Ich suche ein gutes Buch zu dem Thema Schaltungsdesign. Es geht mir vor
allem um Details zum Layout, also z.B.
- Leiterbahngestaltung hinsichtlich HF, LVDS signalling
- Strombelastung von Leiterbahnen
- Ground-Konzepte
- Hf-Tauglichkeitsaspekte allgemein
- Stecker und HF
- Berechungsformeln und Simulationsmöglichkeiten
Vom Inhaltsverzeichniss schon einmal sehr viel versprechend. Dennoch
107,- ist schon viel für 255 Seiten. Ich werd einfach mal die Fliegen in
meinem Portmonee fragen ob ich mir das als Student leisten soll :)
Hallo E.M. und Michael H.
>> J. Händschke: Leiterplattendesign>> http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:p_tH5bkMF58J:www.ulb.tu-darmstadt.de/tocs/17921750X.pdf+J.+H%C3%A4ndschke+Leiterplattendesign&hl=de&gl=de&pid=bl&srcid=ADGEESiPc-0mRsSR4Z0HrE-qKEwFXE6tiDCV4fIOniuo-CI2GTW52qVg5sZ_XeNOctR1weA-cvYCj-OcIhJLGLI7Cv05RkhLByPLrbfdYUXHjJIRQspVcFrEmvNLgftanc8akPiIxlyr&sig=AHIEtbSyNjIPewMVZGc56Ej9T6maeHZ_dg> Das habt ihr sicher in der Bib. Und falls es wirklich nicht gelistet> ist, kannst du es anfordern.
Leider kannst Du mittlerweile die Unibibliotheken vergessen, weil die
aus Geldmangel total ausgeblutet sind.
Ich war letztens bei meiner "Alma Mater", weil ich dort Einblick in die
EN60617-3 nehmen wollte. "Früher", so bis zum Ende des letzten
Jahrtausends, befanden sich die gängigen Normen alle im Präsenzbestand.
Und Schaltzeichen gehörten an einer Uni, in der E-Technik unterrichtet
wird, zu den gängigen Normen.
Jetzt sind alle Normen und überhaupt der allergrößte Teil des
Präsenzbestandes, als "elektronische Resource" verfügbar. Das ist
erstmal kein Nachteil, weil sich in elektronischen Resourcen besser
suchen lässt, und im Präsenzbestand schlägt man ja im allgemeinen nur
kurz was nach.
Dummerweise fand sich von den ganzen EN60617 Kram nichts ausser dem
Inhaltsverzeichnis in dieser Resource. Für eine konkrete Einsicht poppte
ein Bestellbutton des Beuth Verlages auf, für mich privat, nicht für die
Uni......
Nachfragen bei der Aufsicht ergab, das an der Unibibliothek Hannover
(ca. 270 km entfernt) die EN60617 physikalisch (d.h. als Papier) im
Präsenzbestand zur Einsicht vorlägen.
Beim Verlassen der Bibliothek sah ich dann neben der Ausgangstüre einen
großen Drahtklorb mit ausgesonderten Büchern die verschenkt wurden.
Stöbern darin brachte ein "Practical Electronics Handbook" von Ian
Sinclair und John Dunton in der sechsten Auflage von 2007 (ISBN
0-7506-8071-7). Das führt zurück zur original Fragestellung des TO:
dieses Buch enthält ein Kapitel "Computer Aids to Circuit Design" in dem
viele Randbereiche angeschnitten werden, über die man sonst kaum etwas
findet. Allerdings ist es kein Lehrbuch, sondern ein Handbuch, d.H. man
sollte schon wissen, wonach man sucht. Ausserdem ist das Kapitel
verhältnismäßig kurz, und 2007 ist in dem schnell veränderlichen Umfeld
auch nicht ganz frisch, wenn gleich ich die Informationen nicht als
veraltet bezeichnen möchte.
Jedenfalls gestehe ich, kein explizites Lehrbuch über Platinenlayout zu
kennen, ausser den Ausbildungsunterlagen des FED. Was nicht heisst, dass
es keine gibt. Darum werde ich mir den oben genannten Häntschke
tatsächlich mal ansehen wollen.
