Adapter PCB Analog +/-10V

[Remo H. (remoeggel)]

Hallo Forum

Ich erstelle gerade ein Adapter-PCB mit KiCAD.
Da ich noch nicht viel Erfahrung im PCB-Design habe, wollte ich mal 
nachfragen wo es in meinem Design Probleme gibt.

Unsere Signale sind jeweils 0-10V (obwohl das NI +/-10V kann).

Es gibt 32 Analogkanäle die von D-SUB 9 (DEWESoft-Pinbelegung) auf einen 
Grossen D-SUB 37 (NI-9205 Pinbelegung) geroutet werden.

Die grossen Kupferflächen auf TOP und BOTTOM liegen auf Analog-COM.
Handle ich mir mit diesen grossen Flächen evtl. Störungen ein?
Und wie sieht es mit dem Routing der 32 Signalleitungen aus?

Besten Dank für's drüber schauen.

Freundliche Grüsse
Remo

[Christian M. (christian_m280)]

Du hast Pin 7 an den SUB-D nicht angeschlossen.

Gruss Chregu

[Remo H. (remoeggel)]

Hallo Chregu

Doch... liegt doch auf COM, wie Pin 4.

Gruss Remo

[Christian M. (christian_m280)]

Jetzt seh' ich's! Auf Bild 06.

Gruss Chregu

[Remo H. (remoeggel)]

Chregu...
Zum Design selber und zu meinen angesprochenen Punkten hast du nichts zu 
sagen? ;-)

Gruss
Remo

[Falk B. (falk)]

Remo H. schrieb:

> Unsere Signale sind jeweils 0-10V (obwohl das NI +/-10V kann).

Ist praktisch das Gleiche.

> Es gibt 32 Analogkanäle die von D-SUB 9 (DEWESoft-Pinbelegung) auf einen
> Grossen D-SUB 37 (NI-9205 Pinbelegung) geroutet werden.
>
> Die grossen Kupferflächen auf TOP und BOTTOM liegen auf Analog-COM.

Wieviele Lagen soll deine Platine denn haben? 4? Das ist eher Overkill. 
2 reichen hier locker. Eine Seite Masse, auf der anderen die Signale

> Handle ich mir mit diesen grossen Flächen evtl. Störungen ein?

Ohje. Kommt jetzt die Masseflächenangst?

> Und wie sieht es mit dem Routing der 32 Signalleitungen aus?

An sich OK, aber dafür reichen 2 Ebenen.

Aber die Gehäuse deiner Stecker liegen auf undefiniertem Potential. 
Meistens werden die auch auf Masse angeschlossen, denn dort liegt der 
Schirm drauf.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Remo H. schrieb:
> wollte ich mal nachfragen wo es in meinem Design Probleme gibt.
Was sagen ERC und DRC?

> Und wie sieht es mit dem Routing der 32 Signalleitungen aus?
Da kann man nicht viel falsch machen...

> Handle ich mir mit diesen grossen Flächen evtl. Störungen ein?
Die Flaächen bereiten kein Problem, das eigentlich Interessante ist in 
dieser Schaltung aber nicht zu sehen: wie werden diese Analogsignale 
erzeugt? Sind das Sensoren, die mit GND und irgendeiner Vcc versorgt 
werden? Wie verläuft diese Versorgung? Bekommst du da evtl. 
Masseschleifen, über die dann Störungen einkoppeln (als "Brummschleife" 
bekannt).

Falk B. schrieb:
> Aber die Gehäuse deiner Stecker liegen auf undefiniertem Potential.
> Meistens werden die auch auf Masse angeschlossen
Meine kommen meist auf PE. Und auch GND geht über spannungsfeste 
Kondensatoren nach PE.

[Remo H. (remoeggel)]

Hallo Falk und Lothar

Falk B. schrieb:
> Wieviele Lagen soll deine Platine denn haben? 4? Das ist eher Overkill.
> 2 reichen hier locker. Eine Seite Masse, auf der anderen die Signal
Mein PCB hat auch nur 2 Lagen.
Hab nur auf den einen Bildern die zwischenflächen, welche mit COM 
verbunden sind (oben und unten) ausgeblendet.

