Guten Morgen, ich hab den schon fast unglaublichen Fall, dass ich eine 4-Layer Platine habe, bei der ein Layer quasi nicht benutzt wird. Was soll ich damit machen? Zwei GND Layer und sie dann zusammen-stitchen? 🤔 Leer lassen? 🤔 Viele Grüße, Mampf
Ebenfalls mit GND füllen, wegen Kupfer-Balance. https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/kupfer-balance.html
Super G. schrieb: > Ebenfalls mit GND füllen, wegen Kupfer-Balance. > > https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/kupfer-balance.html Oh interessant - und "Kupfersymmetrie" auf der Seite. Danke!
Mampf F. schrieb: > Was soll ich damit machen? Für VCC nehmen - wenn du das gar nicht hast ist's eh egal 😀.
Beitrag #7521248 wurde vom Autor gelöscht.
Mampf F. schrieb: > Was soll ich damit machen? beide mit GND füllen. Extra "stitchen" ist unnötig. Brauchst du nur dort wo die GND plane kontaktiert wird und dort hast du ja zwingen ein Via. Klaus H. schrieb: > Für VCC nehmen - wenn du das gar nicht hast ist's eh egal 😀. Das ist in den meisten Fällen die schlechteste Lösung. Das ist sehr unvorteilhaft wenn ein Signal die Seite und damit auch das Bezugspotential wechselt.
Hallo timo W. Timo W. schrieb: >> Für VCC nehmen - wenn du das gar nicht hast ist's eh egal 😀. > > Das ist in den meisten Fällen die schlechteste Lösung. Das ist sehr > unvorteilhaft wenn ein Signal die Seite und damit auch das > Bezugspotential wechselt. Nein. Du verschenkst Dir damit die Möglichkeit eines großen, verteilten und damit sehr schnellen Abblockkondensators, den die beiden Layer dann bilden. Mal Abgesehen davon, das du zur Versorgung der Bauteile nur jeweils ein Via nach Vcc und GND benötigst. Es ist absolut üblich für high speed Anwendungen zwei komplette Layer als Versorgungslayer für Vcc und GND zu verwenden, und dann noch am besten die beiden Innenlayer, damit Vcc und GND möglichst dicht zusammen sind, und der Kondensator möglichst groß wird. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
Timo W. schrieb: > Das ist in den meisten Fällen die schlechteste Lösung. Mit Sicherheit nicht! Wenn alle Signalleitungen so kritisch sind, dass dein Einwand zum Tragen kommt, dann gibt es eben eine 6-lagige Karte. Normalerweise sind es nur wenige Signalleitungen überhaupt, die dann Probleme machen, z.B. GBit-Ethernet, und bei denen vermeidet man einen Lagenwechsel sowieso. Und das Signal wechselt nicht mal das Bezugspotential - GND und VCC sind zunächst mal wechselstrommäßig auf dem selben Potential und sollte es im Einzelfall kritischer sein, dann kann man auch neben der Signalvia einen VCC-GND-Blockkondensator anbringen um einen nahen AC-Kurzschluss herzustellen. Bernd W. schrieb: > Es ist absolut üblich für high speed Anwendungen zwei komplette Layer > als Versorgungslayer für Vcc und GND zu verwenden, und dann noch am > besten die beiden Innenlayer, damit Vcc und GND möglichst dicht zusammen > sind, und der Kondensator möglichst groß wird. Jein. Wenn die Flächen groß sind, dann scheint das auch suboptimal aus HF-Sicht zu sein. Irgendwelche Resonanzen, so dass die Grenzfrequenz der Entkopplung sinkt. Ich habe das lange Jahre gemacht, allerdings waren die VCC-Flächen immer nur etwa 4..5cm × 4..5cm groß, mit ein paar µH voneinander entkoppelt und bekamen einen Satz Entkopplungskondensatoren (so drei bis vier). Das brachte beste Ergebnisse bei der EMV-Prüfung und man sparte sogar noch Entkopplungs-Cs.
