Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Quarz Layout richtig?


von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Zusammen

Ich möchte gerne einen Print produzieren lassen. Ein bild ist im Anhang 
"Board.png".

Auf dem Board ist ein ATMEGA 328 mit einem 16MHz Quarz.
Ich habe bereits das hier gefunden und umgesetzt : 
http://www.atmel.com/Images/doc8128.pdf

Ein Detailbild des Quarz ist auch angehängt

Nun wollte ich nochmals zur sicherheit nachfragen, ob ich das Layout mit 
dem Quarz wirklich richtig gemacht habe, oder ob es noch besser geht?


Wer kann mir hier einen Tipp geben?

von Peter (Gast)


Lesenswert?

Johnny SGT schrieb:
> Nun wollte ich nochmals zur sicherheit nachfragen, ob ich das Layout mit
> dem Quarz wirklich richtig gemacht habe, oder ob es noch besser geht?

Das ist so absolut falsch. Dein Quarz hat keine Anbindung an GND. Durch 
den Pin des Controllers geht das nicht. Jeder GND Pin des Controllers 
muss mit der Massefläche verbunden sein. Und die beiden Kondensatoren 
gehen auch jeweils auf die Massefläche.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Lesenswert?

Hallo, die lokale Massefläche geht doch auf den Pin GND, welcher ja auf 
der Bottom-Layer mit der "ganzen" Massefläche verbunden ist? Oder ist 
das falsch?

von Rene H. (Gast)


Lesenswert?

Kannst Du noch ein Bild ohne Top Layer machen? Also nur Bottom?

Sieht soweit gut aus. Ich würde der Abgrenzung etwas mehr breite gönnen 
wo möglich.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo, Bottom im Anhang

von Pete K. (pete77)


Lesenswert?

Du bist kein Freund von Abblockkondensatoren, oder?

von M. B. (Firma: TH Nürnberg) (ohmen)


Lesenswert?

GND von C4 hat einen weiten Weg, ich würde die rechte Leitung unter C4 
durchführen...

von Toxic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

@Johnny SGT
Der Anhang zeigt einen Ausschnitt aus aus einem Pic-Datenblatt.

Pete K. schrieb:
> Du bist kein Freund von Abblockkondensatoren, oder?

Im uebrigen beachte @Pete K.s Anmerkung

von Jonas G. (jstjst)


Lesenswert?


von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Vielen Dank für die Antworen, ich habe nun C5 als Abblockkondensator 
verbaut, die abgrenzung ist grösser, und C4 hat einen kürzen weg.


Ist es so besser?

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Johnny SGT schrieb:
> Ist es so besser?

Am Quarz schon, aber C5 gehört um 180° gedreht und dann direkt mit den 
beiden Power-Pins verbunden.

von Pete K. (pete77)


Lesenswert?

Du brauchst 100nF für jeden VCC Pin auf Deiner Platine (grobe 
Fausregel). Auch bei den anderen ICs.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Den Kondensator so?


Für die anderen IC's? Jetz echt?...die betreib ich seit Jahren ohne, die 
7441 sind e so hundalte Dinger aus 1970...

und mit den Portexpandern hatt ich nie Probleme...die funktionieren 
sogar auf den Steckboards super

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> Für die anderen IC's? Jetz echt?

Ja echt. Beim 7441 ist es wahrscheinlich unkritisch, weil das ein 
Logikgatter ist. Aber bei allen getakteten IC's (ganz besonders 
Schieberegister) sind die Kondensatoren super wichtig.

Merk Dir das einfach als Grundregel: Jedes IC bekommt einen 100nF 
Kondensator zwischen VCC und GND. Wirklich jedes.

Ansonsten musst du mit seltsamen Fehlfunktionen rechnen.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Oh okay...


Ich habe mein Eagle-Projekt mal angehängt, vieleicht möchte ja jemand so 
lieb sein und es mir vieleicht verbessern...

von Asko B. (dg2brs)


Lesenswert?