Falk B. schrieb:
> Ohje. Kommt jetzt die Masseflächenangst?
Evtl. ;-)

Lothar M. schrieb:
> Was sagen ERC und DRC?
DRC und ERC sind beide OK.

Lothar M. schrieb:
> wie werden diese Analogsignale erzeugt?
Die Signale kommen aus einem Telemetrie Decoder (der eben diese NI-9205 
Pinout hat, mit COM und AI0-AI31).

Gruss
Remo

[Falk B. (falk)]

Remo H. schrieb:
>> Wieviele Lagen soll deine Platine denn haben? 4? Das ist eher Overkill.
>> 2 reichen hier locker. Eine Seite Masse, auf der anderen die Signal
> Mein PCB hat auch nur 2 Lagen.
> Hab nur auf den einen Bildern die zwischenflächen, welche mit COM
> verbunden sind (oben und unten) ausgeblendet.

OK. Aber auch da ist es sinnvoll, möglichst eine durchgehende 
Massefläche zu schaffen und nicht zwei "halbe Masseflächen" oben und 
unten. Denn die Schutzwirkung der Massefläche gegen induktive 
Einkopplung besteht darauf, die Leiterschleife zwischen Signal und 
Masse(fläche) zu minimieren. Dort, wo oben und unten Leitungen liegen 
und somit keine Massefläche, hast du ein Loch. Wie kritisch das am Ende 
ist, hängt von der Störumgebung und den Ansprüchen an dein Signal ab.
Du solltest versuchen, alle Signale möglichst auf einer Seite zu führen 
und die andere möglichst vollflächig Masse zu lassen. Du brachst auch 
keine Masse auf der Seite der Signale, das ist reine Kosmetik.

[Remo H. (remoeggel)]

So...
Hab nun ein paar änderungen gemacht:
-> signale alle auf Ebene Bottom
-> COM von Analog als Fläche auf Layer TOP

Was sagt Ihr nun dazu sollte besser sein oder?

Grüsse
Remo

[Falk B. (falk)]

Remo H. schrieb:
> Was sagt Ihr nun dazu sollte besser sein oder?

Ja, aber einige Dinge sind noch fragwürdig.

Die Leitungen, welche schräg an Pin 1 vorbei gehen (rechte Seite), haben 
vermutlich zu wenig Mindestabstand.
Den Abstand der Leitungen kann man auf dem PNG mangels Auflösung nicht 
erkennen.
Man sollte die Leitungsbreite und den Mindestabstand sinnvoll festlegen. 
Es gilt praktisch immer.

So einfach wie möglich, so komplex wie nötig.

Bei der Platte reichen 0,3mm Mindestbreite und Abstand, auch wenn die 
meisten Hersteller 0,2 oder sogar 0,15mm als Standard anbieten.

Deine Schirme der 9-poligen D-SUB sind immer noch nirgendwo 
angeschlossen.

[Remo H. (remoeggel)]

Hallo Falk

Falk B. schrieb:
> Deine Schirme der 9-poligen D-SUB sind immer noch nirgendwo
> angeschlossen.
Ja das mit dem Schirm ist so eine Sache. Ich weiss nicht so recht, wie 
dies zu handhaben ist. Da ja der Decoder von der Telemetrie bereits den 
D-SUB 37 auf Erde legt und Das DAQ die Leitungen welche auf die D-SUB 9 
gehen.
Verbinde ich nun alle miteinander, riskiere ich dann nicht eine 
Erdschleife (Brummschleife)?

[Falk B. (falk)]

Remo H. schrieb:
> Verbinde ich nun alle miteinander, riskiere ich dann nicht eine
> Erdschleife (Brummschleife)?

Kann sein, muss nicht. Du kannst ja Drahtbrücken oder 0 Ohm Widerstände 
vorsehen, dann kannst du testen und entscheiden.

[Rene K. (xdraconix)]

Falk B. schrieb:
> Die Leitungen, welche schräg an Pin 1 vorbei gehen (rechte Seite), haben
> vermutlich zu wenig Mindestabstand.
> Den Abstand der Leitungen kann man auf dem PNG mangels Auflösung nicht
> erkennen.

Sehe ich auch so. Da ist so viel Platz auf der Platine das man den 
Mindestabstand um ein Vielfaches erweitern kann. Und da das Auge meist 
auch mit isst... Den gleichen Abstand für alle nutzen.