Forum: Platinen Massung mit Pufferkondis


von Masse (Gast)


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Hallo allerseits,

ich bin etwas verwirrt... Ich habe eine Mikrocontrollerschaltung 
aufgebaut und das Layout fertig.
Nun habe ich eine komplett durchgängige GND-Fläche und eben ein paar 
Versorgungsbahnen gezogen.

An die VCC-Pins habe ich überall 100nF gehängt und die Dinger möglichst 
nahe an die Versorgungspins gesetzt, d.h. die Plus-Seite direkt auf die 
Versorgungsbahn und die Minus-Seite auf die GND-Fläche.

Nun meint mein Betreuer, dass ein Stützkondensator so nicht 
funktionieren würde, da er seiner Meinung nach direkt auf das 
Controller-GND-Potential bezogen sein sollte...
Nur, das Controller-GND ist ja aufgrund meiner komplett durchgängigen 
GND-Fläche doch genau das selbe...

...doof nur, dass mein Aufbau in einer Prototypenschaltung problemlos 
funktioniert...

von Falk B. (falk)


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@  Masse (Gast)

>An die VCC-Pins habe ich überall 100nF gehängt und die Dinger möglichst
>nahe an die Versorgungspins gesetzt, d.h. die Plus-Seite direkt auf die
>Versorgungsbahn und die Minus-Seite auf die GND-Fläche.

Bild? Beachte bitte die Bildforamte.

>Nun meint mein Betreuer, dass ein Stützkondensator so nicht
>funktionieren würde, da er seiner Meinung nach direkt auf das
>Controller-GND-Potential bezogen sein sollte...

Klingt nach weltfremden Theoretiker. Wenn gleich man mit der Platzierung 
schon etwas sorgsam sein sollte, so sind einfache Controllerschaltung 
bisweilen sehr robust und tolerant. Von "nicht funktionieren" ist man da 
Gott sei Dank oft weit entfernt, auch bei gruseligem Aufbau. Ob es 
optimal ist, ist eine andere Frage.

>Nur, das Controller-GND ist ja aufgrund meiner komplett durchgängigen
>GND-Fläche doch genau das selbe...

Im wesentlichen ja, wenn gleich man bei HF immer Probleme hat, zwei 
zueinander "weit" entfernte Punkte mit dem WIRKLICH gleichen Potential 
zu betrachten. Stichwort Induktivität und Laufzeit. Aber bei einem 
einfachen Controller und einer durchgängigen Massefläche kann man das 
vergessen, das passt schon.

>...doof nur, dass mein Aufbau in einer Prototypenschaltung problemlos
>funktioniert...

Theorie ist wenn nichts funktioniert und jeder weiß warum.
Praxis ist, wenn alles funktioniert und keiner weiß warum.
Theorie + Praxis ist, wenn nichts funktioniert und keiner weiß warum.

;-)
Falk

von Masse (Gast)


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...mein Betreuer ist eben der reine Praktiker und hat eine Uni noch 
niemals von innen gesehen. Sein letztes Layout ist auch bereits Jahre 
her und dort scheint er enorme Probleme mit der EMV gehabt zu haben, die 
erst durch konsequent getrennte Massen behoben werden konnten...

...das darf ich nun an meiner Schaltung ausbaden und kann quasi für 
jedes Bauteil ein eigenes Massepotential erzeugen... Von einer 
niederohmigen, d.h. möglichst oft zwischen GND+TOP durchkontaktierten 
Massefläche scheint er überhaupt nichts zu halten... und den HF Bereich 
erreiche ich mitnichten.

von Karl (Gast)


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Du solltest einen VCC/GND-Bus zeichnen und von dem die CPU versorgen, 
mit Stichleitungen und Stützkondensator. Für den Bus kannst du noch 
Kapazitäten "vorsehen". GND vom Quarz zwischen CPU-Versorgungspin und 
Stützkondensator, damit du dir keine Störungen auf die 
Versorgungsleitungen holst. Die Planes werden dann auch direkt an die 
Bus gehängt und dabei immer schön auf GND-Loops in der Plane achten.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Bild? Beachte bitte die Bildforamte.
Foramte?
Sind das abgesägte For-stbe-amte?
Und lesen die nur die Bild-Zeitung, oder sind die tatsächlich gebildet?
;-)
@ Masse
Falk meinte die Bildformate

Masse schrieb:
> ...mein Betreuer ist eben der reine Praktiker und hat eine Uni noch
> niemals von innen gesehen.
Ich kenne einige Uniker, die da auf ihrer Schule auch kein Layout 
gesehen haben...

