Measuring HF signals with no corruption.

Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable
a functional check circuit.  One of the obvious constraints is that
the signal "tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however
I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Charles.Grasso 5 years 2 months 6 days

10 answers


The best answer


You can select the best answer for current question!
Answered byCharles.Grasso 5 years 2 months 3 days
ée 6§ü?æÊ?«¶'.?ªí?ç%¡É(ºÚn¶+®??`(¦èj·m?
«ajÆÞzw^²('yÖ¥­æËð^²Ô^ªÝ°(Z®W¬¶¬²?¨??bjwx"ç«Èh²Ö«
?¦ºx?jب?Ïðÿ}7ÿ½:ÿ?:ï÷ÿßMÿÛNÿÛÞøþß÷Ó}´ão{ãûí{ÿr?ÿ?¨¥¶÷Ó}´ão{ãûí{ÿr?ÿýïÜ?
ªåzÏà­«,£÷???-j¿Ü¢oæj)m£÷!j¹^³ø+jË(ýç!¢ËZ¯÷(?ÿÞÛ÷!jÈ+jË(þ    
??_Ü¢oæj)m£÷!jÈ+jË(þ    ??_Ü¢oÅ®?ÿ
©Á¢ËZ?ù??[hýÖè²Ö§ÿ&¡¢Ü¢oÒz{ÿ¸k/Åyºîj¼µÛý´×­ÿÓcÌNÆ­«,£ð¡j¹^³û"þX¬·÷ëyéb²Ûÿ¢¸¹¸ÞrßÑ{ÿÒ#òÈI?Ìy«.®)à["?v¥³­?z¢ºî¦Ø¨?õ¨ºWZ?'^?Ø?jW(§*¶­rZ?·
 ¢?^?? ?
ú+Ê?¿¶?ºw-??Ú?È^rG"­Ë¢·ò'¶­q«iÉhrCË/­?k¥¶*ez?­¦ël?¬¬¢[ÞÊ?«¦º?éÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿº&ÿñ«jË(ü(Z®W¬ÿð¡j¹^³ñ«jË(ýç!¢ËZ¯÷(?ù??[hü(Z®W¬üjÚ²ÊÿyÈh²Ö«ýÊ&ÿôèÿû"þX¬·÷ëyéb²Ûÿ¢¸ÿ?¨¥¶ì?ùb²ßß­ç¥?Ëlþ?àÿÿì?ùb²ßß­ç¥?Ëlþ?àþf¢?Úÿ²/å?Ëÿ~·??+-³ú+?ÿÒz{ÿ¸k/Åyºîj¼µÛý´×­vÿ?O1+?ç-ÿô?ü²OójË«?xÈ
 
©lÂ+a??(®»©¶*'üw¥?Özw?vÚ.±æ¡?l¥çrZ?úè??«??az¶èj·m¡éÚnW?~éܶ*'jW!yÉ?·.?ßΝ궨nø¨ºÇ(?Ëkj)í²+-
?«m?ë"?v¥þÖ©þ+'¢Ú^®h­µçm¡ÈZ?­?ë"?v¥?v§Ë²üéÞ²?n¶*'Â?¥u·­¢ë¢?¦¦Ïð?'!?«Þj 
?8§¦ëÿ??½êÈq©ç¢Ûzkh~)ÝjÊ%ºØ¨?ØZ¶+jË^?? ?ÿÓ?ë"?v¥?ÂÕ
&Ú±çZÛazÊ^rƲ²Ø^ÛOüÒ¸¬zئzh§?ÎtÒ?+ºyâ?­ÛM
?ÌÊ)â¶&¥¶.?b²ØZ´?(ºWgyçZ¨§ý¼)®?nrÚjº.ÝF?áë-?+º ¬µºɨ+yïÓ?
«[z)à¶?jÇÿÂ?¥vÊ&z?Þmë(?)ÝjËh¦?§¶g?µªZ®ÛajÙ¢?p¢¹ÿë-Eè­Û?ªåzÁ«jË(
?©?&§qá'?)Þz±??-j°¨?k§?Æ­??ìÿ÷ÓûÓ¯ùã®ÿsýôßý´ãý½ïíÿ}7ÛN6÷¾ÿ¾×±·÷(?ù??[hÿ}7ÛN6÷¾ÿ¾×±·÷(?ÿæj)m£ýôßm8ÛÞøþû^ÆßÜ¢oæj)m£ýôßm8ÛÞøþû^ÆßÜ¢oÿýïÜ
?
ªåzÏà­«,£÷???-j¿Ü¢oæj)m£÷!j¹^³ø+jË(ýç!¢ËZ¯÷(?ÿæj)m£÷!j¹^³ø+jË(ýç!¢ËZ¯÷(?ù??[hýÈZ®W¬þ
Ú²ÊÿyÈh²Ö«ýÊ&ÿÿÞÛ÷!jÈ+jË(þ      ??_Ü¢oæj)m£÷!jÈ+jË(þ    ??_Ü¢oÿ?¨¥¶Ü?« 
­«,£ø&j)ÿr?ÿ?¨¥¶Ü?« 
­«,£ø&j)ÿr?ÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÿÓ¢éì¹»®&Þ~º&²/å?Ëÿ²/å?Ëÿ­ê®zËÿ~·??+-³ú+?ù??[hþÈÿ?+-þ·ª¹ë-ýúÞzX¬¶Ïè®ð?Øÿº{.nÇ+?·ÿ?{ay+?ç-~'¥v?í¡§f?x¬µêò¢êæzfÞ®Èb¥úè?¬n?
 