Mein Wissen über Platinenlayout ist mündlich tradiert (Von Kollegen und
Lieferanten), aus Zeitschriftenartikeln und Buchkapiteln, den FED
Unterlagen und eigene, bittere, Erfahrung. Das heisst, ich musste mir
das ganze selber zusammensuchen. Das geht heute mit dem Internet viel
einfacher als früher, aber manche Themen werden trozdem nicht abgedeckt.
Wichtig bei der Suche im Internet ist, die richtigen Begriffe zu
erkennen bzw. zu erraten und konkret danach zu suchen. Beim "Raten" ist
eine gute Allgemeinbildung sehr hilfreich. Und, ja, natürlich, eine
elektrotechnische Grundausbildung ist schon nützlich zum Verstehen der
Texte.
Eine gute Quelle sind auch die Hinweise, die Leiterplattenhersteller
geben. Z.B.
http://www.precoplat.de/si_tpl/procurement06.php?cnt=cnt_sitemap.phphttp://www.ilfa.de/Publikationen
Wenn man dort etwas nicht versteht, den Begriff in Google eingeben und
explizit nach pdf Dateien (oder auch ps) suchen lassen.
Auch der FED bietet Publicationen zum download an:
http://www.fed.de/Dokumente-und-Richtlinien/Dokumente-zum-Download/uebersicht/4178/
Ausserdem kann man die Ausbildungsunterlagen dort auch bestellen.
Viele Halbleiterhersteller haben in ihren Applikationsschriften Hinweise
zum Leiterplattendesign.
Mal in Google explizit nach "Board Design Guidelines" als PDF-Datei
suchen lassen, fördert eine Unmenge zu Tage. Allerdings oft speziell auf
bestimmte ICs zugeschnitten, aber daraus lässt sich auch viel
verallgemeinern.
http://www.ti.com/lit/an/szza009/szza009.pdf
oder
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-389.pdf
Zeitschriftenartikel z.B. von Douglas Brooks findet man hier
http://www.ultracad.com/article_outline.htm
Eine Idee ist auch "PCB Design tutorial von David Jones:
http://alternatezone.com/electronics/files/PCBDesignTutorialRevA.pdf
IBFriedrich (Target) hat eine deutsche Übersetzung:
http://www.ibfriedrich.com/Layout_Tutorial_d.pdf
Natürlich sollte auch Bob Pease nicht vergessen werden:
http://www.ti.com/ww/en/bobpease/
Relativ aktuell ist Mark Fortunato von EDN:
http://www.edn.com/design/analog/4394761/Successful-PCB-grounding-with-mixed-signal-chips---Part-1--Principles-of-current-flow
Und von dort aus weiterhangeln.....
Auch die "Leiterplattenakademie" bietet ausser Kursen auch einige
Publikationen zum Download an:
http://www.lp-akademie.de/publikation.html
Jedenfalls schreibt wohl niemand gerne über die Thematik ein allgemeines
Lehrbuch, weil die Thematik extrem komplex in alle Richtungen auffächert
und es überall von Kompromissen wimmelt, und es ist alles im Fluss. D.h.
es würde ein sehr dickes Buch mit vielen Kapiteln, das schell veraltet
ist. Schreibt man oben genannten Kompromisse so einfach naiv in ein
Lehrbuch, macht das garantiert einer unreflektiert nach, und schimpft
dann über den Lehrbuchautor, weil der Kompromiss in seinem konkreten
Fall nicht passte.....
Und so besteht wohl die meiste Literatur dazu aus einzelnen Artikeln und
Aufsätzten, die jemand geschrieben hat, weil es für den speziellen Fall
einen Grund gab....
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Bernd Wiebus schrieb:> Leider kannst Du mittlerweile die Unibibliotheken vergessen, weil die> aus Geldmangel total ausgeblutet sind.
wie alt bist du gleich wieder? du warst das letzte mal wann in einer
uni-bib?
also sorry, aber das ist nichts andres als eine weltfremde und
sachdistante und natürlich falsche ansicht...
http://www.ub.tum.de/ueber-die-bibliothek
Ich würde dir vorschlagen kein Buch zu kaufen, denn es gibt unzählige
Tutorials im Internet.
