Hallo Leute, bestimmt bin ich wieder am Erbsen zählen. Als ich gerade ein Platinenlayout erstellen wollte, bin ich auf verschiedene Designmöglichkeiten gekommen. Welche davon ist wohl die schlauste? LG Erbse.
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Ich würde Mitte links bevorzugen, wenn keine Massefläche vorhanden. Martin
>Ich würde Mitte links bevorzugen, wenn keine Massefläche vorhanden.
Die werden alle funktionieren.
Nimm 2x 22pF SMD, dann musst du 4 Löcher weniger bohren;)
Und interessant ist, was jetzt dann noch über die Masseleitung donnert. Mit ein wenig Glück im Layout werden dann darüber 3 kräftige Zugmagnete ohne Freilaufdioden geschaltet, oder ein paar Schütze, oder Motoren.... Dann ist der Takt garantiert versaut. Martin B. schrieb: > Ich würde Mitte links bevorzugen, Wobei ich mich frage: woher nimmt man 22pF Kondensatoren mit 5mm Raster? > wenn keine Massefläche vorhanden. Und ich würde die Massefläche ausschneiden, wenn eine vorhanden. Aber das steht ja schon im verlinkten Beitrag...
Lothar Miller schrieb: > Wobei ich mich frage: woher nimmt man 22pF Kondensatoren mit 5mm Raster? Aus der Militärtechnik: CK05BX220K http://www.digikey.com/product-detail/en/CK05BX220K/1001-2010-MIL/2397491?cur=USD Gruß Anja
Anja schrieb: >> Wobei ich mich frage: woher nimmt man 22pF Kondensatoren mit 5mm Raster? > Aus der Militärtechnik: CK05BX220K Der sieht aber auch aus, wie wenn ihm 2,5mm lieber wären... ;-) Und es wird langsam eng:
1 | Verfügbare Menge: Nicht mehr lieferbar, Produkt abgekündigt |
Oder man könnte gleich die axiale Varinate nehmen: http://www.tedss.com/2020025598
Der Quarz und die beiden Kondensatoren bilden einen Ring, in dem der größte Strom fließt. Der sollte die geringste Öffnung haben, damit die Abstrahlung/Einstrahlung per Magnetfeld dieser Masche ein Minimum ist. Andererseits sollte die Fläche der Leitung vom Oszillator-Eingang zum Quarz möglichst klein sein, denn die kann kapazitiv Störsignale einfangen Nur die Schaltung mitte rechts ragt da etwas heraus, wegen der langen Masseschleife. Aber bei keinem der Vorschläge hätte ich etwas zu meckern. Müssen es die großen MIL-Kondensatoren sein? Ansonsten wären SMD wesentlich besser.
> Müssen es die großen MIL-Kondensatoren sein? Ansonsten wären SMD > wesentlich besser. Im Prinzip nicht. Wenn ich aber SMD nehme, wüsste ich garnicht mehr, wie ich das machen sollte. Immerhin brauch ich ja ein größeren Kondensator (Bauform) um zwischen den Pins die Leiterbahn für den anderen Kondensator drunter zu ziehen. Bei SMD habe ich diese Möglichkeit ja garnicht mehr.
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Wobei diese Lösung vielleicht auch nicht schlecht wäre. Ich frage mich nur gerade, ob der untere C so nah am Quarz sitzen kann.
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Hey, ich weiß, dass ich mit dieser Fragerei nerve. Doch layoute ich gerade mein erstes Board und ich will da einfach keine Fehler machen :) Ich hoffe, ihr könnt mich da etwas verstehen :) In den angehängten Bild habe ich die Leiterbahnen, bei dennen ich Probleme sehe, rot markiert. Grundsätzlich ist es doch negativ, wenn ein Signal unter einem Quarz lang muss. Deswegen sind doch die Layouts, in dennen der Quarz längst angeordnet sind, nicht so gut, richtig? Dazu gehört ja die gesamten linke Spalte und oben rechts. Bei den beiden anderen stört mich, dass die Leiterbahnen zu dem Quarz eine komplett unterschiedliche Länge haben. Sollten die nicht in etwa gleich lang sein? Bei 'Mitte rechts' kommt noch hinzu, dass die obige "Brücke" ja auch nicht sooo toll ist, oder? Ich will mich jetzt nicht an so einem vielleicht unwichtigen quatsch aufhalten, nur wenn ich etwas mache, würde ich es gerne richtig machen :) Liebe Grüße qinomo ak Erbsenzähler.