Ist denn die Flaeche um den Quarz herum nicht
ein Ground-Polygon ?
Oder warum trennst Du den Bereich um Quarz ab ?

Gruss Asko.

von Pete K. (pete77)


Lesenswert?

Wenn Du das Isolating änderst, dann lötet es sich besser.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Lesenswert?

Asko B

Laut Atmel-Note soll man ein lokales Massepanel für den Quarz machen, 
schein besser zu sein.

Pete K. bei Lötstoplack ist doach isolating egal? da ja eh nur die Pads 
belötbar sind?

von Panorama (Gast)


Lesenswert?

Allgemeines Gemecker (SCNR):
Die Versorgung ist sehr dünn, da sollte IMHO schon mindestens 0,8-1mm 
liegen. Masse genauso, z.B. IC2 sind extrem schlecht angebunden.
VCC ist nicht fertig geroutet. Für den DCF Empfänger würde ich die 5V 
schon auf dem Board (vor)filtern.
Schaltplan: "supply.lbr" mal ansehen ;) Außerdem hast du schon eine 
große Eagle Version, da solltest du auch die Seitenaufteilung und Rahmen 
nutzen.

Neben jedes GND-Pad setze ich meistens direkt 1-2 Vias. Damit ist die 
Massefläche an den wichtigsten Stellen garantiert verbunden.

Da du die Platine sowieso produzieren lässt kannst du mit den 
Logiksignalen ruhig auf 10mil runtergehen. Dafür hast du dann viel mehr 
Platz eine saubere Versorgung + Masse einzubauen.

Zu der Schaltung würde mich noch interessieren, wieso nimmst du I2C 
Expander statt Schieberegistern? Und wo erzeugst du die Heizspannung?
Bitte nicht negativ auffassen, hoffe es hilft :)

von Johnny S. (sgt_johnny)


Lesenswert?

Hallo Panorama! Danke für die Antwort.

Es handelt sich um Nixies, die benötigen keine Heizung. Nur die 
CommonAnode mit 170VDC versorgen, und dann mit den 7441 die Cathodes auf 
GND schalten.

Die Expander benutze ich, weil ich die gerne benutze :D und weil ich die 
hald konfigurieren kann, bei der jetzigen schaltung wären shift-register 
schon machbar gewesen, bei anderen schaltungen wo man hald In und Out 
braucht, geht ein Shiftregister nicht.


Das mit den VIAS verstehe ich nicht ganz? Weil bei Standart-Bauteilen 
sind ja die PADS auf beiden Seiten im Kupfer? Das heisst das Pad hat 
beidseitig Massekontakt?

von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


Lesenswert?

Johnny SGT schrieb:
> Das mit den VIAS verstehe ich nicht ganz? Weil bei Standart-Bauteilen
> sind ja die PADS auf beiden Seiten im Kupfer? Das heisst das Pad hat
> beidseitig Massekontakt?

Er meint dass er ein Via direkt daneben setzt damit dieses GND-Pad mit 
der Bottom-Seite mit GND verbunden ist und der Strom nicht über die 
gesamte Platine laufen muss um nach Masse abfließen zu können.

So hat man dann den minimalsten induktiven Wert für den Anschluss vom 
GND-Pad an GND.

Teilweise geht das so nicht immer, aber man sollte es versuchen.

Die Löcher muss man bei der Fertigung ja nicht einzeln bezahlen.
Lässt du die Platine fertigen oder machst du es selbst?

von Schaulus Tiger (Gast)


Lesenswert?

Johnny SGT schrieb:
> Das mit den VIAS verstehe ich nicht ganz? Weil bei Standart-Bauteilen
> sind ja die PADS auf beiden Seiten im Kupfer? Das heisst das Pad hat
> beidseitig Massekontakt?

Ja natürlich, und ein besonders gutes VIA durch den massiven Pin. 
Panorama dachte sicher nur an SMD-Bauteile. Dein C5 z.B. hätte solche 
VIAs gebraucht, wenn du ihn nicht verschoben hättest.