> Sein letztes Layout ist auch bereits Jahre her...
Gerade in den letzten Jahren hat sich mit den Simulationsprogrammen eine 
recht solide Theorie zum Thema EMV ausgebildet. Schlag doch mal vor, 
einen aktuellen EMV-Layout-Kurs zu besuchen...

> dort scheint er enorme Probleme mit der EMV gehabt zu haben, die
> erst durch konsequent getrennte Massen behoben werden konnten...
Das ist allerdings ein Wink mit dem elektromagnetischen Zaunpfahl...

> Nun meint mein Betreuer, dass ein Stützkondensator so nicht
> funktionieren würde, da er seiner Meinung nach direkt auf das
> Controller-GND-Potential bezogen sein sollte...
Prinzipiell müssen ALLE gleich Versorgungspins eines Bausteins 
zueinander das selbe Potential haben. Da ist die Fläche schon der 
richtige Weg.

> Nur, das Controller-GND ist ja aufgrund meiner komplett durchgängigen
> GND-Fläche doch genau das selbe...
So ist das.
> ...doof nur, dass mein Aufbau in einer Prototypenschaltung problemlos
> funktioniert...
Was ist daran doof? Ist doch gut so. Gib das Layout in Auftrag.

von Harald Wilhelms (Gast)


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Falk Brunner schrieb:

> Bild? Beachte bitte die Bildforamte.

Diese Seite enthält momentan noch keinen Text. Du kannst diesen Titel 
auf den anderen Seiten suchen,  in den zugehörigen Logbüchern suchen 
oder diese Seite bearbeiten.

:-)
Gruss
Harald

von Harald Wilhelms (Gast)


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Masse schrieb:
> ...mein Betreuer ist eben der reine Praktiker und hat eine Uni noch
> niemals von innen gesehen. Sein letztes Layout ist auch bereits Jahre
> her und dort scheint er enorme Probleme mit der EMV gehabt zu haben, die
> erst durch konsequent getrennte Massen behoben werden konnten...
>
> ...das darf ich nun an meiner Schaltung ausbaden und kann quasi für
> jedes Bauteil ein eigenes Massepotential erzeugen... Von einer
> niederohmigen, d.h. möglichst oft zwischen GND+TOP durchkontaktierten
> Massefläche scheint er überhaupt nichts zu halten... und den HF Bereich
> erreiche ich mitnichten.

Wenn Du auf diesem Gebiet etwas Übung bekommst, schadet das 
normalerweise
nicht. Auch wenn Deine jetzige Schaltung so funktiniert, die nächste
arbeitet vielleicht mit etwas höheren Frequenzen. Im allgemeinen kennen
sich Praktiker in solchen Sachen besser aus, als Theoretiker direkt von
derr UNI. :-)
Gruss
Harald

von Masse (Gast)


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...nächstes Problem stellt die Anbindung von Stützkondensatoren dar...

Müssen Stützkondensatoren unbedingt erst die Versorgung erreichen und 
danach das Mikrocontrollerbeinchen, oder ist es ebenso zulässig, die 
Stützkondensatoren hinter dem Beinchen anzuordnen, lediglich möglichst 
kurze Wege einzuhalten?

von Falk B. (falk)


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@  Masse (Gast)

>...nächstes Problem stellt die Anbindung von Stützkondensatoren dar...

Wirklich? Willst du ein Spaceshuttle aus Bambus bauen?
So stellst du es nämlich dar.

>Müssen Stützkondensatoren unbedingt erst die Versorgung erreichen und
>danach das Mikrocontrollerbeinchen,

Nicht zwingend.

> oder ist es ebenso zulässig, die
>Stützkondensatoren hinter dem Beinchen anzuordnen, lediglich möglichst
>kurze Wege einzuhalten?

Das reicht in den meisten Fällen vollkommen aus.

MFG
Falk

von Masse (Gast)


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Dankeschön!

das ist nämlich auch meine Herangehensweise an das Problem. Mein 
Betreuer redet dagegen, dass der Stützkondi überhaupt absolut garkeine 
Wirkung hätte, wenn er quasi hinter dem Bauteilpin angeordnet wäre...

Im übrigen ist das mMn sowieso lediglich ein Zählpfeilproblem...

von Hans (Gast)


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Layout? Hier ist kein Layout! Solange du kein Layout zur Beurteilung 
einreichst - hat dein Betreuer recht ;)

von Falk B. (falk)


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@  Masse (Gast)

>Betreuer redet dagegen, dass der Stützkondi überhaupt absolut garkeine
>Wirkung hätte, wenn er quasi hinter dem Bauteilpin angeordnet wäre...