Gerade wenn du bestimmte Bauteile verwendest, gibt es vom Hersteller
passende Layout Guidelines.
Wie schon mein Vorposter erwähnt hat, gibt es auch von
Leiterplattenherstellern gute Tips.
Z.B. das Leiterplattenhandbuch von ilfa oder Contag hat auch ganz
nützliche Infos.
Bezüglich Lagenaufbau und Impedanz ist es ganz nützlich, wenn dein
Leiterplattenprogramm schon einen Fieldsolver integriert hat, womit du
ein bißchen Rumspielen kannst. Die Erfahrung bringt dir meiner Meinung
nach mehr, als die bloße Theorie.
Die Strombelastung einer Leitung müsste dir auch von einem Tool
angezeigt werden, ist jedenfalls bei Expedition PCB so gewesen, das ich
bisher benutzt habe.
Bzgl. Ground-Konzepte kann es durchaus vorteilhaft sein, sich in die
Theorie einzulesen oder für bestimmte Anwendungen Nachzuschlagen, oft
ist es aber tatsächlich so, das bei bestimmten Bauteilen ein
Layout-Guideline dabei ist. Es gibt aber oft auch Eval-Boards, wo dann
meistens der Schaltplan und manchmal auch das Layout dokumentiert sind.
Hallo Michael H.
>> Leider kannst Du mittlerweile die Unibibliotheken vergessen, weil die>> aus Geldmangel total ausgeblutet sind.> wie alt bist du gleich wieder? du warst das letzte mal wann in einer> uni-bib?
Ich bin 51 und der oben erwähnte Besuch einer Universitätsbibliothek war
im März diesen Jahres (2013).
> also sorry, aber das ist nichts andres als eine weltfremde und> sachdistante und natürlich falsche ansicht...> http://www.ub.tum.de/ueber-die-bibliothek
Mmmh....wirklich?
München ist von Duisburg mehr als doppelt so weit wie Hannover entfernt
(635km). Es ging um einen Präsenzbestand. Und wenn ich EN60617 in die
Suchfunktion der TUM-Bibliothek eingebe, erziehle ich auch keine
Treffer. Auch nicht nach Erweiterung der Suche.
Also, gib mal einen Tipp.
Ansonsten gebe ich Dir Recht. In Bayern sieht es z.Z. an den Unis noch
etwas besser aus als in NRW.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Hallo stephan c.
> Bezüglich Lagenaufbau und Impedanz ist es ganz nützlich, wenn dein> Leiterplattenprogramm schon einen Fieldsolver integriert hat, womit du> ein bißchen Rumspielen kannst. Die Erfahrung bringt dir meiner Meinung> nach mehr, als die bloße Theorie.
Falls das Layoutprogramm keinen Fieldsolver hat, könnte ATLC eine Lösung
sein. Eingabe und Ausgabe erfolgt über passende Bitmaps, die den
Querschnitt des Leitersystems darstellen.
Näheres zu ATLC findest sich hier: http://atlc.sourceforge.net/
In vielen Linux-Distributionen gibt es aber dafür auch ein Package.
Kicad hat z.b. keinen echten Fieldsolver, sondern arbeitet beim
Leiterplattenrechner mit einer Formelsammlung. Langt aber im allgemeinen
auch (Und ist schlanker).
> Die Strombelastung einer Leitung müsste dir auch von einem Tool> angezeigt werden, ist jedenfalls bei Expedition PCB so gewesen, das ich> bisher benutzt habe.
Aber auch mit einer Tabelle wie hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite kommt man schon
recht weit. ;O)
> Bzgl. Ground-Konzepte kann es durchaus vorteilhaft sein, sich in die> Theorie einzulesen oder für bestimmte Anwendungen Nachzuschlagen, oft> ist es aber tatsächlich so, das bei bestimmten Bauteilen ein> Layout-Guideline dabei ist. Es gibt aber oft auch Eval-Boards, wo dann> meistens der Schaltplan und manchmal auch das Layout dokumentiert sind.
