RF Platinenlayout

[Peter Z. (Gast)]

Hi Forum, ich versuche langsam mich in RF Messtechnik zu den GHz 
vorzuarbeiten. Bei niedrigen Frequenzen klatsche ich alles mit 
Masseflächen voll. Bei GHz Frequenzen ist das anscheinend nicht ratsam, 
niemand macht das. Brauche mal Info warum.

[Old P. (Gast)]

Peter Z. schrieb:
> Hi Forum, ich versuche langsam mich in RF Messtechnik zu den GHz
> vorzuarbeiten. Bei niedrigen Frequenzen klatsche ich alles mit
> Masseflächen voll. Bei GHz Frequenzen ist das anscheinend nicht ratsam,
> niemand macht das. Brauche mal Info warum.

Weil man das auch bei niedrigen Frequenzen nicht einfach so macht!
Man überlegt sich genau wo und wie die Signalströme fließen bzw fließen 
sollen.

Old-Papa

[Peter Z. (Gast)]

Old P. schrieb:
>
> Weil man das auch bei niedrigen Frequenzen nicht einfach so macht!
> Man überlegt sich genau wo und wie die Signalströme fließen bzw fließen
> sollen.
> Old-Papa

Habe oft genug hochpreisige Platinen mit OP's gesehen, Unterseite 
komplett Masse, Oberseite = Bestückungslayer und Signallayer. Dort jeden 
mm mit Masse ausgefüllt und mit Durchkontaktierungen an Masse. Ich 
vermute mal um kapazitives Übersprechen zu minimieren.

Aber ab ein paar 100MHz lässt man alles weg ätzen.

Warum?

[Georg (Gast)]

Hi.
Also ich kenne es so, dass man bei einfachen Schaltungen möglichst alle 
großen Flächen mit Masse verbindet (Polygon in EAGLE und Name "GND"), 
einfach nur aus dem Hintergrund, dass wenn die Platine gefräst wird, 
nicht das ganze Kupfer entfernt wird.

Bei HF-Platinen werden die Masse-Vias gezogen, wenn noch andere 
Baugruppen auf der Platine vorhanden sind, mMn. Bei "richtig" hohen 
Frequenzen sind die Platinen meist auf die kleinstmögliche Maßeinheit 
angepasst und liegen meist auch als eigene Platine vor. Dort hat man 
dann die Möglichkeit, mit gegebenen Substrat ("FR4") und die breite der 
Leitungen die Wellenwiderstand zu beeinflussen. Stichwort hier: 
Mikrostreifenleitung (Wikipedia: Streifenleitung) und Koplanarleitung.

Aber eigentlich eine interessante Frage. Erst jetzt, wo du die Frage 
stellst, fällt mir das auf... Bei UHF-RFID-Geschichten (868 MHz) ist die 
Signalleitung von Vias umgeben, bei Patchantennen etc. aber nicht ^^

Btw: Mein allererster Beitrag hier. Grüße

[Stefan M. (derwisch)]

Es gibt da keine zwingenden Designregeln.
Im Selbstbau wird oft nur die Platinenunterseite als Massefläche 
verwendet.
An den nötigen Stellen wird dann eine Verbindung nach "unten" gemacht.

http://ra3wdk.qrz.ru/LNA.htm

Layouts, die zusätzlich auch noch viel Massefäche auf der Oberseite 
haben, bedeuten viel Arbeit, denn die müssen an vielen Stellen mit der 
Unterseite kontaktiert werden.
Ansosten baut man sich passive Resonatoren.

Sowas habe ich erlebt, als ich eine Platine in ein Weissblechgehäuse 
gelötet habe, aber "erstmal" nur in den Ecken mit dem Gehäuse verlötet 
habe.

Die Schaltung macht was sie wollte ( wildes Schwingen ).
Sogar ohne Gehäuse lief sie besser.

Erst als ich die Platine vollständig runderum mit dem Gehäuse verlötet 
hatte, war alles ok.

Sowas kann auch zwischen der unteren und der oberen Masseflche auf der 
Platine passieren, wenn man nicht genug Vias verwendet.

Eine Massefläche die auch auf der Bestückungsseite ist, hat allerdings 
Vorteile bei der Kühlung, falls nötig.

[Michael K. (Gast)]

Peter Z. schrieb:
> Aber ab ein paar 100MHz lässt man alles weg ätzen.

Bei niedrigen Frequenzen macht man sich keinen Kopp und füllt alles mit 
Masse auf weil das viele Probleme verhindert.
Diese mühseelige Sternmassenbetrachtung entfällt dann weitestgehend.
Schlitze in den Masseflächen verhindern dann noch die großflächige 
Ausbreitung vom digitalteil in den analogteil.

Bei schnellen Signalen braucht man eine definierte Impedanz und die 
bekommt man nur durch definierte Bedingungen.
Schau mal das an und achte auch auf das kleine Bild wenn Du die 
Vorauswahl veränderst.
http://www.leiton.de/leiton-tools-impedanz-kapazitaets-kalkulator.html

Undefiniert gefüllte Masseflächen versauen hier die definierten 
Bedingungen.

[Sven B. (scummos)]

Michael K. schrieb:
> Undefiniert gefüllte Masseflächen versauen hier die definierten
> Bedingungen.

So ist es. Die Unterseite mit Masse zu fluten ist deshalb notwendig und 
hilfreich, weil man dadurch eine definierte Impedanz bekommt. 
Irgendwelche Fragmente auf der Oberseite sind im Zweifel erstmal 
zusätzliche parasitäre Kapazitäten, Antennen oder Schwingkreise, die man 
nicht haben will. Wenn man also keine genaue Idee hat, welchen positiven 
Effekt so eine Massefläche haben wird, lässt man sie lieber weg.

Ich glaube dieses komische "alles mit Masse füllen" im NF-Bereich kommt 
auch eher davon, dass es Ätzmittel spart, als dass das im allgemeinen 
elektrisch sinnvoll wäre. Masse-Layer ja, aber mit irgendwelchen Zipfeln 
auf anderen Layern tut man sich im Zweifel keinen Gefallen.

[Michael K. (Gast)]

Sven B. schrieb:
> Ich glaube dieses komische "alles mit Masse füllen" im NF-Bereich kommt
> auch eher davon, dass es Ätzmittel spart, als dass das im allgemeinen
> elektrisch sinnvoll wäre.

Michael K. schrieb:
> Diese mühseelige Sternmassenbetrachtung entfällt dann weitestgehend.
Schlechte GND Verbindungen koppel massig Störungen in alle 
Schaltungsteile.
GND Flächen sparen oft die zusätzlichen Versorgungslayer.

Sehr ungleiche Masseflächenverteilungen führen auch zu PCB Verwölbungen 
bei Welle und Reflow.

Was mein Hersteller an Ätzmittel 'verbraucht' ist mir vollkommen egal.
Die haben super Recycling Prozesse dafür.