Ich gehe davon aus das jemand der eine 4 Lagen Platine designt dies tut weil sich die Signale auf 2 Lagen nicht mehr routen lasse oder die Impedanz wichtig ist. Bernd W. schrieb: > Es ist absolut üblich für high speed Anwendungen zwei komplette Layer > als Versorgungslayer für Vcc und GND zu verwenden, Ja das stimmt. Ich hab meine 4 Lagen Platinen auch Jahre lang so (GND+PWR auf den innelagen) designt. Warum? Weil es alle schon immer so gemacht haben und es im Layout Programm so voreingestellt war. Des hamma schon immer so gemacht! Bernd W. schrieb: > Du verschenkst Dir damit die Möglichkeit eines großen, verteilten > und damit sehr schnellen Abblockkondensators, den die beiden Layer dann > bilden. Hast du diesen "riesigen" Kondensator mal berechnet oder gemessen? Bei Testplatinen die ich gemessen hab war der <<1nF und auf bestückten Platinen messtechnisch nicht mehr zu finden. Außerdem möchte ich schnelle Stromspitzen überhaupt über die ganze Platine fließen lassen? Mir sind die lieber nur zwischen dem erzeugendem IC und den lokalen Abblockkondensatoren. Klaus H. schrieb: > Und das Signal wechselt nicht mal das Bezugspotential - GND und VCC sind > zunächst mal wechselstrommäßig auf dem selben Potential und sollte es im > Einzelfall kritischer sein, dann kann man auch neben der Signalvia einen > VCC-GND-Blockkondensator anbringen um einen nahen AC-Kurzschluss > herzustellen. Es wechselt HF mäßig das Bezugspotential. Der Rückstrom fließt bei HF Signalen direkt unter der Leiterbahn zurück. Bei einem Lagenwechsel ist da eine durchaus relevante Impedanz. Der Abblockkondensator neben einem Signal Via is da die übliche Notlösung, ja. Eine GND Lage in identischem Abstand neben jeder Signal Lage ist aber die beste Lösung. Aus gründen der Signal Integrität, Übersprechen und EMV möchte man eine GND Plane neben jedem Signal Layer. Für die Power Integrität mag eine Powerplane besser sein. Ich habe auf einer EMV Layout Schulung Testplatinen zum messen bekommen. Die Effekte durch fehlenden GND Layer oder die Kondensatoren neben Signal VIAs lassen sich real messen. Schon bei digitalen Signalen mit wenigen MHz. Den "Superkondensator" konnte ich auf Platinen mit bestückten Kondensatoren dagegen nicht messen. Daher halte ich mittlerweile den Aufbau mit zwei GND Lagen für universeller. Wer wirklich eine Power Plane braucht wechselt wahrscheinlich besser auf 6 Lagen. Ausnahmen gibt es natürlich immer. Bei mehr als 4 Lagen hat man üblicherweise eine GND Lagen neben jeder Signal Lage und das aus gutem Grund.
Hallo Klaus H. Klaus H. schrieb: >> Es ist absolut üblich für high speed Anwendungen zwei komplette Layer >> als Versorgungslayer für Vcc und GND zu verwenden, und dann noch am >> besten die beiden Innenlayer, damit Vcc und GND möglichst dicht zusammen >> sind, und der Kondensator möglichst groß wird. > > Jein. Wenn die Flächen groß sind, dann scheint das auch suboptimal aus > HF-Sicht zu sein. Irgendwelche Resonanzen, so dass die Grenzfrequenz der > Entkopplung sinkt. Das irgendetwas in Resonanz kommt, dieses Problem besteht leider grundsätzlich immer. Zusätzliche Kondensatoren ziehen die Resonanzfrequenz(en) nach unten in Bereiche, wo sie nicht mehr stört. Und über das LC Verhältnis wird die Güte des Schwinkgreises ebenfalls kleiner. Und High Speed und HF sind ähnlich, aber nicht gleich.... > Ich habe das lange Jahre gemacht, allerdings waren die VCC-Flächen immer > nur etwa 4..5cm × 4..5cm groß, mit ein paar µH voneinander entkoppelt Drosseln bringen die Resonanzfrequenz ebenfalls nach unten, aber das LC Verhältnis verschiebt sich zu höheren Güten hin, wenn Du nicht zusätzliche Dämpfung hineinbringst. Mit Drosseln kannst Du natürlich relativ einfach eine dämpfende Komponente in das schwingungsfähige Gebilde bringen. Entweder durch die (Eisen)Verluste der Drossel selber, oder dadurch, dass sie mit einem Widerstand 50- ein paar Hundert Ohm parallel geschaltet wird. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
