Problème régulateur LDO pour plan de référence LVPECL/CML

[ATdevice]

Bonjour,

J'ai réalisé un montage RF avec des composants LVPECL et CML (comparateur, splitter ECL, flip-flop...). Les composants sont alimentés entre VCC (2,5V) et GND.

Normalement, les lignes différentielles sont terminées par un "Y" formé par 3 résistances 50 Ohm vers la masse, le point milieu du "Y" étant porté à VCC-2V. Certains composants intègrent déjà 2 résistances, accessibles par une patte "VTT" très pratique!

Mon PCB est conçu en 6 couches, et pour économiser de la place (très utile pour tracer des pistes RF différentielles) j'ai dédié un des plans d'alimentation à cette fameuse référence VTT (VCC-2V, soit dans mon cas 0,5V), mais il semblerait que le régulateur choisi (LP38511-ADJ) ne parvienne pas à maintenir cette tension : je mesure environ 1,8V au lieu de 0,5V.

En testant à vide, j'ai bien 0,5V en sortie du régulateur, donc je suppose qu'il y a un conflit soit avec le courant demandé (plusieurs terminaisons 50 Ohm vues en parallèle), soit par rapport à la configuration interne du régulateur (puits vs source de courant) et qu'il n’accepte pas de recevoir du courant depuis un potentiel plus élevé.

J'ai corrigé le problème de la façon la plus sale possible en remplaçant ce régulateur par une résistance de 10 Ohm le montage fonctionne parfaitement bien jusqu'à quelques GHz! , mais j'ai un autre système à concevoir sur la même base et j'aimerais corriger ce point là (je dois aussi remplacer le régulateur LDO 2,5V par un plus costaud, car ça chauffe!)

Merci d'avance!

LVPECL_PowerSupply.PNG LVPECL_Splitter.PNG
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[Vincent PETIT]

Bonjour,

Normalement, les lignes différentielles sont terminées par un "Y" formé par 3 résistances 50 Ohm vers la masse, le point milieu du "Y" étant porté à VCC-2V.

Je ne comprends pas 3 résistances vers la masse. Tu veux dire une terminaison en T ?

Tu peux nous montrer une de ces terminaisons en Y vers la masse ? Ou dans ce doc de Renesas https://www.google.com/url?sa=t&sour...IorAmbAfA9NlYR tu peux nous dire dans quel cas tu es ?

[ATdevice]

Bonjour,

Ce que j'appelle "Y" est effectivement la terminaison en "T Network" de la Figure 4 de la documentation Renesas. Mais dans mon application, je suis dans la configuration "Figure 2 : VTT = VCCO - 2V" pour toutes les paires différentielles. VCC = 2,5V (délivré par U2 : LP3962EMP-2.5 sur mon schéma) et VTT = 0,5V (sensé être délivré par le régulateur U3 : LP38511).

Si je ne me trompe pas, en tout j'ai 8 paires différentielles avec chacune une terminaison, soit externe avec des résistances CMS, soit interne au composant ECL qui suit (comme c'est le cas avec le NB6L11M de mon schéma)

[Antoane]

Bonjour,

Je ne suis pas spécialiste de ce genre de bus, mais si théoriquement le courant moyen sur le bus VTT devrait être nul, il suffit d'un petit déséquilibre pour que ce ne soit pas assuré. Pas de pb si les terminaisons absorbent un courant, mais, comme tu l'indiques, ce n'est plus le cas si le régulateur doit absorber du courant -- il n'en est pas capable.

Une solution consiste donc à remplacer le régulateur par un bidirectionnel, linéaire (c'est alors un composant spécifique, ou qui peut se faire en discrets) ou à découpage (n'importe quel buck à redressement synchrone convient).
La solution "quick and dirty", qui par principe me plait beaucoup moins pour un montage pro qu'à la maison, consiste à ajouter une résistance de saignée ("bleeding resistor") qui va tirer un courant sur le bus VTT et assurer que le régulateur délivre toujours un courant positif.

[A voir en vidéo sur Futura]

[jiherve]

bonjour,
je rejoins Antoane :les régulateurs pour terminaisons de bus doivent être capables de fournir ou d'absorber du courant avec un ballast c'est sans espoir, il ne peut que fournir du courant.
JR

[ATdevice]

Merci à vous pour vos réponses! Je pense que ça répond à ma question, et ça rejoint donc ce que je pensais avec la possibilité sink/source du régulateur.

Même si la solution d'un convertisseur à découpage ne me plaît pas trop pour du RF, je vais voir ce que j'arrive à faire sur un des protos qu'il me reste

Bonne journée et bon weekend!

[Vincent PETIT]

Bonjour,

Même si la solution d'un convertisseur à découpage ne me plaît pas trop pour du RF [...]

En prenant des précautions autour du buck c'est tout à fait possible.

- Il faudra filtrer fortement en amont (filtre LC en PI par exemple) pour lisser le courant entrant. Celui-ci a souvent une allure très moche, à cause du buck, et est à l'origine du rayonnement des câbles/pistes d'alimentation en entrée.

- Il faudra filtrer fortement en aval pour ne pas avoir la fréquence de découpage dans la tension d'alimentation.

- Il faut utiliser une self blindée.

- Un routage adequate.

Et faire attention à ceci pour la mise au point : L'alimentation à découpage présentant une résistance négative en entrée, elle fera sur-résonner le filtre LC en amont chose qui n'est pas souhaitable évidemment car source d'oscillation. Souvent on dampe le filtre pour garder sa pente d'atténuation tout en écrasant la résonnance qu'on voit sur un Bode à la fréquence de coupure. Les filtres en amont et en aval influenceront la stabilité du buck, il faudra donc s'assurer que sa marge de phase et de gain reste correct. Le cas échéant il faudra complexifier un peu plus le circuit de rétroaction qui permet l'ajustement de la tension de sortie.

[bobflux]

Je ne sais pas si des fabricants sortent des régulateurs pour puces ECL mais c'est pas les seules qui ont besoin d'un VTT, et il y a un gros client c'est la mémoire DDR.

Il existe des régulateurs push-pull précisément pour cette application.

Voilà un exemple mais y en a plein donc tu devrais trouver ton bonheur dans la catégorie en question

[ATdevice]

Merci pour vos réponses!

Je pense que le régulateur DDR sera bien utile : j'ai trouvé le TPS51206 qui accepte VCC jusqu'à 5V en entrée et qui peut descendre à VTT = 0,5V et qui est en stock en module d'évaluation.

Pour remplacer le régulateur LDO 2,5V qui chauffe beaucoup, je vais faire un essai avec le TLV62080 que j'ai également trouvé en stock en module d'évaluation.

Ce ne sera pas dans les conditions idéales car il y aura des câbles pour tester entre les cartes d'évaluation et mon proto, mais ça me permettra de valider les deux solutions, et peut être essayer quelques filtres en entrée et sortie du TLV62080 et voir si je retrouve le bruit sur mes alims.

[jiherve]

bonjour
si tu as la moindre longueur de fil entre ton régulateur de tension de terminaisons et icelles tu vas pleurer!
JR