Erbsenzähler schrieb: > Ich frage mich nur gerade, ob der untere C so nah am Quarz sitzen kann. Das ist eher eine optimale Lösung: Die Kondensatoren zwischen den beiden Quarzpins. Da muss man ja daran denken, dass der Quarz auf der anderen Seite der Platine sitzt, dass also durch die Platine für ausreichenden Abstand zwischen Quarz und C's gesorgt ist.
> Da muss man ja daran denken, dass der Quarz auf der anderen Seite der > Platine sitzt, dass also durch die Platine für ausreichenden Abstand > zwischen Quarz und C's gesorgt ist. Die soll einseitig werden :/
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Ach wie dem auch sei. Ich bleibe wohl bei der Anordnung, die man in dem angehängten Bild sieht. Danke!
Werner LM schrieb: > Ach wie dem auch sei. > Ich bleibe wohl bei der Anordnung, die man in dem angehängten Bild > sieht. > Danke! deine Abstände! lass doch mal wenigstens mehr als nur 0.1mm platz zwischen den Bauteilen und denk dran das beim löten/backen das flussmittel fließt. geh am besten mit allem ein wenig nach links und vergrößer den abstand des C2/C1 zum chip.
und eigentlich kommt ERST das Quarz dann die Kondensatoren! (siehe bild von mir)
Sven S. schrieb: > und eigentlich kommt ERST das Quarz dann die Kondensatoren! Warum? Und: wohin gehen die Vias in deinem Beispiel? Auf "die" Masse? Falls ja: wie kommt der Strom von dort zum Massen vom uC? Klar kannst du jetzt sagen: geht doch. Aber dann frage ich dich nach dem EMV Verhalten deines Layouts (Störstrahlung und -empfindlichkeit) bei höheren Frequenzen als die "üblichen" 10-20MHz... BTW: es ist der Quarz, der schwingt.
> Und: wohin gehen die Vias in deinem Beispiel? Auf "die" Masse? > Falls ja: wie kommt der Strom von dort zum Massen vom uC? Ist die Frage an mich gerichtet?
Die Kondensatoren gehen an die Masse-Layer über die Vias. Das Quarz soll nicht deine Masse Layer vollschwingen und genau darum gehts: http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00221665.pdf Chip <-> Quarz <-> Kondensatoren <-> Masse Ein Abblocken wird ebenfalls durch das Platzieren der CL's an das Ende der Kette erreicht. Auf Seite 9 siehst du ja nochmal die Beschaltung. Die Masse geht über die Kondensatoren an den Quarz nicht über den Quarz an die Kondensatoren. Ist nicht relevant? Dachte ich damals auch bis ich bei 25Mhz/50Mhz immer Probleme bekommen hatte. Seit dem mach ich das nur noch so. Ich seh schon, das startet gleich ne perverse Diskussion bis ins esotherische :D
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> Ist nicht relevant? Dachte ich damals auch bis ich bei 25Mhz/50Mhz immer > Probleme bekommen hatte. Seit dem mach ich das nur noch so. Ist demzufolge mein Anhang so auch okay?
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Nein das ist schon ok wie du es hattest, mach nur mehr Abstände. Bei dir ist das nicht übertragbar, da deine Groundleitung nicht direkt in einer Groundlayer verschwindet sondern am µC hängt. Du hast jetzt eine Antenne gebaut. :-D Ich hab dein Bild mal bemalt um dir zu zeigen was ich meine
Sven S. schrieb: > Ich hab dein Bild mal bemalt um dir zu zeigen was ich meine Aber genau mit dieser Masseführung hast du doch die Kondensatorströme jetzt auf der Masse, die natürlich ein sauberer Flächenstrahler ist. Und zudem hast du an der Durchkontaktierung einen Impedanzsprung, der dafür sorgt, dass genau das passiert, was du im Bild rechts eingezeichnet hast: die Energie sucht sich einen anderen Weg und diffundiert in die Luft... Bezieh in deine Betrachtungen mal den Oszillator mit ein, also das Innere des ICs. Wenn am OSCout ein Strom rauskommt, wohin geht dieser Strom zwingend zurück, wenn jeder Stromkreis geschlossen ist, wie er es sein muss? Sven S. schrieb: > Chip <-> Quarz <-> Kondensatoren <-> Masse Das ist noch kein Stromkreis. Wo geht der Strom von der Masse aus also hin? Den kürzesten Weg: direkt zum nächsten Massepin, dann zum "Chip", und dann ist der Stromkreis geschlossen. > Das Quarz soll nicht deine Masse Layer vollschwingen und genau darum > gehts: > http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES... In