Timo W. schrieb: > Bei > Testplatinen die ich gemessen hab war der <<1nF und auf bestückten > Platinen messtechnisch nicht mehr zu finden. Klar hat der nur pF, aber die sind für den Bereich von mehreren hundert MHz zuständig - das schafft man mit diskreten SMD kaum noch. Bernd W. schrieb: >> Ich habe das lange Jahre gemacht, allerdings waren die VCC-Flächen immer >> nur etwa 4..5cm × 4..5cm groß, mit ein paar µH voneinander entkoppelt > > Drosseln bringen die Resonanzfrequenz ebenfalls nach unten, aber das LC > Verhältnis verschiebt sich zu höheren Güten hin, wenn Du nicht > zusätzliche Dämpfung hineinbringst. Das hast du vielleicht falsch verstanden. Die VCC-Flächen der genannte Größe waren Inseln, von denen aus der IC oder auch ein paar kleiner versorgt wurden. Damit diese genannte Resonanz erst ab dem GHz-Bereich eintritt, wurden die Inseln mit der Induktivität HF-mäßig von den Zuleitungen und anderen Inseln abgetrennt. Der Plattenkondensator (70µ Coredicke) hatte einige 10p - 100pF und war für die Entkopplung oberhalb einigen hundert MHz zuständig. Es gab natürliche mehrere solcher Inseln auf einer Platine. Diese Methode hatte ein gewisser Dirks in den 90er Jahren vorgestellt, das hat sich sicherlich inzwischen deutlich weiterentwickelt. Wir waren jedenfalls in der Abteilung damals so erfolgreich damit, dass andere es nachmachen mussten ...
Hallo Timo W. und Klaus H. Timo W. schrieb: > Bernd W. schrieb: >> Es ist absolut üblich für high speed Anwendungen zwei komplette Layer >> als Versorgungslayer für Vcc und GND zu verwenden, > > Ja das stimmt. Ich hab meine 4 Lagen Platinen auch Jahre lang so > (GND+PWR auf den innelagen) designt. Warum? Weil es alle schon immer so > gemacht haben und es im Layout Programm so voreingestellt war. Des hamma > schon immer so gemacht! Naja, ich bin mit einseitigem und dann zweiseitigem Layout "aufgewachsen" und da gab es das prinzipbedingt so nicht. Das mit Versorgungslayern zu lösen war dann irgendwann der nächste Lernschritt. ;O) Bei zweiseitigen Platinen hatte ich zwar auch nur eingeschränkte "Versorgungslayer" bzw. Masseinseln, aber so habe ich damit angefangen. >> Du verschenkst Dir damit die Möglichkeit eines großen, verteilten >> und damit sehr schnellen Abblockkondensators, den die beiden Layer dann >> bilden. > > Hast du diesen "riesigen" Kondensator mal berechnet oder gemessen? Bei > Testplatinen die ich gemessen hab war der <<1nF und auf bestückten > Platinen messtechnisch nicht mehr zu finden. Gerade mal auf die Schnelle nachgerechnet für eine Eurokarte 100 x 160 mm, Epoxyd mit Epsilonr ~ 4, epsilon0 zu 8.8542 e-12 As/Vm und 0,5mm Abstand zwischen den Versorgungslayern gibt 1,13nF. Immerhin, bei steilen Flanken ist das schon eine Nummer. > Außerdem möchte ich schnelle Stromspitzen überhaupt über die ganze > Platine fließen lassen? Mir sind die lieber nur zwischen dem erzeugendem > IC und den lokalen Abblockkondensatoren. Die lokalen Abblockkondensatoren lässt Du ja nicht weg, die Fläche ist ja nur das Sahnehäubchen obenauf, und wie Klaus H. oben schrieb, die Anbindung an Vcc erfolgt ja auch nicht direkt, sondern über Drosseln, die ich eben auch gerne