Forum: Platinen HF-Platine Dimensionierung


von Florian P. (floo)


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Hallo,

ich sitze (wieder einmal) an einem Schul-Projekt. Dabei wollen wir eine 
Platine bauen die unter anderem per Wi-Fi (2.4GHz) ins Netzwerk kann. 
Dazu wollten wir den CC3000 von TI verwenden.
Entsprechend der Dokumentation von Texas Instruments muss man die 
Leitung zur Antenne mit Zw=50 Ohm dimensionieren. Weiters haben die 
entlang der Leitung in Regelmäßigen Abständen VIAs platziert.

Nun ja... Unsere Schule kann Platinen fertigen, allerdings handelt es 
sich dabei halt um "normale" Epoxidharz Platten welche ja auch nicht 
besonders für Frequenzen von 2.4GHz geeignet sind...

Meine Frage daher:
Wie schaffe ich es in Altium diese Leitung genau auf Zw = 50 Ohm zu 
dimensionieren ? Sind diese VIAs notwendig und wenn ja ist der Abstand 
tragisch ? Und nicht zu letzt: Was würdet ihr tun ? Macht das bei 
Epoxidharz Platinen überhaupt sinn?

Ich bin für jeden Ratschlag dankbar :)

lg floo

von Sascha (Gast)


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Wenn 2,4GHz/WLAN nicht auf FR4 gehen würde, warum sind dann alle 
WLAN-Steckkarten daraus gemacht?

Impendanz: Ob Altium das von selber kann weiß ich nicht, aber es gibt 
(Online)Berechnungstools die das können. Stichworte: Stripline, 
Microstrip. http://de.wikipedia.org/wiki/Microstrip

von Michael P. (protactinium)


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Das gängigste Material für Leiterplatten ist immernoch FR4, was nix 
anderes als Epoxydharz und Glasgewebe ist (es gibt natürlich noch jede 
Menge andere Materialen).
Wenn du das Trägermaterial in der Berechnung deiner Leiterplatte 
berücksichtigst, spricht nichts gegen FR4.

Es gibt in Altium mehrere Wege zu einer 50Ohm Leiterbahn zu kommen.
1. Du berechnest alle Parameter selbst und stellst die "Width" Regel für 
diese Signal entsprechend ein.
2. Du überlässt Altium die Berechnung. Die "Width" Regel kann das auch 
alleine Berechnen, brauch dazu aber wenigstens eine Groundplane die im 
Lagenaufbau auch als solche gekennzeichnet ist.

Ich würde in diesem Fall eine 4lagige Platine verwenden. Bei den Via's 
würde ich mich an die Vorgaben des Herstellers halten.

von spammi (Gast)


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> ich sitze (wieder einmal) an einem Schul-Projekt.

Da ergibt sich doch gleich eine viel interessante Frage:
Welche Schule muss man besuchen um an solche Projekt zu kommen?
Je nach Umfang des "unter anderem" reichen manche Leute sowas als 
Masterarbeit ein...

Zum Thema: Schau dir einfach mal ein paar Bilder von WLAN-Karten an, es 
gibt auch gute Appnotes zu dem Thema (Microstrip & Coplanar Waveguide).

Für deine Anwendung wäre ein Multilayer empfehlenswert, oder zumindest 
dünnes Basismaterial.
Kannst du in dem Frequenzbereich noch messen?

von geht nicht gibts nicht (Gast)


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Wenn das Basismaterial man nicht aus Teflon (PTFE) ist.

von usr (Gast)


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schon mal genauer ins Datenblatt bzw. Referenzdesign geschaut ?

da steht eigentlich alles drin, wenn TI beim Reference Design ne 4lagige 
Platine verwendet passiert das sicher nicht ohne Grund
auch ist das Gehäuse nicht grade Bastlerfreundlich zu löten

kauft ein fertiges CC3000 Modul, bei TI selbst oder z.b.
eBay-Artikelnummer:251401512906

die Software wird noch schwierig genug für ein Schulprojekt

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Es ist zwar toll, dass man sich an der Schule inzwischen an so etwas 
herantraut (es schadet nicht, wenn angehende Ingenieure schon mal mehr 
als eine Blinkschaltung zusammengebastelt haben).

Ohne das passende Equipment ist das aber nicht sinnvoll, sondern nur 
frustrierend. Ein Oszi, das in diesem Bereich noch etwas Sinnvolles von 
sich gibt, ist schlicht notwendig. Vielleicht gibt es ja den Kontakt zu 
einer Firma oder FH/Uni, die so was hat?

