Forum: Platinen Frage zur Layoutgestaltung!


von bob (Gast)


Lesenswert?

Hallo Zusammen,

ich plane demnächst eine Schaltung auf der Platine zu entwerfen. Dazu 
habe ich mir einige Beiträge und das Wiki hier auf der Seite 
durchgelesen. Sehr anschaulich muss ich sagen.
Jedoch verstehe ich einen Punkt nicht ganz....
Im Forum wurde immer wieder auf das pdf: "Leiterplatten-Layout-Tutorial" 
verwiesen: http://www.ibfriedrich.com/Layout_Tutorial_d.pdf

Unter dem Punkt 12.2.1 Grundsätze des Routens wird folgendes gesagt:

-Für große Ströme verwenden Sie mehrere Durchkontaktierungen pro 
Durchgang, wenn Sie die Signallagen durchkontaktieren.
Das reduziert die Impedanz von Leiterbahn und Versorgungslage.

Nun stellt sich mit die Frage wie ich das verstehen soll..

Ich kann doch nur ein "Via" pro Layer wechsel machen. Oder was verstehe 
ich da falsch???

Vielen dank für die Hilfe

von Stefan P. (form)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

bob schrieb:
> Ich kann doch nur ein "Via" pro Layer wechsel machen. Oder was verstehe
> ich da falsch???

Nein. Ja.

von bob (Gast)


Lesenswert?

Stefan P. schrieb:
> bob schrieb:
>> Ich kann doch nur ein "Via" pro Layer wechsel machen. Oder was verstehe
>> ich da falsch???
>
> Nein. Ja.

Ah ok. Vielen Dank.

Und das wird heutzutage echt so gemacht?? habe ich noch nie gesehen.....

von Nemesis (Gast)


Lesenswert?

Mit Abgucken ist es oft nicht getan. Das ist fast schon eine
Wissenschaft für sich.

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

bob schrieb:
> Und das wird heutzutage echt so gemacht?? habe ich noch nie gesehen.....

Ja. Ich verwende nur einen Viatyp und denn bei Bedarf eben mehrfach.

rgds

von noti (Gast)


Lesenswert?

Mehrere Vias:
- Oft als "thermal vias" (in Flächen) für bessere Wärmeübertragung.
- Wie im zitierten Text für größere Ströme (Faustregel max. 1A / via).
- Um Flächen niederimpedant anzubinden / kurze Strompfade zu bekommen. 
Gut sichtbar an Masseflächen oder wenn z.B. Schirmbleche angebunden 
werden.

von bob (Gast)


Lesenswert?

noti schrieb:
> Mehrere Vias:
> - Oft als "thermal vias" (in Flächen) für bessere Wärmeübertragung.
> - Wie im zitierten Text für größere Ströme (Faustregel max. 1A / via).
> - Um Flächen niederimpedant anzubinden / kurze Strompfade zu bekommen.
> Gut sichtbar an Masseflächen oder wenn z.B. Schirmbleche angebunden
> werden.

Erstmal vielen Dank für die ganzen Antworten!!

Du hast geschrieben Faustregel max. 1A / via. Soll das heißen 1A pro 
Via???

Also wenn ich eine Leitung mit 1Ampere hab dann brauch ich auch nu 1 
Via. Wenn ich eine mit mit 4 Ampere hab dann eben 4 Vias???

von bob (Gast)


Lesenswert?

Achja und warum sind hohe Ströme gerade so gefährlich???

Können diese dann andere Leitungen beeinflussen oder??

von deutsch (Gast)


Lesenswert?

>Du hast geschrieben Faustregel max. 1A / via.

Ist ja nicht sehr mißverständlich ausgedrückt. Aber ist halt eine 
Faustregel, wie alle Faustregeln eine Schätzung und im Einzelfall zu 
überdenken. Hängt wohl auch etwas von der Größe des Vias ab.

Bei hohen Strömen vermeid ich Vias, oder nutze Bauteile zum 
Lagenwechsel.

von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

In einem Via ist die Kupferstärke geringer als die der Leiterbahnen.

bob schrieb:
> Achja und warum sind hohe Ströme gerade so gefährlich???
Deine Fragezeichetaste klemmt

Was heiß gefährlich ?
Es beeinfluss nunmal.
Wenn ich eine gute Potentialanbindung haben will stört der höhere 
Widerstand und die erhöhte Induktivität eines Vias.
Durch Verwendung mehrerer Vias kann man das auffangen.

Es ist immer die Summe aller Schwachstellen die über Erfolg oder 
Mißerfolg entscheidet. Warum soll man etwas nicht tun von dem man weiß 
das es das Ergebniss nur verbessern kann ?

von bob (Gast)


Lesenswert?