noch zusätzlich durch Parallelwiderstände bedämpfe. Ok, ich mach mit Schaltnetzteilen rum, da sieht das Topologie und Bauteilbedingt sowieso meist gröber aus. Klaus H. schrieb: >>> Ich habe das lange Jahre gemacht, allerdings waren die VCC-Flächen immer >>> nur etwa 4..5cm × 4..5cm groß, mit ein paar µH voneinander entkoppelt >> Drosseln bringen die Resonanzfrequenz ebenfalls nach unten, aber das LC >> Verhältnis verschiebt sich zu höheren Güten hin, wenn Du nicht >> zusätzliche Dämpfung hineinbringst. > Das hast du vielleicht falsch verstanden. Die VCC-Flächen der genannte > Größe waren Inseln, von denen aus der IC oder auch ein paar kleiner > versorgt wurden. Damit diese genannte Resonanz erst ab dem GHz-Bereich > eintritt, wurden die Inseln mit der Induktivität HF-mäßig von den > Zuleitungen und anderen Inseln abgetrennt. Das habe ich schon so verstanden. ;) So ähnlich mache ich das oft mit Vcc/GND Flächen, die keine Stromanbindung versorgen müssen. Die binde ich mit 100 Ohm Widerständen vorzugsweise an mehreren Stellen an die Vcc/GND Flächen/Leiterbahnen/Strukturen die Strom tragen müssen an. Ok, sind Widerstände statt Drosseln, nicht ganz so wirkungsvoll aber breitbandiger. Und ich finde es sinnvoll dämpfende Elemente einzubringen, weil ich die Störungen dann schneller Verwärme. Speziell Drosseln mit ferromagnetischem Kern haben zwar auch oft gut Dämpfung, aber durch die Sättigung und das nichtlineare Ferrit habe ich mir schon öfters zusätzliche Störungen erzeugt. Speziell wenn Drosseln hart in die Sättigung gehen. Luftspulen oder Widerstände sind da gutmütiger. Ok, ich bastle mit Ausschlachtmaterial, und gerade bei SMD Drosseln 1206 und kleiner ist es schwer, den Typ zu bestimmen, und gerade bei Drosseln für die Entstörung von Datenleitungen möchte man Drosseln, die bei einem der Leitung entsprechenden Strom in die Sättigung gehen und sich so selbst aus dem Strompfad eliminieren. Die Teile können dann bei der Entstörung von was anderem sehr zickig sein. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
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Timo W. schrieb: > Ich gehe davon aus das jemand der eine 4 Lagen Platine designt dies tut > weil sich die Signale auf 2 Lagen nicht mehr routen lasse oder die > Impedanz wichtig ist. Hmm ja oder einfach damit man einen GND-Layer hat, weil man ein 20W-schluckendes Monster auf der Platine hat 😁 Das Bildchen zeigt den 3ten Innenlayer, den ich dann mit GND gefüllt habe - da haben sich polygone für 3,3V, 5V oder 1,8V nicht wirklich gelohnt.
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Mampf F. schrieb: > da haben sich polygone für 3,3V, 5V oder 1,8V nicht wirklich > gelohnt. Polygone/Splie power plane ist schon fast das schlimmste was man machen kann wenn schnelle und/oder digitale Signale auf dem Signal Layer diese Polygon grenzen kreuzen. Kann man zwar auch mit Kondensatoren verbinden aber schön ist was anderes. Die Leitungen im GND Layer sind auch nicht ohne wenn Signale diese kreuzen. Lässt sich in deinem Fall aber einfach Lösen indem direkt neben dem Signal (alle 4 Ecken)die GND Flächen mit Vias verbunden werden. Für Signale sind durchgehende GND Flächen am schönsten :)
Timo W. schrieb: > Für Signale sind durchgehende GND Flächen am schönsten :) Ohne Zweifel. Aber wenn das bedeutet, dass man zwei Lagen mehr bräuchte und dir der Kaufmann im Nacken sitzt, dann muss man eben genau überlegen und untersuchen, welche Alternativen auch noch funktionieren. Und das im Zusammenhang mit nur einseitiger Bestückung, denn auch das ist billiger.