Die Leiterplatte in vier Lagen kann man fertigen lassen, das kostet 
nicht die Welt und sollte im Schulbudget drin sein. Selbermachen ist nur 
eine weitere frustrierende Fehlerquelle. Fragt auch mal bei TI in 
Freising, ob dort jemand auf euer Layout draufschaut; im schlimmsten 
Fall lehnen sie ab, dann habt ihr nichts verloren.

Das Evalboard-Layout ist übrigens hier zu haben: 
http://www.ti.com/lit/zip/swrr112. Nehmt das als Basis und ändert es 
nach euren Bedürfnissen ab.

Den CC3000 zu löten müsste mit Heißluft und Lotpaste zu machen sein, 
Platine vorher vorheizen. Besser wäre ein Reflow-Ofen oder die 
Galden-Friteuse (Google fragen).
Mit einem Standard-Lötkolben wird das nichts.

EDIT: Das soll euch nicht entmutigen, im Gegenteil. Man muss einfach 
erkennen, dass man nicht alles selbst machen kann. Das ist im 
Berufsleben aber auch nicht anders.

Max

: Bearbeitet durch User
von Cyblord -. (cyblord)


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Warum muss hier denn das Wifi selbst entwickelt werden? Ist das ein 
erklärtes Ziel der Aufgabe? Es hört sich nicht so an. Also doch einfach 
ein fertigs Wifi-Modul nutzen. Die Entwicklung eines solchen ist doch 
allein schon ne Thesis.

Und wie mein Vorposter sagt, dazu braucht man ganz anderes Equipement 
als für den Rest. Oszis und Spektrumanalyzer im 3-5 GHz Bereich. Das ist 
nicht ohne.

gruß cyblord

von Florian P. (floo)


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Hallo Zusammen :)

Danke für die vielen Antworten.
Meine Frage beschränkte sich Hauptsächlich auf die Machbarkeit der 
Platine selbst. Wir können in der Schule zwar Platinen fertigen, aber 
eben nur Doppelseitige und da halt auch nur FR4. Aber vermutlich sollte 
das ja sogar gehen, wenn ich die Microstrip zur Antenne richtig berechne 
? Für den Prototypen hätten wir ohnehin ein Sample von TI verwendet. Es 
wäre also notfalls nicht zu viel verloren und wenns überhaupt nicht geht 
müssen wir es eben lassen. Extern eine Platine fertigen kommt leider 
nicht in Frage...

Zu alle den anderen Fragen:
Es handelt sich um eine Höhere Technische Lehranstalt. Ich gehe dort in 
die Sparte "Informatik" und dort nochmals in die Untersparte "Technische 
Informatik". Daneben gebe es noch die "Telekommunikation". Die machen 
weniger Programmieren, aber dafür eben mehr HF-Technik.

Equipment ist vorhanden. Wir haben ein Reflow-Ofen sowie ne 
Bestückungshilfe. An den Normalen Labor-Messplätzen stehen natürlich 
"nur" normale Oszi, Netzgerät (aus Eigenbau) und FG. Allerdings haben 
wir auch Antennenmessplätze und dergleichen. Sowie selbstverständlich 
passendes Equipment für solche Frequenzen. WLAN auf 5GHz beispielsweise 
hatten wir bereits bei einer Übung mithilfe vom Spectrum-Analyzer 
analysiert. Diese etwas teureren Geräte sind halt meist versperrt und 
werden nicht einfach so raus gegeben, wenn man sie nicht extra braucht.
Unsere Schule wird da auch sehr von Firmen wie Kathrein gesponsert.
Zumindest aus Mess-Equipment technischer Sicht hatte ich keine bedenken.

Das einzige, das mir eben Kopfzerbrechen bereitet ist diesen Chip auf 
eine solche einfache Platine zu bringen und ob sowas gut gehen kann...

lg floo

von Wolfgang S. (wsm)


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Also lieber ein fertiges Modul kaufen als selber ätzen und löten.
Wenn der Lötpunkt zu dick ist, dann ist der 2.2pF Kondensator schon im 
Eimer. Das gleiche gilt für die 2.2nH.

Ein Messplatz ist mehrere 1000 mal teurer als ein fertiges Modul.

W.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Florian P. schrieb:
> Das einzige, das mir eben Kopfzerbrechen bereitet ist diesen Chip auf
> eine solche einfache Platine zu bringen und ob sowas gut gehen kann...

Wenn ihr Heißluft und Lotpaste zum Löten habt, ist das kein Problem. Die 
Pads sind ja riesig.

Max

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