Hallo ihr Weihnachtsmänner, wie sinnvoll ist es tatsächlich seine Analoge von der Digitalen Masse zu trennen?? Ich bastle gerade mit einem AD Wandler mit 12bit Auflösung bei dem ich auf ca. 2mV genau messen möchte. Lässt sich das irgendwie automatisch mit dem Eagle Autorouter realsierien?? Vielen Dank!! Christian
Da schaust du dir am besten die entsprechenden Design-Vorschriften bzw. Empfehlungen des Chip-Herstellers an. Den Autorouter kannst du hier im Regelfall vergessen.
Hallo miki, vielen Dank für deine Antwort. Maxim hat zu dem Thema AD Verwenung ein Appnote ins Netz gestellt - dabei wird dazu geraten. Ein Freund wiederum welcher mal bei Siemns Handies mitentwickelt hat meinte dass sei egal und es gäbe nur eine große Massefläche. Was stimmt nun?? lohnt sich der aufwand bereits bei 12bit Auflösung?? Vielen Dank Christian
Man sollte nicht vergessen, daß Handys nicht unbedingt nur auf einer 1 oder 2-seitigen Platine basieren, sondern Mehrfachlayer haben - und außerdem dürfte die Analog-Anwendung bei Handys nicht ganz so haarig sein, wie bei Dir. Das ist ungefähr so, als ob Du einen Bus-Mechaniker fragst, ob die Sitzheizung in Deinem Auto sinnvoll ist ;-) Außerdem sollte man die Störungseinflüsse durch digitale Komponenten nicht unterschätzen - da sind 2mV schnell erreicht. Grundsätzlich wird die digitale Masse (und auch die Versorgungsspannung), sofern hochfrequente Signale (Prozessortakt, schnelle Umschaltung von Gattern) vorhanden sind, "versaut", d.h. man bekommt Potentialverschiebungen. Das würde sich in Deinem Fall darin bemerkbar machen, daß bei konstanter Spannung am Meßeingang das LSB (oder sogar mehrere) des A/D-Wandlers "flattern", also sich nicht so recht entscheiden können, ob sie nun 0 oder 1 sein möchten. Als Gegenmaßnahme ist eine Massefläche sicherlich nicht falsch, allerdings sollte man den analogen und den digitalen Teil der Schaltung weitestgehend voneinander trennen. Wenn es denn nun nicht geht, weil man nur eine Spannungsversorgung hat, sollte die analoge Masse ihren einzigen Berührungspunkt mit der digitalen Masse direkt am Eingang für die Spannungsquelle haben, ansonsten auf dem Rest der Platine strikt trennen. Genauso sieht es auch mit der Spannungsversorgung aus, die sollte genauso behandelt werden. Wichtig sind auch die obligatorischen Stützkondensatoren an digitalen ICs, die möglichst nah an den Versorgungspins plaziert werden sollten (100nF ist ein Richtwert). Allerdings ist dieses Thema (Beeinflussung / Störung von analogen Schaltungen durch digitale Komponenten) sehr umfangreich, und ich habe dieses Thema nur gestreift, weil ich selbst mal Probleme mit einer analogen Schaltung hatte. Das Platinendesign einer solchen Schaltung ist immens wichtig für eine spätere Funktion, dazu gehört auch die Frage, wo man eine Massefläche hinmacht, wo und wie sie mit dem Massepotential verbunden wird, wo man welche Leiterbahnen verlegen darf (gegenseitige Einstreuung), etc. Meine Ausführungen sind sicherlich nicht vollständig (wie auch, nach ner Flasche Wein g). Falls Du weniger Aufwand betreiben möchtest, würde ich gleich den teuren 12Bit-A/D-Wandler weglassen und einen 8-Bit Wandler nehmen, dann kannst Du getrost auf EMV-gerechtes Leiterplattendesign verzichten ;-), aber das ist wohl nicht in Deinem Sinne. Ich würde Dir (und Deinem Freund) die Lektüre entsprechender Literatur ("EMV-gerechtes Leiterplattendesign") empfehlen, bevor Du nach 5 verschossenen Platinen immer noch nicht zum Ergebnis gekommen bist. Kannst aber auch Glück haben und es funktioniert sofort. Weihnachtliche Grüße
Hallo! Kannst Du ein Buch zu dem Thema "EMV-gerechtes Leiterplattendesign" empfehlen? Es geht mir dabei eher um praktische Tipps und nicht um endlose mathematische Orgien. Gruß, Nils Jakob
Hallo thkaiser, vielen Dank für deine ausführliche Antwort!! Das mit den 8-bit AD Wandler liegt in der Tat nicht in meinem Sinne ;-) !!! Ich habe mit dem thema bisher wenig zu tun gehabt weil ich damit noch keine richtigen Probleme hatte. Jetzt möchte ich aber eine recht aufwendige SMD Platine bauen und diese dann von einer Leiterplattenfirma ätzen lassen (q-print.de) - das heitß für mich dass ich gerne aus Kostengründen hätte das das Teil auf Anhieb funktioniert!! Aus dem Grund hab' ich Großteile der Platine schon auf Lochrasterkarten aufgebaut um sicer zu gehen dass der Schaltplan stimmt. Um Mal ein Gefühl für schwankende LSB's zu bekommen bau ich die A/D Wandler Schaltung jetzt doch auch mal auf einer Lochrasterkarte auf!!! Bei meinem bisherhigen Leiterplattendesign hab' ich versuch die App note Tipps von maxim zu beherzigen (Leiterplatte in Analog und digital Teil trennen......) Ich hab' sogar für den Analog und digitalteil unterschiedliche Spannungsregler verwendet.Wenn ich Jetzt Masseflächen mache - welche Masse soll ich nehemn?? Analoge oder digitale?? Viele Grüße!! Christian
