Hallo, mache ein PCB-Design mit geplanten 4-Layern und habe mich in letzter Zeit einwenig in die Thematik mit Ground- und Power-Planes eingelesen, jedoch sind noch ein paar Sachen unklar: Grundsätzlich möchte ich einen Layer als Ground-Plane und einen Layer als Power-Plane nutzen (4-Layer PCB). - welchen Layer verwende ich für was damit ich eine möglichst gutes EMV Verhalten erreiche, als störunempfindlich bin? - zum Ground-Layer: ich habe neben dem eigentlichen GND noch einen analogen- und einen Power-Ground. Wie mache ich das Design des Ground-Layers? Mache ich dort, wo z.B. meine ganzen analogen Sachen sind am Ground-Plane eine eigene Fläche für den analogen Ground, den ich dann an einem Punkt mit dem eigentlichen GND verbinde? Oder route ich an einem Signal-Layer alle analogen-GND sternförmig und führe dann vom Sternmittelpunkt eine Leitung auf den GND-Layer? - die selbe Frage eigentlich beim Power-Layer, da ich dort drei verschiedene Spannungen habe? LG
Üblich: 1: Signal 2: GND 3: Power 4. Signal Das mit der Trennung von AGND und DGND ist ein etwas heikles Thema, da liest man viel unterschiedliche Meinungen. Eine ungeschickte Trennung kann einem mehr schaden als nützen. Andererseits: Große Ströme (Spitzen) vom Digitalteil können einem in Analogteil ordentlich Ärger machen. Das ist ein weites Feld, ganz ohne Nachdenken bzw. mit Autorouter geht es manchmal nicht.
Guten Morgen, Wie kommt es eigentlich zu der Layer-Aufteilung? Die beiden mittlere Layer (Power und Ground) haben ja eine kapazitive Wirkung, wie wirkt sich das auf die Signale aus? Kann man sich das ähnlich vorstellen wie Entstörkondensatoren, die gegen Masse hohe Frequenzen ableiten? Gibt es eine empfohlene Signaleaufteilung zwischen oberen und unteren Signal-Layer (etwa analoge Signale und PWM-Signale zu trennen)? lg
Dazu hab ich auch noch ne Frage... macht es bei einem 4-Lagen Design Sinn, die beiden äußeren Flächen auch noch mit GND zu füllen? Oder macht das keinen Unterschied weil die ja eh durch Signale/Bauteile zerstückelt sind?
@ Mille (Gast): > Die beiden mittlere Layer (Power und Ground) haben ja eine kapazitive > Wirkung, ... Kann man sich das ähnlich vorstellen wie > Entstörkondensatoren, die gegen Masse hohe Frequenzen ableiten? Ja, so in der Art. Diese Plankapazitäten sind sehr induktionsarm und haben eine sehr geringe Impedanz. Diese beiden Eigenschaften sind für schnelle IC's als Abblockung ideal. Allerdings muss man beachten, das diese Plankapazität erst bei geringem Abstand der Vcc und GND Lage wirksam wird. Richtwert hier sind etwa 100µm Abstand, besser natürlich 50µm. > ... wie wirkt sich das auf die Signale aus? Naja, wenn die Stromversorgung stabil ist, kann es der Signalintegrität nur dienlich sein ... @ docean: > macht es bei einem 4-Lagen Design Sinn, die beiden äußeren Flächen auch > noch mit GND zu füllen? Das kann man pauschal so nicht beantworten und sorgt regelmässig für Diskussionen. Ich persönlich vermeide Aussenlagen zu fluten, ausser in Bereichen, die Kühlung benötigen (Spannungsregler). Ausserdem werden Impedanzen, wenn vorhanden, damit vermurkst (Stichwort Coplanare Impedanz). > Oder macht das keinen Unterschied weil die ja eh durch Signale/Bauteile > zerstückelt sind? Genau, das kommt erschwerent hinzu. Gruss Uwe
>Ausserdem werden Impedanzen, wenn vorhanden, damit vermurkst (Stichwort >Coplanare Impedanz). ? Tut mir leid versteh kein Wort...
Hallo docean, Impedanzen = Wellenleiter (such mal in diesem Forum oder google nach diesem Begriff) Grob gesagt geht es darum, dem Signal einen bestimmten Wellenwiderstand (hat nichts mit dem Ohmschen Widerstand zu tun) entgegenzusetzen, um negative Einflüsse auf die Signalintegrität zu minimieren, z.B. Signal-Reflexionen (das Signal wird an einer Stelle reflektiert, d.h. zurückgeworfen - quasie wie ein Echo) Gängige Werte sind 50 Ohm, 75 Ohm und 100 Ohm. Es gibt Single Impedanzen (einfache Leitung) oder Differentielle Impedanzen ( 2 Leitungen für ein Signal). Es gibt bedeutend mehr, das tut hier im Moment aber nichts zu Sache ... Die Impedanz ergibt sich aus: 1. Abstand Signallage zu GND/ Vcc Lage (der Referenzlage) 2. Leiterbahnbreite 3. Wert des Dielektrikums (dem Isoliermaterial, bei FR4 etwa 4.5) 4. Kupferstärke (z.B. 35µm) 5. Dicke des Lötstoplacks Besondere Fälle (z.B. Single Side Boards) benötigen zuweilen ebenfalls Impedanzen. Da hier der Referenzbezug zu einer Plane fehlt behilft man sich durch Coplanare Geometrien. Das heisst direkt neben einer Signalbahn verläuft links und rechts davon ein GND Leiterzug, dieser bildet die nötige Referenz. Als Bastler hat man bisher nicht so viel damit zu tun. Bei weiter sinkenden Flankenzeiten (T rise/ T fall) der IC's könnte sich das in mehr oder wenig naher Zukunft ändern. Gruss Uwe
aha ok das meinst du... mit wellenwiderstand kann ich was anfangen
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