Das alles ist aber auch immer in eine bestimmte Richtung optimiert.
Gerade Hersteller optimieren so, das es für dieses spezielle zu
verkaufende Bauteil ideal ist, und scheren sich sonst um nichts.....
Daher sollte man die Applikationshinweise sorgfältig lesen, durchaus
ernst nehmen, aber trozdem kritisch hinterfragen.
Im allgemeinen sind sie aber eine gute Inspirationsquelle.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
E. M. schrieb:> kleine Sammlung
Optimist. Das Thema kann schnell mehrere dicke Bücher füllen
und nach relativ kurzer Zeit kommt wieder einiges dazu.
Die Komplexität der Software, die heute angeboten wird, zeigt
das recht anschaulich.
Bernd Wiebus schrieb:>> Die Strombelastung einer Leitung müsste dir auch von einem Tool>> angezeigt werden, ist jedenfalls bei Expedition PCB so gewesen, das ich>> bisher benutzt habe.>> Aber auch mit einer Tabelle wie hier:> http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite kommt man schon> recht weit. ;O)
Mal abgesehen davon, dass die Strombelastbarkeit nicht annähernd so gut
berechenbar ist wie andere Werte, sind auch manche Tools einfach
fehlerhaft. Z.B. Saturn-Toolkit: ich habe die Strombelastbarkeit einer
7mm-Leiterbahn berechnet und das Ergebnis kam mir spanisch vor, da habe
ich umgeschaltet auf Eingabe in mil. Der Toolkit hat das netterweise
gleich umgerechnet und korrekt meine Daten in mil angezeigt, bloss war
jetzt die Strombelastbarkeit um den Faktor 10 höher. Anscheinend ist
Saturn aber nicht der einzige fehlerhafte Kalkulator, ich führe die
meisten Berechnungen eh schon sicherheitshalber mit 2 Tools durch, aber
wenn beide den gleichen Fehler haben...
Da hilft nur das gute alte Bauchgefühl: ist das Ergebnis überhaupt
plausibel?
Gruss Reinhard
Hallo Reinhard Kern.
>> Aber auch mit einer Tabelle wie hier:>> http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite kommt man schon>> recht weit. ;O)> Mal abgesehen davon, dass die Strombelastbarkeit nicht annähernd so gut> berechenbar ist wie andere Werte, sind auch manche Tools einfach> fehlerhaft.
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> Anscheinend ist> Saturn aber nicht der einzige fehlerhafte Kalkulator, ich führe die> meisten Berechnungen eh schon sicherheitshalber mit 2 Tools durch, aber> wenn beide den gleichen Fehler haben...
Nun, soviel ich weiss ist oder war die alte IPC-2221 durch eine IPC-2151
ersetzt/ergänzt worden.
Die IPC-2221 bezog sich ja nur auf Aussenlagen. Durch die Möglichkeiten,
dicke Kupferlagen bei Multilayer zur Wärmespreizung zu verwenden, hat
sich da ja in den letzten Jahren viel getan.
Das die einen nach IPC-2221 (die ja dadurch nicht falsch geworden ist,
nur das sie halt sehr konservativ ist....) und die anderen nach IPC-2151
rechnen, sollte allerdings nicht zu einem Unterschied im Faktor 10
führen, allenfals etwas um den Faktor 3-5.
Die Unterschiede sind aber bekannt. Siehe:
http://www.mtarr.co.uk/courses/topics/0140_pl/pdf/meah022.pdf
und
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/waermemanagement/articles/145562/> Da hilft nur das gute alte Bauchgefühl: ist das Ergebnis überhaupt> plausibel?
Wenn ich nicht die komplette Platine mit Bauteilen rechnerich simulieren
möchte, und dazu bräuchte ich ein 3D-Modell mit Wärmeeigenschften, sind
in dem Falle Tabellen keine schlechte Wahl, wenn ich genug Platz zum
konservativ bleiben habe.
Kollisionsfrei muss das trozdem nicht sein. Bin ich eigentlich der
einzige, der meint, das Leiterplatten ausser in Härtefällen, wenn die
Umgebungstemperaturen schon höher sind, besser nicht wärmer als 50-60
Grad werden sollten, auch wenn die Datenblätter mehr hergeben?