Kalter Kaffee^3. Wir haben scheinbar wirklich Fachkräftemangel . . .

>Im übrigen ist das mMn sowieso lediglich ein Zählpfeilproblem...

Nicht ganz. Aber das ist eine lange Geschichte.

MfG
Falk

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Masse schrieb:
> der Stützkondi überhaupt absolut garkeine Wirkung hätte, wenn er quasi
> hinter dem Bauteilpin angeordnet wäre...
Das ist eine extrem kontrastverstärkte Ansicht der "reinsten Lehre".
NATÜRLICH hat der Kondensator IMMER irgendeine Wirkung. Diese Wirkung 
wird umso besser, je näher er am zugehörigen Versorgungspärchen 
(Vcc+GND) sitzt. Und irgendwann ist die Wirkung ausreichend, das 
EMV-Verhalten brauchbar, die Funktion der Schaltung stabil, und 
damit jede weitere Verbesserung schlicht unnötig.

von Masse (Gast)


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...also wenn ich der "reinsten Lehre" vertraue, dann wäre es aber schon 
richtig, möglichst alle Kondensatoren vor den Pins anzuordnen, auch wenn 
das in der Praxis garkeinen Unterschied macht?

Oder käme es der "reinsten Lehre" am nächsten, wenn entweder alle 
Kondensatoren vor oder alle Kondensatoren hinter den Bauteilpads 
angeordnet wären (Stichwort Verbraucherzählpfeilsystem)?

von Falk B. (falk)


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@  Masse (Gast)

>...also wenn ich der "reinsten Lehre" vertraue, dann wäre es aber schon
>richtig, möglichst alle Kondensatoren vor den Pins anzuordnen,

Was heist denn VOR den Pins? Poste ein Bild!

>auch wenn das in der Praxis garkeinen Unterschied macht?

Wenn es keinen Unterschied macht, ist es auch nicht "richtiger" sondern 
schlicht Fetisch.

>Oder käme es der "reinsten Lehre" am nächsten, wenn entweder alle
>Kondensatoren vor oder alle Kondensatoren hinter den Bauteilpads
>angeordnet wären (Stichwort Verbraucherzählpfeilsystem)?

???
Hat damit nichts zu tun. Und vergiss solche Extreme wie "reinste Lehre". 
Das ist was für pedantische Menschen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Pedanterie

MfG
Falk

von Masse (Gast)


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VOR dem Pin meint:

+5V --- 100nF gegen GND --- VCC-PIN


NACH dem Pin meint:

+5V --- VCC-PIN --- 100nF gegen GND


der geometrische Abstand in beiden Varianten jeweils identisch ist.

von Kurt (Gast)


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Mit dem Kondensator versuchst man kurze Stromspitzen zu kompensieren 
bzw. lokal zu halten und nicht auf dem ganzen Layout zu verteilen, da 
ist es theoretisch egal wo er sitzt. Praktisch setzt man ihn vor die 
Pins, da der Kondensator dann auch Störungen die ausgestrahlt werden 
besser kompensieren kann, z.B. die CPU-Clock etc..

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Das ist was für pedantische Menschen.
Also, Falk, bitte... ;-)

Ich habe beim Bund seinerzeit auch gelernt, Hemden mit dem Lineal 
zusammenzulegen. Der Hintergrund dieser Übung war aber einfach, 
ÜBERHAUPT zu lernen, Hemden zusammenzulegen.

Ich habe auch gelernt, Kabel nach Maßzeichnung schön abzuisolieren, 
Aderendhülsen aufzubringen und Bäume zu binden. Nur damit ich später 
PRINZIPIELL Aderhülsen verwende und die Kabel schön verlege.

Und ich habe gelernt, Pufferkondensatoren richtig anzuschließen, nur 
damit ich später NICHT VERGESSE, wofür die eigentlich da sind.

>  Und vergiss solche Extreme wie "reinste Lehre".
Nein. Vergiss besser was anderes.

von Falk B. (falk)


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@  Lothar Miller (lkmiller) Benutzerseite

>Ich habe beim Bund seinerzeit auch gelernt, Hemden mit dem Lineal
>zusammenzulegen. Der Hintergrund dieser Übung war aber einfach,
>ÜBERHAUPT zu lernen, Hemden zusammenzulegen.