Michael K. schrieb:
> In einem Via ist die Kupferstärke geringer als die der
> Leiterbahnen.
>
> bob schrieb:
>> Achja und warum sind hohe Ströme gerade so gefährlich???
> Deine Fragezeichetaste klemmt
>
> Was heiß gefährlich ?
> Es beeinfluss nunmal.
> Wenn ich eine gute Potentialanbindung haben will stört der höhere
> Widerstand und die erhöhte Induktivität eines Vias.
> Durch Verwendung mehrerer Vias kann man das auffangen.
>
> Es ist immer die Summe aller Schwachstellen die über Erfolg oder
> Mißerfolg entscheidet. Warum soll man etwas nicht tun von dem man weiß
> das es das Ergebniss nur verbessern kann ?

Vielen Dank!

Nur verstehe ich immer noch ned genau wie eine hohe Strom Leitung andere 
Bahnen beeinflusst. Wirkt sich dann das elektrische bzw MAgnetische Feld 
der Leiterbahn auf andere so aus, das ich zum Beispiel eine Potential 
Verschiebung an einer anderen naheliegender Bahn bekomme?

von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Das zu erklären führt hier zu weit.
Schau Dir im Netz mal Unterlagen zu EMV gerechten Layout an, da wird das 
im Detail erklärt.

Kurz:
DC ist (fast) nie das Problem.
Es sind die schnellen Vorgänge die alle Sünden offenbaren.

von bob (Gast)


Lesenswert?

Michael K. schrieb:
> Das zu erklären führt hier zu weit.
> Schau Dir im Netz mal Unterlagen zu EMV gerechten Layout an, da wird das
> im Detail erklärt.
>
> Kurz:
> DC ist (fast) nie das Problem.
> Es sind die schnellen Vorgänge die alle Sünden offenbaren.

Ok, werde ich machen danke!

Aber prinzipiell kann man sagen, dass Leiterbahnen mit hohen Strömen 
andere durchaus spürbar beeinflussen können. Aber eben meisten nur bei 
AC.

Wie sieht es bei gepulsten DC Strom aus (also z.b 1Sekunde an 1 Sekunde 
aus) ?? Das kann ja dann durchaus auch Einflüsse haben oder?

von Fabian H. (hdr)


Lesenswert?

Ja. Dann hat man schöne Impulse auf den anderen Leitungen im 
Sekundentakte. Je nachdem wie schnell ein- und ausgeschaltet wird. 
(Nicht den Sekundentakt, sondern die Flankensteilheit). Um so steiler 
die Flanke um so mehr Frequenzen stecken im Spektrum die dann schön in 
andere Leitungen einstrahlen.

von bob (Gast)


Lesenswert?

Fabian H. schrieb:
> Ja. Dann hat man schöne Impulse auf den anderen Leitungen im
> Sekundentakte. Je nachdem wie schnell ein- und ausgeschaltet wird.
> (Nicht den Sekundentakt, sondern die Flankensteilheit). Um so steiler
> die Flanke um so mehr Frequenzen stecken im Spektrum die dann schön in
> andere Leitungen einstrahlen.

Danke für die Antwort.

Allerdings habe ich gerade nachgedacht und verstehe nicht warum es bei 
einem DC Signal nicht zum übersprechen auf einer anderen Leitung kommen 
sollte.

Wenn Strom fließt, dann entsteht um den Leiter immer ein magnetisches 
Feld, dessen Stärke von der Stromstärke abhängig ist. Dieses Feld 
verursacht seinerseits in einem benachbarten Leiter einen Stromfluß 
durch Induktion, der das Signal in diesem Leiter beeinflusst. Also würde 
doch auch ein DC Strom andere Leitungen beeinflussen...

Somit ist es doch möglich dass ich in einer benachbarten Leitung eine 
höhere Spannung messe wie eigentlich gewollt. Oder was verstehe ich hier 
falsch?

von mse2 (Gast)


Lesenswert?

bob schrieb:
> Allerdings habe ich gerade nachgedacht und verstehe nicht warum es bei
> einem DC Signal nicht zum übersprechen auf einer anderen Leitung kommen
> sollte.
Denken setzt Wissen voraus!
Du solltest Dich dringend mit den physikalischen Grundlagen der 
Elektrotechnik auseinandersetzen!


> Wenn Strom fließt, dann entsteht um den Leiter immer ein magnetisches
> Feld, dessen Stärke von der Stromstärke abhängig ist.
Ja.