{ø(¶á¶Úÿÿü0Ã÷ëyéb²Ûÿ¢¸?Áæéj¿²/å?ËE¢¸^??ì?ùb²ßëz«?²ßß­ç¥?Ëlþ?àþf¢?Úÿ²/å?Ëÿ­ê®zËÿ~·??+-³ú+?ü"¶ázZÿ?{ay+?ç-~'¥t¸¬µú+ºh¬iDzÈ??æ­þm§ÿÿµç!þ
èº?ÿɨh£÷(?ø+¢ê²/å?ËK?ËZ­Èb½ë­ëâ{??æ­þm§ÿÿà ÿ~·??+-³ú+?ö«r¯zÏì?ùb²Ó¥wúk??í 
?§{¯öÓMÿ?+-j·!?÷¬j·¯?ìnW?·øm¶?ÿÿ 0þ«%þw­ÿú
Answered byCharles.Grasso 5 years 2 months 3 days
Hi Doug - Thanks for taking the time to reply (knowing your busy schedule!)
The signal I am attempting to probe is an LVDS differential clock that swings
+/- 300mV. The concept of the design is to monitor the bus so that (when
an error occurs) we can "trap" the signals. 
I did indeed (in simulation) experiment with a "probe" like design (using the 
theory
from the 1GHz passive probe you built actually ) and it works as expected with 
the 
voltage swings  are *much* smaller such that crossing the VinL is a challenge.

Doug - In my simulation I put a 900ohm series R and (to simulate the pwb 50ohms 
in parallel with a LVDS 50ohm termination) a 25ohm resistor to ground.
{Note I am simulating uncoupled lines at the moment].

Does this seem reasonable to you?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx

-----Original Message-----
From: Doug Smith [mailto:doug@xxxxxxxxxx] 
Sent: Friday, February 12, 2016 2:19 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx; Grasso, Charles
Subject: Re: [SI-LIST] Measuring HF signals with no corruption.

Hi Charles and the group,

Could you use a 1000 Ohm resistor to tap the signal and feed it to the input of 
a gate where you have biased the gate so a small variation (attenuated signal 
from resistor) will get "amplified" to a digital signal. I call this "digilog" 
design. You would be, in some sense, be building a ~20X scope probe. 

BTW, LVDS is very prone to corruption from ESD like noise. Balanced signals 
from solid state devices provide no protection for impulse immunity, just 
emissions help, small amplitude noise help, and small DC offset help. 

Doug

On Fri, 12 Feb 2016 20:45:29 +0000, "Grasso, Charles" 
 wrote:
Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable a 
functional check circuit. One of the obvious constraints is that the 
signal "tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) 
however I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The 
signal is LVDS based and the spec says the 20-80 rise time min is 
500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz. 
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a 
part that might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bytelegrapher9 5 years 2 months 5 days
A voltage op amp has an input capacitance of 3 pF which will load your 500
ps risetime signal with about 170 ohms. A less intrusive way to pick off
the signal is through a resistive divider of 451 ohm and 50 ohms. The
loading is then a rather light 500 ohms. If the 10:1 divider ratio is too
great for you functional check circuit it can be amplified.
A 10X amplifier can be built with the Linear Technology LTC6409 Op Amp. Its
GBP is 10 GHz. The Op Amp input resistors are the 50 ohm divider resistors
and so the Op Amp and 50 ohm resistors can be off the board and fed via two
50 ohm coaxial cables or 100 ohm twisted pair. LTSpice has this Op Amp and
I would simulate it. If you don't do LTSpice I will run it for you.