Oder bin ich der einzige, der seine Anwendungen in extremen Situationen
nutzt??
Das glaube ich eher nicht.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Hallo Michael.
>> kleine Sammlung> Optimist. Das Thema kann schnell mehrere dicke Bücher füllen> und nach relativ kurzer Zeit kommt wieder einiges dazu.
Also optimal ist dann ein Wiki Artikel, der schnell von jemandem
angpasst werden kann, wenn es neue Erkenntnisse gibt.
Ein Wikibook dazu gibt es schon. Siehe:
http://de.wikibooks.org/wiki/Platinen_selber_herstellen
Den Hinweistext: "Hinweis: Dieses Buch ist weitgehend fertig....." kann
ich aber so nicht bestätigen. ;O)
> Die Komplexität der Software, die heute angeboten wird, zeigt> das recht anschaulich.
In der Tat. Schon ohne die theoretischen Hintergründe zu kennen, kann
ich mit der Software selber kaum was anfangen.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de
Bernd Wiebus schrieb:> sollte allerdings nicht zu einem Unterschied im Faktor 10> führen, allenfals etwas um den Faktor 3-5.
Ich bin im Netz noch auf andere Hinweise gestossen, wo es heisst
"metrische Ergebnisse fehlerhaft". Unsere amerikanischen Freunde, von
denen die meisten Tools stammen, haben das metrische System wohl noch
nicht alle verstanden. Sicherheitshalber sollte man daher in mil usw.
rechnen.
Vielleicht ist die konsequente Verwendung metrischer Grössen ja eine
Möglichkeit, die NSA in tiefe Verwirrung zu stürzen - gerade bei
Industriegeheimnissen.
Gruss Reinhard
Bernd Wiebus schrieb:> Kollisionsfrei muss das trozdem nicht sein. Bin ich eigentlich der> einzige, der meint, das Leiterplatten ausser in Härtefällen, wenn die> Umgebungstemperaturen schon höher sind, besser nicht wärmer als 50-60> Grad werden sollten, auch wenn die Datenblätter mehr hergeben?
Der einzige sicher nicht, aber man kann es mit der Absicherung auch
übertreiben.
Bauelemente, Leiterplatten usw. sind auf eine bestimmte Lebensdauer
ausgelegt, üblicherweise bei einem gegebenen Temperaturprofil. Zwischen
den Profilen kann man mit der Arrhenius-Gleichung umrechnen.
Als Faustregel kann aber gelten, dass Elektronik, die nie mehr als 60°C
sieht, ungefähr ewig lebt (Arrhenius ist hochgradig nichtlinear). Akkus
und Elkos mal ausgenommen.
Du machst also sicher nichts falsch, nur höchstens zu teuer. Je nach
Anwendungsbereich ist das aber auch völlig egal.
Max (mit einigen Jahren in der Automobilelektronik auf dem Buckel)
Hallo Reinhard Kern.
> Ich bin im Netz noch auf andere Hinweise gestossen, wo es heisst> "metrische Ergebnisse fehlerhaft".
Ok. Ein Faktor 3-5 aus unterschiedlichen Methoden nach IPC-2221 und
IPC-2151
und dann nochmal irgendwo mit den 2,54 aus Zoll zu Zentimeter verhauen
kommt schnell in Richtung 10.
> Vielleicht ist die konsequente Verwendung metrischer Grössen ja eine> Möglichkeit, die NSA in tiefe Verwirrung zu stürzen - gerade bei> Industriegeheimnissen.>
Theoretisch sollten die gerade im Militärischen Bereich schon seit
Jahren auf Metrisch gewechselt haben, zumindest offiziell.....aber wer
so konservativ ist das er Probleme hat, die Evolution als Tatsache
anzuerkennen, tut sich wohl auch mit der Umstellung von Maßsystemen
schwer. Aber ich kann das gut nachvollziehen. Ich habe immer noch
Probleme, wenn ich vor einem Tastentelephon stehe, wo ich doch so an
Wählscheiben gewohnt bin.
Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de