Anstelle von Drosseln zur Daempfung empfehle ich Ferrite. die gibt's in allen Groessen, ich verwende 1206 fuer Logik Speisungen und 0603 fuer einzelne Signale. Dann gibt's noch 4 kanal Ferrite in einem 1206 quer identisch zu 4fach Widerstaenden in einem 1206 quer. Die verwende ich zB fuer SPI, oder UART ueber einen Stecker
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Bearbeitet durch User
Hallo Purzel. Purzel H. schrieb: > Anstelle von Drosseln zur Daempfung empfehle ich Ferrite. die gibt's in > allen Groessen, Jain. Ferrite sind ja nur um ferromagnetische Materialien verstärkte Drosseln. Dadurch werden sie sehr kompakt , aber mit dem Ferromagnetismus handelst Du dir auch Probleme ein. Ferromagnetische Materialien gehen halt irgendwann in eine Sättigung, und das deutlich nichtlinear und oft auch nicht gleichmäßig über das komplette Volumen, weil der Ferrit Kristalle bildet, die mehr oder weniger grob sind und immer anders orientiert. Du hast also A) eine maximale Stromstärge, bis zu der das mit dem Ferrit überhaupt noch funktioniert. Luftspulen dagegen funktionieren bis sie schmelzen. B) die nichtlinearität und das granulare des Ferrits machen ein Rauschen in der Induktivität, wohingegen reine Luftspulen rauschfrei sind, bis auf das Widerstandsrauschen des sehr niederohmigen Drahtes. Wenn in einem Ferrit magnetische Domänen kippen, kann das sehr schnell geschehen, d.H. du erzeugst dort u.U. einen sehr steilen Puls mit breitem Spektrum. C) an der Nichtlinearität können Mischeffekte auftreten. Technisch wurde das in Transduktoren und magnetischen Verstärkern und Mischer genutzt. Eine verdrehte Bauform von Transduktor habe ich noch selber vor ca. 15 Jahren verwendet, um eine Hochspannung an eine Konstandstromquelle zur Zündung eines Lichtbogens anzukoppeln. > ich verwende 1206 fuer Logik Speisungen und 0603 fuer > einzelne Signale. Dann gibt's noch 4 kanal Ferrite in einem 1206 quer > identisch zu 4fach Widerstaenden in einem 1206 quer. Die verwende ich zB > fuer SPI, oder UART ueber einen Stecker Speziell zum Entstören von Datenleitungen werden gerne Ferrite verwendet, die bei den Signalströmen in die Sättigung gehen. Dadurch werden die Leitungen ohne Signal durch die hohe Drosselwirkung rauschfreier (weil das Rauschen aus dem Ferrit ohnehin sehr klein ist, und geht ein Ferrit durch ein Signal in die Sättigung, hat er nur geringe Drosselwirkung. Ein Ferrit, der komplett in der Sättigung ist, rauscht auch nicht. Das rauschen kommt aus dem Kippen der Domänen. können keine mehr kippen, kann auch nichts rauschen. Meine "Abers" oben dürften für Deinen Fall darum unerheblich sein. Speziell Ferrite zur Entstörung haben hohe Eisenverluste, die eventuelle Resonanzen und Schwingeffekte in DC Versorgungsleitungen Dämpfen können. Spulen müsstest Du dazu extern mit einem induktivitätsarmen Widerstand Brücken. Welche der beiden Methoden in einem konkreten Fall sinnvoll ist, hängt an den Randbedingungen. Ich bin mit einem Ferrit in der Eingangsbeschaltung eines analogen Operationsverstärkers mal heftig auf die Nase gefallen, weil das Teil so leicht in die Sättigung ging, dass mein Signal auf jeder Halbwelle zwei "Beulen" bekam, einmal wenn der Ferrit in die Sättigung ging, und einmal wenn er wieder herauskam. Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic http://www.l02.de
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