Forum: Platinen 2-Lagen, 25MHz, VCC fluten?


von Raphael K. (raff)


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Hallo,

meine Frage bezieht sich auf Erfahrungswerte beim Design zweiseitiger 
Platinen.
Folgende Situation:
Ich habe eine zweilagige Platine mit ca. 95% SMD Bestückung, lediglich 
ein paar Steckverbinder am Rand sind TH. Die Unterseite (bei TH würde 
man Lötseite sagen) ist eine Ground-Plane fast ohne Schlitze, die 
Signalleitungen befinden sich alle auf der Oberseite. Einige wenige 
Leitungen führen Schaltfrequenz von max. ca. 25MHz ansonsten alles 
statische Signale.
Es stellt sich jetzt die Frage wie routet man dann am besten +5V. Bisher 
habe ich +5V in einer Art Stern-/Baumstruktur mit möglichst breiten 
Leitungen verteilt. Wäre es nun schlechter oder besser auf der Oberseite 
die freien Flächen mit Kupfer zu fluten und darüber +5V zu verteilen? 
Man liest mal die eine oder die andere Empfehlung und oftmals sieht man 
sogar bei ähnlichen Frequenzen, daß auf der Oberseite +5V per Leitung 
verteilt wird und die Freiflächen mit GND-Kupfer geflutet werden.
Wie sind da so die Erfahrungen? Was eignet sich als Strategie?

Raff

von W.S. (Gast)


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Nö.

Setze lieber an die wichtigsten Verbraucher der 5V einen 
Stützkondensator.

W.S.

von Reinhard Kern (Gast)


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Raphael K. schrieb:
> Wäre es nun schlechter oder besser auf der Oberseite
> die freien Flächen mit Kupfer zu fluten und darüber +5V zu verteilen?

Mit einiger Wahrscheinlichkeit (ich kenne ja das Layout nicht) entstehen 
dadurch einzelne VCC-Inseln die durch die bereits verlegten dicken 
Leiterbahnen verbunden sind - das bringt keinen wesentlichen Fortschritt 
mehr.

Etwas anderes wäre es, wenn dabei eine schöne umfassende VCC-Fläche 
entstehen würde, aber da du unten schon GND hast, müsste dazu deine LP 
ja ziemlich leer sein.

Gruss Reinhard

von Raphael K. (raff)


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Was wäre denn der Vorteil einer umfassenden VCC-Fläche? Ich vermute 
Abschirmung?
Umfassend ist relativ problemlos, auf der Platine befinden sich vier 
gleiche Baugruppen, die könnte man einzeln umfassen. Ich mache mal ein 
Screenshoot morgen.

raff

von Raphael K. (raff)


Angehängte Dateien:

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Hier jetzt mal der versprochene Ausschnitt. Diese Baugruppe wird links 
noch dreimal wiederholt.

raff

von 6A66 (Gast)


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Raphael K. schrieb:
> die freien Flächen mit Kupfer zu fluten und darüber +5V zu verteilen?
> Man liest mal die eine oder die andere Empfehlung und oftmals sieht man
> sogar bei ähnlichen Frequenzen,

Hallo Raphael,

+5V verteilen heißt Du hast ein Digitales System, Systemfrequenz 25MHz.
Solange die 25MHz nicht über die Leiterplatte vagabundieren (also 
außerhalb eines uC) ist das unkritisch.
Solange Du kein System baust, das DU auch EMV-technisch abnehmen musst - 
dont care!
Wenn's denn auch EMV aushalten musst musst Du Dir über andere Dinge 
Gedanken machen - dann müssen wir nochmal reden.

Ansonsten hat sich bei mir - nur zur reinen Vorgehensweise - bewährt: 
Mach erst die Stromversorgungspfade (+5V, ...) wenn Du sowieso schon 
eine GND-Plane hast. Dann route die anderen Signale. So bist Du Dir 
sicher dass die Stromversorgung steht. Ob +5V Insel oder nicht ist - im 
digitalen Bastelbereich - völlig wurst.

Raphael K. schrieb:
> Was wäre denn der Vorteil einer umfassenden VCC-Fläche? Ich vermute
> Abschirmung?