Nochmal was zum Quarz: Die Isolierung zwischen Pins und Quarz-Gehäuse 
ist ja nur ein ganz schmaler Ring. Deshalb habe ich immer Angst, dass 
das Gehäuse Kurzschlüsse zu den Lötaugen macht, besonders mit den 
ovalen, wie hier. Verwendet ihr solche Isolierscheiben oder wie macht 
ihr das?
http://de.farnell.com/fischer-elektronik/isq-05-100-pk/isolierscheibe-f-r-quarz-pk100/dp/1897201

Die lokale Massefläche unter dem Quarz sollte etwas größer als der Quarz 
sein. So wie jetzt macht das Gehäuse u.U. einen Kurzschluss zwischen den 
beiden Masseflächen (Lötstopplack ist sehr dünn).

von X4U (Gast)


Lesenswert?

Jonas G. schrieb:
> Schau dir mal das an:
> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz

Widerspricht sich mit:

Toxic schrieb:
> Der Anhang zeigt einen Ausschnitt aus aus einem Pic-Datenblatt.

Was ich für die richtige Variante halte da die Lösung mit der geringeren 
Impedanz die bessere ist.

Bei Lothar geht alles über die internen Bonddrähte (bzw. das Bonding), 
den Chip selbst, die nächsten Bonddrähte an GND während beim Microchip 
Vorschlag die HF auf dem kürzesten weg in die Groundplane abfließt.

Funktionieren werden vermutlich beide. Es wird schlicht relativ wenig 
Energie umgeladen.

von Schaulus Tiger (Gast)


Lesenswert?

X4U schrieb:
> Bei Lothar geht alles über die internen Bonddrähte (bzw. das Bonding),
> den Chip selbst, die nächsten Bonddrähte an GND während beim Microchip
> Vorschlag die HF auf dem kürzesten weg in die Groundplane abfließt.

hmm, auf dem Bild "Lokale Masseinsel für den Quarz" sieht es doch so 
aus, dass er ein Via zur GND-Innenlage hat, direkt am GND-Pin unter dem 
Chip? So gesehen finde ich den Unterschied zum Pic-Bild minimal.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So, ich habe mal einige Verbesserungen gemacht, wie ewähnt ist die VCC 
sowie die Masse in 0.6/0.8  und Logik in 0.254


Im Anhang nochmals das Bild des Aktuellen Quarz-Layout, sowie der 3 
Blockkondensatoren



Wie sieht es nun aus, kann ich den Print so produzieren lassen?

von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


Lesenswert?

Johnny SGT schrieb:
> Wie sieht es nun aus, kann ich den Print so produzieren lassen?

Du kannst mit dem SMASH-Knopf die Verbindung zwischen Namen und Bauteil 
lösen, so dass du z.B. den Namen "C7" rechts unter den Kondensator 
schieben kannst.

Bei C7 liegen scheinbar noch GND-Leitungen rum die recht nahe an den 
weiter rechts liegenden Pin kommen.

Die Leitungen würde ich generell etwas breiter machen, also da wo es 
geht sind sie z.B. 0.4mm breit und da wo es eben nicht geht meinetwegen 
0.2mm , du hilfst damit dem Platinenhersteller und dir da der Ausschuss 
geringer ist.

Wie groß ist dein "Isolate"-Abstand?

Hast du mal geprüft ob dein Layout mit den Min./Max-Werten des 
Herstellers übereinstimmt.