verlinkten Beispiel ist offenbar ein uralter Chip aufgeführt, der nicht (wie heutige ICs) einen Massepin direkt neben den Oszillatorpins hat. Dieses Dreierpärchen (OSCin, OSCout und GND) findest du sogar beim STM8 und natürlich beim STM32. Im verlinkten ST-Dokument ist im Bild 7 zudem eine lokale Massefläche für und um den Oszillator gezeichnet. Und diese Massefläche gehört an den nächsten Massepin. Im Weiteren ist dieses Bild hübsch idealisiert, denn es es ist m.E. relativ schwer, zwischen 2 Pins im Raster 0,5mm noch eine Masseleiterbahn durchzuführen... :-o > Ein Abblocken wird ebenfalls durch das Platzieren der CL's an das Ende > der Kette erreicht. Diese CL Kondensatoren (= Ballastkondensatoren/Lastkondensatoren) sind mitnichten Blockkondensatoren, sondern funktionaler Bestandteil des Oszillators... > Ich seh schon, das startet gleich ne perverse Diskussion bis ins > esotherische :D Muss nicht sein. Es darf jeder seine Argumente vorbringen, und irgendwie machen muss es letztlich Erbse... ;-)
> Muss nicht sein. Es darf jeder seine Argumente vorbringen, und irgendwie > machen muss es letztlich Erbse... ;-) Ich warte damit erstmal lieber bis ihr, die die sich wohl damit auskennen, selbst zu einem Ergebnis gekommen seid. Bestimmt kann ich dabei einiges lernen. (auch wenn ich euch nicht mehr ganz folgen kann). Lg Erbse.
Meine Erkenntnisse aus einigen Seriendesigns und MV Messungen findest du schon ganz oben als zweiten Post... ;-)
Sven und Erbse. Ihr habt beide recht. Es ist eigentlich alles idealisiert. Im Mobilfunk setzt auch niemand ohne Messung des Cpcb und des R_s einfach einen Quarz auf das PCB. Bei Abracom gibts eine detailierte Anleitung. Anbei ein Bild des Refrenzdesigns eines Atmels: http://www.atmel.com/Images/doc8128.pdf (Seite2) Bei einem STM32 wird das Layout von Sven empfohlen.
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Ahh, cool :) Damit ich den Namen aber auch verdiene, hier nochmal zwei Layouts. Neee, nur nen Spaß. Ich mache es wohl nun wie im ersten Bild zu sehen ist. Danke euch allen! Hat Spaß gemacht und hab (hoffentlich) was gelernt.
Dreh am besten C6 noch um, sodass der PIN zur Masse näher am Massepin des µC liegt. Dadurch wird der Stromkreis noch weiter verkleinert, denn der Strom muss nicht um den Oszi rumfließen.
Lucas K. schrieb: > Dreh am besten C6 noch um Ja, genau so, dass das rechte Bild aus aussieht wie das linke... ;-) Erbse schrieb: > hier nochmal zwei Layouts. Die Ströme sind im linken Bild noch falsch eingezeichnet: von C6 nach C9 fließen die Ströme zum Massepin vom uC (denn von dort kommen sie ja auch). Und hier wirds interessant: was fließt dort sonst noch? Mit ein wenig Glück: ein Strom von 3 A und 200kHz mit steilen Flanken quer durch von links nach rechts? Fazit (wie auch im verlinkten PDF von ST angegeben): mach eine lokale Massefläche für den Oszillator, um den Oszillatorkreis frei von Störungen und die Umgebung frei von Oszillationen zu halten. Diese Massefläche wird am uC-Pin mit der "restlichen" Masse verbunden.
Mach doch mal jemand ein Referenz Beispiel Bild für Erbse. Nur noch mal so als Info: Man sollte den µC wie den Oszi als Störquelle ansehen. auch wenn wir nur mit <3,3V hier arbeiten, die hohen Frequenzen, steilen Flanken die in µS von 0 auf 3V schießen, das ist Energie! Deswegen sollte man wirklich bei allen Stromversorgungen (VSS/VDD) immer dran denken diese richtig abzublocken gegen 100nf + 10nf. Ich weiß, dank des Atmels sind wir ziemlich verwöhnt was diese EMV Dinge angeht aber sobald es mehr sein soll, sind das zu beachtende Faktoren die ein große Rolle spielen. Ich kenne einen wirklich guten Layouter mit 30 Jahren Erfahrung auf dem Buckel, er ist auch bei Conti & Co eine wirklich angesehene Person, wenn ich Fragen habe, dann bin ich immer erstaunt wie viel ich von diesem Mann noch lernen kann. (www.ferger-elektronik.de)
Sven S. schrieb: > Mach doch mal jemand ein Referenz Beispiel Bild für Erbse. Mein Referenzbeispiel ist samt Hintergrund dort im Beitrag "Re: Quarz - richtige Anordnung" verlinkt...
