Hallo wie sieht es eigentlich beim Layouten von Platinen für Filter bezüglich Massefläche aus? Sollte man sie hier grundsätzlich weglassen wegen den (meist ungewollten) Kapazitäten, oder sollte man einfach etwas mehr Abstand zu den Leiterbahnen einstellen? Danke Mfg Sebastian
HF und Masseflächen vertragen sich oft nicht... Ich würde sie weg lassen
Grundsätzlich ist eine breite Masse sinnvoll. Bedenke: Die Masseführung ist genauso wichtig wie die Signalführung. Auch bei deinem 25 MHz Filter (was soll es denn werden?) würde ich die breite Masse behalten. Zumindest reduzierst du die Umgebungsabhängigkeit deines Filters. Ansonsten kannst du durch Hand-Auflegen die Filtercharakteristik beeinflussen...
Ingo L. schrieb: > HF und Masseflächen vertragen sich oft nicht Wer behauptet das? (Das ist eine ernstgemeinte Frage.)
Sebastian schrieb: > Sollte man sie hier grundsätzlich weglassen wegen den (meist > ungewollten) Kapazitäten, oder sollte man einfach etwas mehr Abstand zu > den Leiterbahnen einstellen? Ich hab die Masseflächen immer da gelassen und damit keine Probleme gehabt. Was die Verstimmung durch parasitäre Kapazitäten angeht: Wenn dein Tuning kritisch ist, dann musst Du nach der ersten Bestückung den Filter eh nochmal ausmessen und nachtunen. Hand bestückt und per Machine bestückt macht schon gerne mal 2pF Unterschied aus. Plan beim Layout also Pads für parallele Kondensatoren ein, damit Du beim Nachtunen auch die Chance hast die passende Kapazität auf die Platine zu bringen. Je nach Güte musst Du diesen Prozess auch zwei mal machen. Kommt vor. Wenn es ein Einzelstück ist, dann kannst Du dir das natürlich sparen.
Nils P. schrieb: > Hand bestückt und per Machine > bestückt macht schon gerne mal 2pF Unterschied aus. Woher kommt das? Durch ungenauere Platzierung? @ corrtexx: NEIN! Masseflächen müssen immer mit einbezogen werden bei höheren Frequenzen wegen dem Bezugspotential und der Abstrahlung einzelner Leitungselemente! Wenn du die Masse weglässt, muss du auch die Leiterbahnbreite und alles mögliche ändern um dem Wellenwiderstand nicht zu ändern. Gibt für sowas auch extra Rechner, aber das ist ein anderes Thema. HF-Layout ist pervers bei sowas. Sie vertragen sich, aber man muss genau wissen wie. Vorteil des TO: 25 MHz sind nicht hoch. Da wird das Weglassen der Masse noch nicht auffallen. Es wird den Filter zwar etwas verstimmen, aber nicht so hart wie zb bei mehreren GHz. Vergleicht mal die Werte der gewünschten Filterbauteile und der unerwünschten Parasiten. Und bedenkt die Toleranzen! Nachmessen wird man deshalb sowieso mal müssen, daher ist das die beste Option.
Grundsätzlich ist bei HF-Schaltungen eine Massefläche über die gesamte Leiterplatte beidseitig vorzuziehen. Die beiden Seiten sind aber an möglichst vielen Stellen Insbesonders an den Stellen wo die Schaltung auf Masse zugreift durchzukontaktieren. An 50 Ohm Leiterbahnen ist sogar links und rechts der Leiterbahn in regelmäßigen Abständen eine Durchkontaktierung zu setzen. Wer die Masseflächen bei HF Schaltungen komplett weglässt, darf sich nicht wundern, wenn die Schaltung nicht genau das tut was sie soll. Masseflächen haben auf Grund seiner enormen Breite eine geringe Induktivität pro mm Leiterbahnlänge. je schmaler und länger eine Leiterbahn ist, desto größer wird seine Induktivität. Man kann sich leicht in LTspice überprüfen was Induktivitäten in Reihe zum Masseanschluss ausmachen. Insbesonders wenn mehrere Masseanschlüsse einer Schaltung über eine gemeinsame Induktivität an Masse liegt. Das gilt schon selbst für so niedrige Frequenzen wie 25MHz dessen Wellenlänge ja weit kleiner als im 10m Bereich liegen, wenn man die Verkürzung durch das Dielektrikum des Leiterplattenmaterials mit berücksichtigt. Ralph Berres
Ingo Less schrieb:
>HF und Masseflächen vertragen sich oft nicht... Ich würde sie weg lassen
Unsinn, Hf-schaltungen werden durch großzügige Masseflächen erst
richtig stabil. Es gibt extra für HF-Schaltungen zweiseitige
Experimentierplatinen, wobei eine Seite komplett als Massefläche
ausgeführt ist. Dann kommen diese Schaltungen noch in Abschirmgehäuse,
also noch mehr Massefläche.
Ingo L. schrieb: > HF und Masseflächen vertragen sich oft nicht... Ich würde sie weg lassen Das ist mit Abstand der größte Blödsinn den ich je gelesen habe. Geh auf irgend eine Website von einem HF-Hersteller, nimm dir ein Bauteil und schau dir den Layout-Vorschlag an. Da wirst du von Masse und Massevias nur so erschlagen. Der Grund ist einfach: Wo Strom hin fließt, muss er auch wieder zurück. Wenn der Massepfad schlecht ist (geringer Querschnitt -> hoher Widerstand, hohe Induktiviät) wird natürlich das Gesamtsystem kaputt gemacht. Probier es aus - nimm ein Oszi und schau ein Rechtecksignal an (von mir aus auch das aus dem Taktgenerator am Oszi zum Tastkopf einstellen). Mit dem Masseclip den der Tastkopf dran hat. Dann verlängere diesen Masseclip um 20 cm und schau dir das Signal nochmal an. Wieso nimmt man Kupferflächen? Es ist sehr schwer vorherzusagen (und wenn überhaupt simulierbar) wo der Strom genau auf einer Massefläche zurückfließen will. Gibt man ihm eine Massefläche wählt er selbst den besten Weg (innerhalb der Massefläche). Je höher die Frequenz, desto eher fließt der Rückstrom direkt in der Nähe des Hinstroms. Wenn dieser Weg (aus elektrischer Sicht) "verbaut" ist (Ausschnitte im Kupfer) muss der Strom einen Umweg fließen. Das resultiert in einem höheren Widerstand / Induktivität (HF-Betrachtung, kein DC) und einer entsprechenden Degradierung des Signals. Darum macht man getreu dem Motto viel hilfe viel einfach viel Masse hin. Die parasitäre Kapazität die man damit einführt ist bedeutend weniger schlimm als die parasitären Elemente die man sich mit einer schlechten Masseführung einhandelt.
Ich kann mich den Vorrednern nur anschließen. Masseflächen sollten so breitflächig wie möglich ausgelegt werden, sonst gibt e, speziell bei Filtern "wunderschönes" Übersprechen mit entsprechenden Kurvenverzerrungen durch Streuinduktivitäten (Verkopplungen). Anbei ein Beispiel eines 20MHz-LPF im fliegenden Aufbau, aber auf einer durchgehenden Massefläche. (Die Sperrdämpfung kann hier durch ein bis zwei Abschirmungen zwischen den Stufen locker auf über 100db gebracht werden).
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