Forum: Platinen Impedanzen von Leiterbahnen mit Vias


von Motion97 (Gast)


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Hallo,
ich hätte eine frage zu vias in Leiterbahnen mit geplanter Impedanz, zB 
50 Ohm.
Wenn ich jetzt diese Leitungen mit Vias auf andere Ebenen Verlege gibt 
es für diese Vias anforderungen wie bei den Leiterbahnen?
Bei den Leiterbahnen arbeitet man ja mit der Breite, bei den Vias mit 
dem Durchmesser?
(Das der return-path eventuell auch Vias benötigt ist mir bewusst)
Vielen dank schonmal im Voraus

von Christian B. (luckyfu)


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ein Via verursacht, ebenso wie jede Lötstelle, eine Störstelle, d.h. 
dort wird die Impedanz nicht eingehalten. Das führt zu Reflexionen und 
deshalb sollte man Vias so gut es geht vermeiden auf Impedanzgeführten 
Leitungen. Wenn Sie sich nicht vermeiden lassen, sollte man so wenig wie 
möglich verwenden und möglichst bei allen Impedanzleitungen, welche zu 
einem Kanal gehören gleich viele idealerweise an ähnlichen Stellen, 
einsetzen. Achja: Neben ein Via gehören, wenn der Rückstrompfad die 
Bezugsfläche wechselt, auch immer noch einige, (mindestens 1) GND Via, 
oder kleiner SMD Kondensator (1nF o.ä. je kleiner desto besser von der 
Baugröße) zwischen die Bezugspotentiale (Falls der Rückstrompfad von 
einer GND zu einer VCC Plane wechselt) damit der Rückstrom möglichst 
ohne Umweg dem Signalpfad folgen kann. Machst du das nicht vergrößerst 
du deine Störstelle, die das Via verursacht.

von Wolfgang (Gast)


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Christian B. schrieb:
> ein Via verursacht, ebenso wie jede Lötstelle, eine Störstelle, d.h.
> dort wird die Impedanz nicht eingehalten. Das führt zu Reflexionen und
> deshalb sollte man Vias so gut es geht vermeiden auf Impedanzgeführten
> Leitungen.

Ob diese Reflektionen irgendeine praktische Bedeutung haben, hängt von 
der Länge der Störstelle und der Signalbandbreite ab.

von Christian B. (luckyfu)


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Wolfgang schrieb:
> Ob diese Reflektionen irgendeine praktische Bedeutung haben, hängt von
> der Länge der Störstelle und der Signalbandbreite ab.

Ja freilich und auch immer von der Anstiegsgeschwindigkeit eines 
Signals. Die Signale haben in der Regel Toleranzen, mit denen Sie 
umgehen können. Die Frage ist halt: wie störsicher baue ich mein Gerät. 
Wenn dann nämlich noch 2m Kabel dazu kommen, wo die Impedanz vielleicht 
auch nicht richtig stimmt, dann kann es durchaus sein, dass am anderen 
Ende nur noch Murks ankommt, wenn neben dem Gerät ein anderes gestartet 
wird. Solche sporadischen Fehler sind echt schwer zu finden, vor allem, 
weil auch nicht jeder die Meßtechnik und das Wissen hat, um die 
Signalintegrität richtig erfassen und bewerten zu können. Jede 
Störstelle, die man einbaut, verändert die Signalintegrität zum 
negativen. 2 Lötstellen hat man mindestens, die kann man nicht 
vermeiden. Eine davon (Die am Sender) ist aber Bedeutungslos, da sie 
innerhalb der Länge der ersten Signal-halbwelle liegt. Störungen hier 
werden vom Sender direkt kompensiert. Die Frage ist daher: Wieviele 
Störungen sind zu viele? Es ist ja, wie ich bereits andeutete, 
keineswegs so, dass das Interface gar nicht geht. Das kommt eher selten 
vor. Normalerweise funktioniert das am Anfang, die Probleme kommen halt 
sporadisch und nehmen immer mehr zu. Der Übergang ist somit fließend. 
Gerade, wenn man sich noch nicht so gut mit der Materie auskennt, sollte 
man versuchen, alle Störstellen, die man vermeiden kann, auch zu 
vermeiden. Da ist es durchaus sinnvoll, die impedanzgeführten Leitungen 
zu allerserst zu ziehen, damit diese so kurz wie möglich sind und so 
wenig wie mögliche Lagenwechsel haben. Wenn nötig dann so nah wie 
möglich am Sender. Wenn man dann erste Erfahrungen damit gesammelt hat, 
kann man mutiger werden. Irgendwann wird man dann einen Punkt finden, an 
dem man zu mutig war. Achja, die weiteren Routingregeln (wie z.b: eine 
durchgehende!!! Signalbezugsfläche) bleiben davon natürlich unberührt, 
das sehe ich als vorhandenes Wissen an, wenn man sich mit derartigen 
Leitungen beschäftigt.

von Georg (Gast)


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Motion97 schrieb:
> eine frage zu vias in Leiterbahnen mit geplanter Impedanz

Planen kann man viel (Brecht: er macht sich einen Plan...), es geht eher 
um "kontrollierte Impedanz": der LP-Hersteller misst die Impedanz nach 
und schickt ein Protokoll mit. Leider kostet das einiges.

Natürlich kann man selbst planen und das einfach mal so fertigen lassen, 
aber das kann so rauskommen wie man berechnet hat oder auch nicht, und 
nicht jeder kann die Impedanz einer Leiterbahn selbst messen - ganz 
abgesehen davon dass es dann zu spät ist.

Die Berechnung der Impedanz von Vias ist alles andere als trivial, ich 
würde die Vias so auslegen dass der Leitungsquerschnitt im Via ähnlich 
ist wie der der Leiterbahn. Bei durchgehenden Vias sind Stichleitungen 
unvermeidlich, aber das kann man nur verhindern, indem man Vias nur von 
der Ausgangs- zur Ziellage anlegt, aber das ist sauteuere Sondertechnik 
und nur in Extremfällen interessant.

Georg

von Wühlhase (Gast)


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Vias reflektieren ein wenig kapaztitiv, aber eben wenig. Wenig genug, 
daß es im Allgemeinen kein Problem ist, ein oder zwei Vias in der 
Leitung zu haben.

Da gibt es übrigens auch Versuche und Messungen dazu, sodaß du dir ein 
eigenes Bild davon machen kannst.

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