> Und hier wirds interessant: was fließt dort sonst noch? Mit ein > wenig Glück: ein Strom von 3 A und 200kHz mit steilen Flanken quer durch > von links nach rechts? Das verwirrt mich jetzt etwas. Du hast es ja offensichtlich ironisch gemeint (hoff), da das ja eher negativ wäre. Lässt man nicht genau deswegen die Masse unter dem Quarz weg? (wie ich das auch gemacht habe?). Ich glaube, dass hast du sogar einmal irgendwo geschrieben - wenn ich mich jetzt nicht komplett irre. Bezüglich der lokalen Massefläche habe ich mir auch das durchgelesen: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz Ich weiß nur noch nicht genau was mit "Designrules Distance Wire-to-Wire" gemeint ist, aber das werde ich schon irgendwie herausfinden. Um zu prüfen, ob ich es auch wirklich verstanden habe: Es wird eine Extra-Massefläche nur für den Quarz und den beiden Kondensatoren angelegt, die aber nicht direkt mit der Masse verbunden ist, sondern direkt zum GND Pin des µC gelegt wird? Ich habe auch im Verlauf der Diskussion gemerkt, dass ich viel zu Naiv an die Sache herangegangen bin. Okay, das ist mein erstes Board und ich dachte auch bislang immer: Layouten ist zu wissen wie man Eagle (oder Co.) benutzt. Deswegen habe ich auch da immer meine Hauptenergie reingesteckt. Aber da habe ich mich wohl geirrt. Das Thema interessiert mich ehrlich gesagt sehr. Wie kann ich mich da tiefer einarbeiten? Praxis? Hmmm ... ein Beispiel: ich wollte gerade weiterlayouten, hab die Wannenbuchse für den ISP positioniert und gemerkt: Mensch, die kannst du nicht so legen, dass sich da Leiterbahnen überkreuzen. In einem Anflug von Raserei und überfordert-sein, habe ich eine Pause eingelegt. Im Prinzip müsste ich wieder ein neuen Topic mit dem Titel "ISP - richtige Anordnung" anlegen. Auch wenn ich stark annehme, dass ich hier bestimmt tausende nützliche Antworten bekommen würde, will ich das nicht. Im Endeffekt würde mich das überhaupt garnicht weiterbringen. Ich will ja nicht alles geliefert bekommen, sondern es selbst schaffen. Wie also gehe ich am effektivsten vor? :/ > Ich kenne einen wirklich guten Layouter mit 30 Jahren Erfahrung auf dem > Buckel, er ist auch bei Conti & Co eine wirklich angesehene Person, wenn > ich Fragen habe, dann bin ich immer erstaunt wie viel ich von diesem > Mann noch lernen kann. (www.ferger-elektronik.de) Wohl ein 6er im Lotto :)
Erbse genauso wie du das gerade machst, hat jeder andere auch angefangen, wenn er vorher keine Ausbildung in die Richtung genossen hat. Ingenieure frisch aus der Uni, sind meistens genauso Ahnungslos und Praxisfrei. Am besten lernt man durch den Try&Error Effekt. Wenn du dir aber bspw. beim FED & co. die ganzen Seminarunterlagen durchliest, minimierst du das "Error". Signale sind halt Signale und sobald es in Richtung Hochfrequenz geht, treten Effekte auf die man so nicht bedacht hätte. Ich empfehle dir die Elektor und die Elektronik & Design, dort gab es mal eine Serie über das Layouten, vielleicht findest du einen Weg, diese Hefte nachzubestellen. Es gibt auch Bücher "Layout mit Eagle" etc. Dort wird auch ein bisschen zu erzählt. Wenn ein Student zu mir kommt um sein Board Inbetriebzunehmen, dann passiert es schon oft, das es garnicht funktioniert --> eben wegen diesen Effekten, die es gern mal im MHz Bereich gibt.