Bund und Lernen passt nicht zusammen. Dort ist nur Drill oder Blödsinn 
oder Dienst nach Vorschrift angesagt, KEINESFALLS sinnvolles Verstehen.

>Ich habe auch gelernt, Kabel nach Maßzeichnung schön abzuisolieren,
>Aderendhülsen aufzubringen und Bäume zu binden. Nur damit ich später
>PRINZIPIELL Aderhülsen verwende und die Kabel schön verlege.

Naja.

>Und ich habe gelernt, Pufferkondensatoren richtig anzuschließen, nur
>damit ich später NICHT VERGESSE, wofür die eigentlich da sind.

Ist deine Lerneffizienz SO schlecht?

>>  Und vergiss solche Extreme wie "reinste Lehre".
>Nein. Vergiss besser was anderes.

Ansichtssache. Hier wird ein Brimborium und Exzess zelebriert, ohne auch 
nur ansatzweise die GRÖßENORDUNG der Probleme zu betrachten. Allein die 
Superlative "dass der Stützkondi überhaupt absolut garkeine
Wirkung hätte" sind vollkommener Blödsinn. Ein AVR ist bezüglich der 
Entkopplungskondensatoren schon ne Ecke harmloser als ein Pentium 
QuadCore. Und diese hirnlose Verallgemeinerung und Übertreibung geht mir 
auf den Keks!

MfG
Falk

P S Erinnert mich an eine Sache in einer Ex-Firma. Dort waren Zeichungen 
von russischen Konstrukteuren mit bis zu 1/1000mm Genauigkeit angegeben. 
Konnte/wollte hier in Deutschland keiner fertigen. Am Ende kam raus, 
dass die Russen generell 1/1000 hinschreiben, um real wenigestens 1/100 
oder weniger zu bekommen . . .

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Am Ende kam raus, dass die Russen generell 1/1000 hinschreiben,
> um real wenigestens 1/100 oder weniger zu bekommen . . .
Na, das nenn ich mal Realismus... ;-)
Der Architekt zeichnet in Millimetern, der Betonwerker rundet auf 
Zentimeter, und der Maurer ist froh, wenn er auf dem Grundstück bleibt.

> Allein die Superlative "dass der Stützkondi überhaupt absolut garkeine
> Wirkung hätte" sind vollkommener Blödsinn.
Wie ich schon im Beitrag "Re: Massung mit Pufferkondis" 
sagte.
Da stoßen wir offenbar lautstark ins selbe Horn.

>>Und ich habe gelernt, Pufferkondensatoren richtig anzuschließen, nur
>>damit ich später NICHT VERGESSE, wofür die eigentlich da sind.
> Ist deine Lerneffizienz SO schlecht?
Nein, der Weg dahin war hart, weil es mir niemand gesagt hat. Es steht 
jedem frei, meine (oder auch deine) Ratschläge ungefiltert anzunehmen. 
Oder einfach mal darüber nachzudenken und/oder die Hintergründe zu 
erfragen.

von Mine Fields (Gast)


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Masse schrieb:
> VOR dem Pin meint:
>
> +5V --- 100nF gegen GND --- VCC-PIN
>
>
> NACH dem Pin meint:
>
> +5V --- VCC-PIN --- 100nF gegen GND
>
>
> der geometrische Abstand in beiden Varianten jeweils identisch ist.

In vielen Fällen wird oberes wohl besser sein, da die Induktivität VCC-C 
geringer ist, der Kondensator also "schneller" nachlädt. Allerdings muss 
man natürlich auch den Rückweg mit betrachten, also die Leitung, die du 
über deine Masse aufspannst. Da spielt dann auch deine Ursprungsfrage 
eine Rolle:

Masse schrieb:
> An die VCC-Pins habe ich überall 100nF gehängt und die Dinger möglichst
> nahe an die Versorgungspins gesetzt, d.h. die Plus-Seite direkt auf die
> Versorgungsbahn und die Minus-Seite auf die GND-Fläche.

Bei einer durchgehenden Massefläche (an der auch alle Massepins 
verbunden sind) kontaktiert man natürlich daran und zieht nicht noch 
eine eigene Leitung zum Massepin. Denn an den Stellen, an denen man die 
Leitung legt, sollte ja eben die Massefläche liegen. Und die hat einen 
höheren Querschnitt (also geringere Induktivität).

Wie aber schon gesagt wurde - bei einem Atmega muss man da absolut 
nichts befürchten. Interessant werden solche Techniken dann bei 
empfindlichen Analogschaltungen (24-Bit-AD-Wandler) oder FPGA und 
ähnlicher High-Speed-Logik.

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