Forum: Platinen Routen in magnetisch "verseuchter" Umgebung


von AutoRouter (Gast)


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Hallo Leute,
Ich mache gerade ein Platinenlayout von einer Platine von der ich 
ausgehe, dass sie magnetischem Störeinflüssen unterliegt.
Es handelt sich um eine Schutzbeschaltung von einer parallel 
angeordneten Dickkupfer-Platine (Platine ist huckepack). Im Fehlerfall 
wird mit einem Stromstoß von bis zu 2kA gerechnet unter dessen Einfluss 
meine Schaltung noch korrekt handeln können muss.

Ich habe auf der Schutzbeschaltung einige Netze, die über die ganze 
Platine verteilt sind. (Steuersignale, VCC, hilfsspannungen usw). Ich 
frage mich nun, wie ich das routen soll. Gerade bei Signalleitungen, die 
docht eine recht hohe Impedanz (bzw geringe treiberleistung) haben, habe 
ich Angst vor Problemen.

Ich habe mein Platinen-Programm erstmal auf "any angle" gestellt, sodass 
ich keine horizontalen/vertikalen vorzugsrichtungen mehr habe und mir 
somit statistischen auffällikgeiten spare - 45° ist ja eher eine 
Ästhetik-Sache.

Nun aber zum Punkt: Sollte ich Stromkreise routen? Also Netze über 
mehere Alternativrouten verteilen? So würde induzierter Strom im Netz 
selbst fließen, aber nicht unbedingt durch in die angeschlossenen 
hochohmigen Bauteile..

Oder macht es die potentielle Störeinstrahlung noch schlimmer? Aber 
meines erachtens sind es ja eigentlich nur Kurzschlusswindungen.

Kann das mal jemand beurteilen oder vielleicht Erfahrungen teilen?
Ich würde mich sehr über Input freuen!

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo autoRouter.

AutoRouter schrieb:

>
> Nun aber zum Punkt: Sollte ich Stromkreise routen? Also Netze über
> mehere Alternativrouten verteilen? So würde induzierter Strom im Netz
> selbst fließen, aber nicht unbedingt durch in die angeschlossenen
> hochohmigen Bauteile..

Oh nee, damit habe ich ganz schlechte Erfahrungen gemacht. Theoretisch 
ist die Idee nicht schlecht, aber in der Praxis....
>
> Oder macht es die potentielle Störeinstrahlung noch schlimmer? Aber
> meines erachtens sind es ja eigentlich nur Kurzschlusswindungen.

..fliesst in eben dieser Kurzschlusswindung ja ein heftiger Strom, mit 
dem Du Dein Feld u.U. erst recht dicht an empfindliche Eingänge bringst.
Und wenn Deine "Kurzschlüsse" nicht extremst niederohmig sind, dann 
entsteht durch den dicken Strom  über ihren ohmschen bzw. induktiven 
Anteilen auch wieder eine erhebliche Spannung.

>
> Kann das mal jemand beurteilen oder vielleicht Erfahrungen teilen?

Persönlich bin ich besser damit gefahren, Hin- und Rückleiter für meine 
Versorgungen und Signale so dicht wie möglich zusammenzuhalten, damit 
die daraus entstandene Koppelschleife möglichst klein wird.

In Härtefällen habe ich auf Leiterbahnen auf der Platine verzichtet und 
direkt mit verdrillten Drähten angeschlossen. Die Schlaglänge so kurz 
wie möglich. *) Ist natürlich Fertigungstechnisch sehr unelegant....

Ich hatte immer mal geplant, eine solche "Verdrillung" testweise mal auf 
einer doppelseitigen Platine durch Leiterbahnen zu machen, die per Vias 
ständig die Lagen tauschen. Bin ich leider bis jetzt aber nicht zu 
gekommen.