Erbse schrieb: >> Ich kenne einen wirklich guten Layouter mit 30 Jahren Erfahrung > Wohl ein 6er im Lotto :) Nur, wenn es nicht 30 Jahre altes Wissen ist... ;-) > Um zu prüfen, ob ich es auch wirklich verstanden habe: > Es wird eine Extra-Massefläche nur für den Quarz und den beiden > Kondensatoren angelegt, die aber nicht direkt mit der Masse verbunden > ist, sondern direkt zum GND Pin des µC gelegt wird? Ja, genauso ist es. Damit schlägst du 2 Fliegen mit 1 Klappe: 1. die HF vom Oszillator bleibt hübsch kompakt und geistert nicht auf der ganzen "Massefläche" herum. 2. koppeln keine Störungen in den sensiblen Oszillator ein. Iimmerhin sind die Amplituden da nur im 100mV-Bereich. Aber zudem solltest du trotzdem keine steilflankigen Signale oder Leistungsström unter dem Oszillator durchrouten. Erbse schrieb: > Wie also gehe ich am effektivsten vor? :/ So nicht: > Ich will ja nicht alles geliefert bekommen, sondern es selbst schaffen. Du kaufst doch deinen Kupferdraht auch fertig und schlägst nicht erst das Erz aus der Erde, um danach Kupfer zu schmelzen, das wieder ausgewalzt und gezogen wird, um hinterher mit einer Plastikhülle versehen zu werden. Kurz: du musst nicht jeden Fehler selber machen! Dein Leben ist dafür sowieso zu kurz. Sinnvollerweise siehst du dir an, wie andere das machen und versuchst das zu verstehen. Und wenn dir alle Argumente einleuchten, dann hast du es kapiert. Dann kannst du auch abschätzen, ob unter den Tipps ein madiger ist...
Klasse :) Danke euch allen! > Ingenieure frisch aus der Uni, sind meistens genauso Ahnungslos und > Praxisfrei. Bin noch im Grundstudium ;) > Am besten lernt man durch den Try&Error Effekt. Wenn du dir aber bspw. > beim FED & co. die ganzen Seminarunterlagen durchliest, minimierst du > das "Error". Das glaube ich dir. Hört sich aber auch sehr teuer an :O > Aber zudem solltest du trotzdem keine steilflankigen Signale oder > Leistungsström unter dem Oszillator durchrouten. Ja, die ganze Geschichte habe ich jetzt wohl mehr oder weniger verstanden :) > Wenn ein Student zu mir kommt um sein Board Inbetriebzunehmen, dann > passiert es schon oft, das es garnicht funktioniert --> eben wegen > diesen Effekten, die es gern mal im MHz Bereich gibt. Das hört sich ja meega frustrierend an - für den Studenten ;) Naja, danke nochmals. Auch dafür, dass ihr mir so bereitwillig & kompetent geholfen habt, auch wenn das hier schon der x-te Quarz-Thread ist. Vielleicht wird es ja noch was :)
Was ich mal gelernt hab: die Leitungen für den Quarz am besten so kurz wie möglich und wenn der Quarz groß genug ist, waagerecht auf eine Massefläche legen, damit er nicht so viel abstrahlt.
Aber interessant (zumindest für mich) an der Sache ist doch gar nicht, WIE man es machen soll, sondern WARUM man es so machen soll. Das "damit er nicht so viel abstrahlt" ist ein WIE. Aber der Knackpunkt ist doch: WARUM strahlt er dann nicht so viel? Oder: WARUM strahlt er sonst mehr?
holger schrieb: > Nimm 2x 22pF SMD, Das ist einer der virulentesten Fehler mit Quarz Design überhaupt, einfach überall und immer 22pF an nen Quarz hängen, weil das ja jeder so macht. Die Werte der Kondensatoren sind von der Lastkapazität des Quarzes abhängig. C1 = C1 = 2 * CL - 2 pF Wenn der Quarz ein CL von 30 pF hat, dann wären 56 pF deutlich besser als 22 pF - zumindest wenn man denn auch die Frequenz erreichen will.
hier noch ein super Dokument von NXP! http://www.nxp.com/documents/application_note/AN10897.pdf das beantwortet wirklich viele fragen!
Lothar Miller schrieb: > Und zudem hast du an der Durchkontaktierung einen Impedanzsprung, der > dafür sorgt, dass genau das passiert, was du im Bild rechts > eingezeichnet hast: die Energie sucht sich einen anderen Weg und > diffundiert in die Luft... Über welche Wellenlänge reden wir eigentlich? 10MHz das ssind 30 Meter!! Da ist das Layout und die Leiterbahnlängen noch ziemlich unkritisch. Leute seit doch nicht päpstlicher als der Papst. Alle Layouts werden zuverlässig funktionieren. Das einzige was ich machen würde, wäre auf der Oberseite eine Massefläche anordnen, an welche sämtliche Masseanschlüsse kontaktiert sind und auch das Gehäuse des Quarzes. Ralph Berres
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