwiderstand stimmt wenn Signal ohne Überschwingen oder "Treppe"
einschwingt.

Z > 50 Ohm Z = 50 Ohm !!! Z < 50 Ohm
___
____ _____ / \___
___/ / /
___/ ___/ ___/




2. PEGELWANDLER


Integrierter Pegelwandler:
--------------------------
50 Ohm Leitung Logik An.
ACT----MC10H124P----o--o--------------------o--o 50 Ohm nach -2V
siehe oben



Diskreter Pegelwandler für 50Ohm nach -2V :
-------------------------------------------

50 Ohm Leitung Logik An.
ACT----Diskret------o--o--------------------o--o 50 Ohm nach -2V
siehe oben



Hinweis: 8*470 Ohm gibts praktisch in einem 16pin DIP
Der Transistor und die 220Ohm lassen sich Huckepack befestigen.
Die +5V müssen auch bei jedem zweiten Transistor mit 100nF
gestützt werden.
ACT-Treiber muß circa 5mA liefern im High-Zustand.

470
____
+5V----____----+
|
470 | 220
____ | ____
ACT-----____----+----____---+
| BFxxx
|
| +---
| | | GND
| |/ ---
+----|
| |\>----o--------------o S1
| |
| |
| | | |
| | 470 | | 470
| | |
| | 100nF
-5.2V o--+-----------+------||---+---o
|
---
 
Helmut Sennewald <HelmutSennewald_remove_@t-online.de> wrote:


Vielleicht schreibst du mir mal welche Lösung du letztendlich
gewählt hast.
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Eingangsignal einmal durch 74HC4049 und parallel dazu 74HC4050 und
dann den Transistor als Pegelwandler.


Idee: 2 Leitungen a' 100Ohm parallel schalten
Erfordert 6 Leitungen pro Signal
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War mir zuviel Aufwand. Im vertrauen darauf das die differienzielle
Uebertragung das schon richten wird habe ich einfach nur jeweils eine
Leitung genommen. Leitungslaenge ist bei mir 1m. Ausserdem hast du dir
schonmal ueberlegt das eine Probe 8Eingaenge + Strobe hat?

Funktioniert bisher sehr gut. Dabei habe ich alles auf Lochraster
gefaedelt. Wollte es bei Gelegenheit mal als PCB in SMD machen, aber
man kommt halt nie dazu. Seufz.

Die +5V müssen auch bei jedem zweiten Transistor mit 100nF
gestützt werden.
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Stimmt. Reichlich C kann nicht schaden. :)

| BFxxx
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So ein Luxus..bei mir tut BC547C.

Olaf



--
D.i.e.s.S. (K.)
 
Vielen Dank für die vielen Tipps.

Eingangsignal einmal durch 74HC4049 und parallel dazu 74HC4050 und
dann den Transistor als Pegelwandler.
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Aber ein HC4049 ist wohl doch ein wenig zu langsam für diese Anwendung,
mit 400 - 1000ns Rise/Fall-Dauer komme ich damit ja wohl nicht wirklich
an 100MHz ran...

Dann vielleicht doch eher ein 74HCU04, der kommt mit einem Propagation
Delay Wert von unter 10ns doch schon eher in die gewünschte Richtung.

Oder wie wäre es mit einem 74F86, wobei das ganze so verschaltet wäre:

+5o--- EX
- OR -- Transistorstufe -> ECL-Diff-In
|
o--------o
|
- EX
|--- OR -- Transistorstufe -> /ECL-Diff-In

So müsste die Verzögerungszeit für den invertierten und den
nichtinvertierten ECL-Eingang ja ungefähr gleich sein. Ein BC547C ist
mit einer Grenzfrequenz von 300MHz angegeben, sollte ja für meine
Anwendung reichen. Ich werd's mal so ausprobieren.
 
Aber ein HC4049 ist wohl doch ein wenig zu langsam für diese Anwendung,
mit 400 - 1000ns Rise/Fall-Dauer komme ich damit ja wohl nicht wirklich
an 100MHz ran...
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Au weia. Hab gerade gelesen, daß das die Maximalwerte in
http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/74HC4049_CNV_2.pdf
sind. Die typischen Verzögerungswerte sind mit 6ns angegeben, also doch
brauchbar.
 
Oliver Dahlmann wrote:
Aber ein HC4049 ist wohl doch ein wenig zu langsam für diese Anwendung,
mit 400 - 1000ns Rise/Fall-Dauer komme ich damit ja wohl nicht wirklich
an 100MHz ran...

Au weia. Hab gerade gelesen, daß das die Maximalwerte in
http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/74HC4049_CNV_2.pdf
sind. Die typischen Verzögerungswerte sind mit 6ns angegeben, also doch
brauchbar.
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Und auf solche Versprechen verlaßt ihr euch? Soll die Schaltung
zuverlässig funktionieren?

Gruß Lars
 
"O. Dahlmann" schrieb:
Ich würde dabei gern auf Spezial-IC's, wie 100H600 o.ä. verzichten, da
diese m.E. entweder sehr teuer oder nicht mehr zu bekommen sind.

Der hier beschriebene Fall muss doch auch irgendwie mit HF-Transistoren
in vernünftiger Geschwindigkeit (Samplerate 100MHz - 200MHz) lösbar sein.

Bei Onsemi (früher Motorola) gibt es das ECL Zeug, zB den MC100ELT24
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(oder den MC100ELT22, wenn du ECL mit positiver Versorgung hast, da sind
dann auch 2 Umsetzer drin). Nicht ganz billig (so ca. 7-8EUR pro IC),
aber wahrscheinlich die sicherste Lösung. Farnell zB hat die ECL ICs,
Spoerle auch, Conrad wahrscheinlich nicht :)

Martin
 
Lars Mueller <lm@despammed.com> wrote:

Und auf solche Versprechen verlaßt ihr euch? Soll die Schaltung
zuverlässig funktionieren?
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Also mir reichts, ich habe mal zu Testzwecken einen Zaehler mit 80Mhz
getaktet und mir die Ausgaenge angeschaut, Was ich da gesehen habe sah
gut aus.
Ausserdem brauche ich das Dingen nur fuer Microcontroller und da bin
ich weit im gruenen Bereich.


Olaf

--
D.i.e.s.S. (K.)
 
"Olaf Kaluza" <olaf@criseis.ruhr.de> schrieb im Newsbeitrag
news:HMnuIG.EEC@criseis.ruhr.de...
So ein Luxus..bei mir tut BC547C.
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Leute, Leute, der OP redete von 200 MHz Takt!

Gruss

Rolf
 
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