Achte darauf, dass Dein Rückstrom auch tatsächlich durch den 
vorgesehenen Pfad fliesst, und nicht eventuell einen von der Impedanz 
her bequemeren Weg nimmt.....
Bei NF ist eher der ohmsche Anteil, und bei HF der induktive Anteil 
ausschlaggebend.
**)

> Gerade bei Signalleitungen, die
> docht eine recht hohe Impedanz (bzw geringe treiberleistung) haben, habe
> ich Angst vor Problemen.

Vieleicht einen kräftigeren Treiber nehmen und per Widerstand künstlich 
niederohmig machen? Eine Stromschleife verwenden, so wie früher bei der 
V24 Schnittstelle?
Wenn Du statische Signale hast.....Tiefpässe ohne Ende verwenden. Besser 
mal ein Signal verschleifen solange tragbar oder per Schmitttrigger 
restaurieren als Störungen.
Zumindest solltest Du mal schauen, was du Dir als Strom bei Deinen 
Treibern leisten kannst, und dass dann auch zu mindestens ca. 3/4 
ausnutzen.

Optokoppler sind Deine Freunde. Lichtwellenleiter auch. Besonders bei 
undurchsichtigen Masseverhältnissen.

Übertrager sind in der Umgebung tückisch, weil sie als Pickups arbeiten 
können....

*) Die verdrillten Leitungen kannst du selber machen. Zwei Drähte in den 
Schraubstock und die anderen Enden in einen Akkuschrauber spannen. Dann 
unter Zug den Schrauber drehen lassen, bis du meinst, es ist genug.
Du wirst mit etwas Geschick Schlaglängen hinbekommen, die deutlich 
kürzer sind als Du bei verdrillten Leitungen aus der Fabrik hast, weil 
das auf größeren Längen nicht zuverlässig funktioniert. Aber für Deine 
50cm schon (Im Zweifel auch noch drei Meter).

**) Für den Zweck nehme ich sonst gerne schonmal stromkompensierte 
Drosseln, die als Trafo wirken und das Rücksignal auf die dafür 
vorgesehene Leitung "zwingen" (und die dabei verhunzte Kurvenform nicht 
wirklich stört). Das dürfte in Deinem Falle aber auch problematisch 
sein, weil ich Angst hätte, das die Drosseln als pickups wirken.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

von 0815 (Gast)


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an dieser Stelle vielleicht mal die Frage, welchen Feldstärken die 
Halbleiter selbst gewachsen sind, ohne zerstört zu werden, bzw. ohne 
Fehlfunktionen zu zeigen.
Natürlich sollte man gar nicht erst....aber es bleibt ja doch der Wunsch 
nach kleinen Platinen mit teils extremen Nennwerten.
Gibt es hier ein Limit, bzw. Richtwerte?

von Bernd W. (berndwiebus) Benutzerseite


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Hallo 0815.

0815 schrieb:

> an dieser Stelle vielleicht mal die Frage, welchen Feldstärken die
> Halbleiter selbst gewachsen sind, ohne zerstört zu werden, bzw. ohne
> Fehlfunktionen zu zeigen.

Richtig. Hatte ich oben vergessen zu erwähnen: Bei Logikbausteinen sind 
die "LS" Typen in dieser Hinsicht deutlich robuster als die 
Standardtypen oder gar extra schnelle.

Wenn also merkwürdige Effekte oder Latchups auftreten, könnte das die 
Ursache sein.

> Natürlich sollte man gar nicht erst....aber es bleibt ja doch der Wunsch
> nach kleinen Platinen mit teils extremen Nennwerten.


Letztlich könnte man noch versuchen zu schirmen. Aber ein wirksamer 
Schirm gegen Magnetfelder ist schwer, aufwändig zu fertigen bzw. zu 
montieren und beim Service lästig.
Der beste Schirm ist oft Abstand halten.

> Gibt es hier ein Limit, bzw. Richtwerte?

Interessant wären in diesem Falle natürlich auch noch die Zeiten, mit 
denen die Werte erreicht werden. Stirnzeit und Rückenhalbwertszeit. 
Steilheit des Anstieges......

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

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