@Nils: Ich habe mir mal ne CD gekauft mit diesem Titel, war zwar nicht so ausführlich, wie ich hoffte, allerdings hat es gereicht, den sogenannten "AHA"-Effekt zu bringen (Beispiel: Warum sind auf den professionellen Platinen so viele 100nF-Kondensatoren??). Wenn ich jetzt die CD auch noch finden würde... muß in meinem Stapel mal suchen. @Christian: Prinzipiell sollte man die Schaltung "teilen", d.h. die Massefläche für den analogen Teil an die analoge Masse, die Massefläche für den digitalen Teil an die digitale Masse, sofern der Platz dies zuläßt. Leider bin ich kein absoluter Experte für so etwas - so würde ich es in diesem Fall machen. Wenn man die Design-Vorschläge des Herstellers beherzigt, kann (fast) nichts schief gehen. Zwar ist gerade bei einem Aufbau mit Lochraster damit zu rechnen, daß störende Effekte auftreten, aber es wäre auch nicht das erste Mal, daß eine Schaltung "fliegend verdrahtet" bestens funktioniert und sauber auf einer Platine aufgebaut ums verrecken nicht funktionieren will... Deshalb sind solche Versuchsaufbauten mit Vorsicht zu genießen, gerade dann, wenn die spätere Leiterplatte in SMD aufgebaut werden soll. Da treten ganz andere Effekte auf, als bei normalen DILs. Schon wenn eine Leiterbahn ungünstig verlegt ist, kann es durch Einstreuung einer anderen zu ungewünschten Effekten kommen. Ich bewundere die Mother-Board-Hersteller... Ich will jetzt keine Angst machen, es kann ja auch sein, daß Du keine Probleme haben wirst - aber wenn dann doch welche auftauchen, ist es um so ärgerlicher, eine teure Platine umsonst gemacht zu haben; mir ging es so und ich habe mich hinterher geärgert, denn nur ein paar kleine Design-Änderungen brachten den Erfolg.
Hallo thkaiser, dank dir nochmals für deine interessantes Posting!! ICh bau die Schaltung trotzdem mal schonmal auf. Das größte Problem könnte mir die onboard Funkanbindung machen nehme ich an. Hältst du es für sinnvoll einen 10mV Sender vielleicht doch auf eine externe LEiterplatte zu machen (immerhin hab' ich keine Leiterplattenantenne ;-) mfg Christian
Hi, ich habe auch schon mit einem 12bit-Wandler von MAXIM gearbeitet. bei dem Teil habe ich grosse Masseflächen benutzt und keine Probleme gehabt. Aber wenn Du sicher gehen willst dann schalte zwischen analog und digital-Masse einen Ferrit (chip bead 100Ohm /100MHz) und Abblockkondensatoren in die Schaltung. Hier ist ein interressanter link zum Thema: http://www.wuerth-elektronik.de/deutsch/leistungsber/eisos/technologie/emv-design-in.html Ich hoffe etwas geholfen zu haben. Viele Grüsse T. Müller www.elcomportal.de info@elcomportal.de
Hallo Christian, das meiste ist schon dazu gesagt worden aber hier noch ein par Hinweise. Für die Stützkondensatoren ist ein niedriger ESR Wert sehr wichtig (z.B. Keramikkondensatoren und spezielle Elkos) sonst zeigt er keine Wirkung. Falls Du keine sehr hohen Abtastraten (>MHZ) benötigst ist ein serieller Wandler am leichtesten auf diese Bedingungen auszulegen. Allein schon wegen seiner geringen Ausdehnung auf der Platine. Außerdem fallen erheblich weniger störende Stromspitzen bei Pegeländerungen am Datenausgang an (es gibt ja nur eine Leitung). Eine kleine Musterplatine mit 4 Analogkanälen/12BIT und 400KHZ Abtastrate sowie gleichzeitig 4 digitale Kanäle ist mit den Abmessungen von 35mm x 78mm mit EAGLE 3.0 realisiert worden. Falls interesse besteht kann ich sie Dir gern schicken. Der Autoruter von EAGLE ist zu garnichts zu gebrauchen und die Plazierung der Bauelemente beim Start eine ausgesprochene Dummheit. Eine Plazierung nach min Länge der Verbindungen sollte eigentlich Standart sein, dann lägen die zusammengehörigen Bauteile wenigstens nebeneinander. Die Positionierung der Bauteile ist das Wichtigste aber ansonsten ist EAGLE ein gutes System. MfG Manfred Glahe
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