  Dave Cuthbert

On Fri, Feb 12, 2016 at 1:45 PM, Grasso, Charles <
Charles.Grasso@xxxxxxxxxxxx> wrote:

Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable
a functional check circuit.  One of the obvious constraints is that
the signal "tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however
I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part
that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bytelegrapher9 5 years 2 months 5 days
A voltage op amp has an input capacitance of 3 pF which will load your 500
ps risetime signal with about 170 ohms. A less intrusive way to pick off
the signal is through a resistive divider of 451 ohm and 50 ohms. The
loading is then a rather light 500 ohms. If the 10:1 divider ratio is too
great for you functional check circuit it can be amplified.
A 10X amplifier can be built with the Linear Technology LTC6409 Op Amp. Its
GBP is 10 GHz. The Op Amp input resistors are the 50 ohm divider resistors
and so the Op Amp and 50 ohm resistors can be off the board and fed via two
50 ohm coaxial cables or 100 ohm twisted pair. LTSpice has this Op Amp and
I would simulate it. If you don't do LTSpice I will run it for you.

   Dave Cuthbert


On Fri, Feb 12, 2016 at 1:45 PM, Grasso, Charles <
Charles.Grasso@xxxxxxxxxxxx> wrote:

Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable
a functional check circuit.  One of the obvious constraints is that
the signal "tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however
I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part
that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bytom 5 years 2 months 5 days
There are a lot of buffers that can be used for this kind of application.
Charles, you did not specify the format that you need after you picked off
the clock data.  I'll recommend a couple different parts.  The first has a
pair of PECL outputs, the ON Semi NB6L11.  It has a universal differential
input and can operate off either 2.5 or 3.3Vcc.  There is also an ON Semi
NB6L11S that has a pair of LVDS drivers outputs and operates at 2.5V.



Tom Dagostino
971-279-5325
tom@xxxxxxxxxxxxxxxxx

Teraspeed Labs
9999 SW Wilshire Street
Suite 102
Portland, OR 97225


-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On
Behalf Of Dave Cuthbert
Sent: Saturday, February 13, 2016 2:26 PM
To: Charles.Grasso@xxxxxxxxxxxx
Cc: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: Measuring HF signals with no corruption.

A voltage op amp has an input capacitance of 3 pF which will load your 500
ps risetime signal with about 170 ohms. A less intrusive way to pick off the
signal is through a resistive divider of 451 ohm and 50 ohms. The loading is
then a rather light 500 ohms. If the 10:1 divider ratio is too great for you
functional check circuit it can be amplified.
A 10X amplifier can be built with the Linear Technology LTC6409 Op Amp. Its
GBP is 10 GHz. The Op Amp input resistors are the 50 ohm divider resistors
and so the Op Amp and 50 ohm resistors can be off the board and fed via two
50 ohm coaxial cables or 100 ohm twisted pair. LTSpice has this Op Amp and I
would simulate it. If you don't do LTSpice I will run it for you.

   Dave Cuthbert


On Fri, Feb 12, 2016 at 1:45 PM, Grasso, Charles <
Charles.Grasso@xxxxxxxxxxxx> wrote:

Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable a 
functional check circuit.  One of the obvious constraints is that the 
signal "tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) 
however I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The 
signal is LVDS based and the spec says the 20-80 rise time min is 
500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a 
part that might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered byaustin 5 years 2 months 6 days
Hi Charles,

One option      I would recommend the ADCMP573 or ADCMP572 SiGe comparators
from Analog Devices. They have an 8GHz equivalent bandwidth. I use them to
probe things like DDR3/DDR4. They have internal 50 Ohm terminations, or you
can use them without them.

Austin

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On
Behalf Of Grasso, Charles
Sent: Friday, February 12, 2016 12:45 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Measuring HF signals with no corruption.

Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable a
functional check circuit.  One of the obvious constraints is that the signal
"tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however I
cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bydmarc-noreply 5 years 2 months 6 days
Would an identical copy of that clock be good enough for you / the functional 
check circuit? In that case a clock PLL with multiple outputs may solve your 
problem.
      From: "Grasso, Charles" 
 To: "si-list@xxxxxxxxxxxxx"  
 Sent: Friday, February 12, 2016 12:45 PM
 Subject: [SI-LIST] Measuring HF signals with no corruption.
   
Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable
a functional check circuit.  One of the obvious constraints is that
the signal "tap" is not permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however
I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bydavidjp 5 years 2 months 6 days
Charles,

ADA4817  has a very high input impedance (I think in parallel with 1-2pF) and 
works well up to 500MHz.

Alternatives are

AD8000
LTC6417
EL5166
LTC6409
LM301
CLC425
LMH6629
OPA687

All of them are trade-offs between impedance, noise and bandwidth.

David

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On 
Behalf Of Grasso, Charles
Sent: Friday, February 12, 2016 2:45 PM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Measuring HF signals with no corruption.

Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable a functional 
check circuit.  One of the obvious constraints is that the signal "tap" is not 
permitted to change the signal in any way.

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however I 
cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS based 
and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz.
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part that 
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bykrhoads 5 years 2 months 6 days
1) I like Doug Smith's approach, with appropriate amp even larger than
1k resistor could be used -- watch your input RC time constant

2) an alternative -- treat your LVDS line as a transmission line and use
an RF "tap" -- this is a quarter wavelength conductor parallel, nearby
-- which couples by the E&M field  -- although this is best suited to
narrow-band analog signals, it could work well for a clock line  -- the
dis-advantage - more complicated -- the advantage - you can separate
forward going and backward going signals and check both

The tap approach has been used by HAMs &c for decades -- there should be
plenty of design info freely available -- but the complication is
unnecessary unless you need to separate the signals propagating in the
two directions ...

Sincerely
Kevin G. Rhoads


On 2/12/2016 4:18 PM, Doug Smith wrote:
Hi Charles and the group,

Could you use a 1000 Ohm resistor to tap the signal and feed it to the 
input of a gate where you have biased the gate so a small variation 
(attenuated signal from resistor) will get "amplified" to a digital 
signal. I call this "digilog" design. You would be, in some sense, be 
building a ~20X scope probe. 

BTW, LVDS is very prone to corruption from ESD like noise. Balanced 
signals from solid state devices provide no protection for impulse 
immunity, just emissions help, small amplitude noise help, and small DC 
offset help. 

Doug

On Fri, 12 Feb 2016 20:45:29 +0000, "Grasso, Charles" 
 wrote:
Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable
a functional check circuit. One of the obvious constraints is that
the signal "tap" is not permitted to change the signal in any way. 

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however
I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz. 
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx


Answered bydoug 5 years 2 months 6 days
Hi Charles and the group,

Could you use a 1000 Ohm resistor to tap the signal and feed it to the 
input of a gate where you have biased the gate so a small variation 
(attenuated signal from resistor) will get "amplified" to a digital 
signal. I call this "digilog" design. You would be, in some sense, be 
building a ~20X scope probe. 

BTW, LVDS is very prone to corruption from ESD like noise. Balanced 
signals from solid state devices provide no protection for impulse 
immunity, just emissions help, small amplitude noise help, and small DC 
offset help. 

Doug

On Fri, 12 Feb 2016 20:45:29 +0000, "Grasso, Charles" 
 wrote:
Hello,
We need to use a high speed clock from our mother board to enable
a functional check circuit. One of the obvious constraints is that
the signal "tap" is not permitted to change the signal in any way. 

One solution would be to use opamps (which have a high z input) however
I cannot seem to find a solution that is fast enough. (The signal is LVDS
based and the spec says the 20-80 rise time min is 500ps running at 200MHz)

My initial thought is that I would need a gain/bw product of around 1GHz. 
Does this august body agree?

That being the case - would someone be so kind as to point me at a part that
might work?

Best Regards
Charles Grasso
Compliance Engineer
Echostar Communications
(w) 303-706-5467
(c) 303-204-2974
(t) 3032042974@xxxxxxxxx
(e) charles.grasso@xxxxxxxxxxxx
(e2) chasgrasso@xxxxxxxxx