Eine Vcc plane macht nur bedingt Sinn - wenn Du wirklich umfassend 
Ströme verteilen musst und auch große Transienten erwartest. Dann hast 
du aber eine heftig schwingende Plane und die solltest Du dann zwischen 
GND Lagen einbetten - macht nur bei Multilayern Sinn.

rgds

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

VCC wird aussen rum fliessen, wenn auch recht schmal, ansonsten bringt 
das nicht viel: die grossen freien Flächen werden zwar geflutet, haben 
aber nirgends VCC zu versorgen, da wo VCC gebraucht wird, wird dagegen 
nicht geflutet. Brauchbare Flächen kriegt man meistens nur hin, wenn man 
sie von vornherein einplant.

Gruss Reinhard

von 6A66 (Gast)


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Raphael K. schrieb:
> Diese Baugruppe wird links
> noch dreimal wiederholt.

Aaaalso - nach Sichtung des Bildes:

Du verwendest Durchkontaktierungen.
Deine Leiterbahnen sind an der Versorgung geschätzt maximal 1mm breit. 
Das halten die aus ist aber nicht nötig die so schmal zu machen. Was 
spricht z.B. gegen 3mm? Warum führst Du oben links die Leiterbahn um den 
Stecker rum? Um Dir eine Durchkontaktierung für ein Signal das vom 
Stecker kommt zu sparen? Und deswegen so einen Leiterzughaken? Hmm? Prio 
ist die Spannungsversorgung - es sei denn es spricht was dagegen.

rgds

von Raphael K. (raff)


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Hallo,

erstmal vielen Dank für die Tips!
Nein es spricht nichts gegen 3mm. Ich habe diese Breite (25mil) erstmal 
genommen, weil ich dann gut unter den Logik-ICs unten kurz vor den 
Flachbandsteckern gut zurecht komme.
Oben links: Meinst Du Du nicht oben rechts bei C9? Ok, wird links ja 
wiederholt. ;)
Genau, habe ich gemacht um einen Schlitz in der GND-Fläche zuvermeiden. 
Die Leitung vom Stecker zur Logik führt ein serielles Signal mit ca. 
12MHz Bitclock.

Bisher habe ich meine Platinen immer nach folgender Regel bei ähnlichen 
Taktfrequenzen gerouted: GND Plane legen, dann alle getakteten Signale 
und wenn möglich parallel dazu +5V. Habe in einem Buch gelesen, dies 
solle man so machen. Hat auch eigentlich immer funktioniert, so, was 
aber keinen Grund darstellt, dies mal zu hinterfragen...

Nur mal aus Interesse gefragt, welche Punkte gäbe es zu erfüllen zwecks 
bzw. wie erreicht man EMV. Bzw. gibt es Literatur darüber, wie man das 
macht. Habe Literatur hier, die beschäftigt sich aber eher mit der 
Theorie dahinter. Gibt es soetewas wie eine Art Kochbuch mit Rezepten, 
um eine Platine EMV gerecht zu bekommen?

raff

von 6A66 (Gast)


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Raphael K. schrieb:
> Nur mal aus Interesse gefragt, welche Punkte gäbe es zu erfüllen zwecks
> bzw. wie erreicht man EMV.

EMV Prüfkomponenten:
Leitungsgebundene Abstrahlung
Einstrahlung (Feld)
Abstrahlung (Feld)
ESD (der typische Entladungsblitz), Luft oder Kontakt
Leitungsgebundene Störungen (Burst, Surge)

Die Norm dazu: DIN EN 61000-x-x

Je nach Produkt hast Du eben verschiedenen Anforderungen (meist aber 
alle oben genannten) oder Prüfschärfegrade.
Bsp: ESD 2kV/4kV Kontakz/Luftentladung; oder 3V/m Feld 30...3000MHz 
Einstrahlung.

Ohne ein vernünftiges Design kommst Du da nicht weit und ohne ein Labor 
and der Hand wird's richtig teuer (z.B. >3000EUR für einen 
Prüfdurchlauf).

Wie erreicht man EMV?
DESIGN :) Schaltwandler gut und richtig layouten (Erfahrung!), Signale 
schirmen, Eingangs-/Ausgangsfilter, Abschirmung, GND Anbindung beachten, 
Gehäuse richtig anbinden, ...

Das kann aber bei einer einfachen Schaltung recht einfach sein und bei 
einem LED-Netzteil richtig schwierig.

Grüße

von 6A66 (Gast)


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Raphael K. schrieb:
> Schlitz in der GND-Fläche zuvermeiden.

Sollte doch kein problem sein, 12MHz ist doch "langsam" :)

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