Bei http://dirtypcbs.com/about.php gibt es die Design-Rules mit denen 
man sein Projekt testen kann.
( dirt_cheap_dirty_boards.v1.dru )

Außerden gibt es dort noch die Gerber Export-Datei.
( dirt_cheap_dirty_boards.v1.cam )

Mit einem Gerber-Viewer kannst du dir dann das Resultat anschauen.

von Johnny S. (sgt_johnny)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Atmega8 Atmega8 schrieb:
> Johnny SGT schrieb:
>> Wie sieht es nun aus, kann ich den Print so produzieren lassen?
>
> Du kannst mit dem SMASH-Knopf die Verbindung zwischen Namen und Bauteil
> lösen, so dass du z.B. den Namen "C7" rechts unter den Kondensator
> schieben kannst.
>
> Bei C7 liegen scheinbar noch GND-Leitungen rum die recht nahe an den
> weiter rechts liegenden Pin kommen.
>
> Die Leitungen würde ich generell etwas breiter machen, also da wo es
> geht sind sie z.B. 0.4mm breit und da wo es eben nicht geht meinetwegen
> 0.2mm , du hilfst damit dem Platinenhersteller und dir da der Ausschuss
> geringer ist.
>
> Wie groß ist dein "Isolate"-Abstand?
>
> Hast du mal geprüft ob dein Layout mit den Min./Max-Werten des
> Herstellers übereinstimmt.
>
> Bei http://dirtypcbs.com/about.php gibt es die Design-Rules mit denen
> man sein Projekt testen kann.
> ( dirt_cheap_dirty_boards.v1.dru )
>
> Außerden gibt es dort noch die Gerber Export-Datei.
> ( dirt_cheap_dirty_boards.v1.cam )
>
> Mit einem Gerber-Viewer kannst du dir dann das Resultat anschauen.

Das mit dem SMASH werde ich noch machen, aber es bringt noch nichts, 
Bestückungdruck zu setzen wenn man noch nicht weiss ob die Teile richtig 
plaziert sind.

Bezüglich der Leiterbahnen...

Panorama schrieb:
>
> Da du die Platine sowieso produzieren lässt kannst du mit den
> Logiksignalen ruhig auf 10mil runtergehen. Dafür hast du dann viel mehr
> Platz eine saubere Versorgung + Masse einzubauen.

Hier wurde mir gesagt das 10mil okay sind, ich denke mal 10mil sind für 
heutige Printplatten doch noch "relativ" gross, oder liege ich da falsch


Bezüglich der Isolatesate und DRU, habe ich die Files vom Hersteller 
(Eurocircuits) importiert, Sie zeigen keine Fehler...

Bild im Anhang

: Bearbeitet durch User
von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


Lesenswert?

Johnny SGT schrieb:
> Hier wurde mir gesagt das 10mil okay sind, ich denke mal 10mil sind für
> heutige Printplatten doch noch "relativ" gross, oder liege ich da falsch

Ja, da hast du recht.

Also 8 mil bekomme ich auch zu Hause mit meiner Tonertransfer-Methode 
hin, also sollten die das auch können.

Die ätzen dort aber immer eine 1m x 1m Platine und die haben da auch so 
ihre Probleme, daher mache ich nur die wichtigen Sachen in 8 mill und 
alles was unkritisch ist wird größer (meist 12 mill oder 16 mill).
Wenn Platz für dickere Leitungen da ist dann wird der auch genutzt.

> Bezüglich der Isolatesate und DRU, habe ich die Files vom Hersteller
> (Eurocircuits) importiert, Sie zeigen keine Fehler...

Okay, okay, okay.

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


Lesenswert?

X4U schrieb:
> Bei Lothar geht alles über die internen Bonddrähte
Sieh dir das nochmal an. Nur der (Oszillator-)Strom, der sowieso über 
den Bonddraht muss, fließt über den Bonddraht, der dem Quarzoszillator 
am nächsten ist. Und das ist gut so, denn der Oszillatorstrom hat auf 
der Masselage nichts zu suchen...

Es geht um das, worum es beim Thema EMV und Störungen immer geht: 
Stromkreise.

BTW: bei diesem (relativ niederfrequenten) Layout das "letzte 
Fitzelchen" rauszuholen ist unnötig. Das zuallererst gepostete 
Quarzlayout war zwar nicht ganz optimal, aber ausreichend...

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.