> Dieses Feld
> verursacht seinerseits in einem benachbarten Leiter einen Stromfluß
> durch Induktion, der das Signal in diesem Leiter beeinflusst. Also würde
> doch auch ein DC Strom andere Leitungen beeinflussen...
Nö. Induktionsgesetz: ÄNDERUNGEN des Magnetfeldes rufen Induktion 
hervor, keine zeitlich unveränderlichen Magnetfelder, welche man bei DC 
nun einmal hat.

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

deutsch schrieb:
> Ist ja nicht sehr mißverständlich ausgedrückt. Aber ist halt eine
> Faustregel, wie alle Faustregeln eine Schätzung und im Einzelfall zu
> überdenken. Hängt wohl auch etwas von der Größe des Vias ab.

Da setzte ich lieber etwas mehr, speziell dann wenn Stromimpulse das 
ganze verschärfen.

bob schrieb:
> Aber eben meisten nur bei
> AC.
>
> Wie sieht es bei gepulsten DC Strom aus (also z.b 1Sekunde an 1 Sekunde
> aus) ?? Das kann ja dann durchaus auch Einflüsse haben oder?

Reines DC gibt es (nahezu) nicht. In den meisten Fällen ist da ein 
AC-Signal mitgeführt. Schönes Beispiel ist z.B eine DC/DC-Wandler. Der 
hat zwar am Ausgang vielleicht 5V. Wenn Du aber mit dem Scope auf die 
Ausgangsseite oder noch besser Eingangsseite reinschaust hast Du schon 
ohne Lastwechsel HF-Komponenten ab 100kHz bis weit in den 10MHz Bereich 
drinnen. Das hört man bei schlechtem Design dann im Radio. Und jetzt 
lass das System mal Lastwechsel spielen: LED an, LED aus, Relais an/aus. 
Dann muss der Regler nachschieben und schon mcht der munter 
Schtalimpulse um Leistung nachzuschieben. Und das macht der Regler mit 
irgendwo 100...2000kHz.
Das gilt im Übrigen auch für jeden uC den Du verwendest.

Deswegen ist beim Layout zu beachten welche Leitungen was führen. Für 
ein einfaches Layout im Hobbybereich sollte aber vereinfacht gelten 
können: Stromversorgungspfade und High-speed Signale ab etwa 10MHZ 
bedürfen besonderer Beachtung sowie Signale mit besonderen Anforderungen 
(USB, DRAM, ...).

rgds


rgds

von Heinz (Gast)


Lesenswert?

mse2 schrieb:
>> Dieses Feld
>> verursacht seinerseits in einem benachbarten Leiter einen Stromfluß
>> durch Induktion, der das Signal in diesem Leiter beeinflusst. Also würde
>> doch auch ein DC Strom andere Leitungen beeinflussen...
> Nö. Induktionsgesetz: ÄNDERUNGEN des Magnetfeldes rufen Induktion
> hervor, keine zeitlich unveränderlichen Magnetfelder, welche man bei DC
> nun einmal hat.

Meiner Meinung nach stimmt das nicht. Ich hatte letztens eine Platine 
und habe eine Beeinflussung gesehen.

Ich hatte auf der einen Leitung einen großen DC-Strom, der je nach 
Bedarf an oder aus war. Sobald der Strom geflossen ist hat man auf einer 
benachbarten mV Signal Leistung ein Potentialhub um einige mV Sehen 
können....

von mse2 (Gast)


Lesenswert?

Heinz schrieb:
> Ich hatte auf der einen Leitung einen großen DC-Strom, der je nach
> Bedarf an oder aus war. Sobald der Strom geflossen ist hat man auf einer
> benachbarten mV Signal Leistung ein Potentialhub um einige mV Sehen
> können....
Wenn das so ist, dann hat es ziemlich sicher nichts mit zeitlich 
unveränderlichen Magnetfeldern zu tun.
Eher wahrscheinlich sind Spannungsabfälle über der stromdurchflossenen 
Leitung, die irgendwie galvanisch eingekoppelt werden.
Oder aber der Strom war gar kein Gleichstrom.

von 6a66 (Gast)


Lesenswert?

Heinz schrieb:
> Ich hatte auf der einen Leitung einen großen DC-Strom, der je nach
> Bedarf an oder aus war. Sobald der Strom geflossen ist hat man auf einer
> benachbarten mV Signal Leistung ein Potentialhub um einige mV Sehen
> können....

Sofern das nicht galvanisch getrennte Systeme warrn kann das auch durch 
Potentialverschiebung hervorgerufen worden sein. Oder durch 
AC-Komponenten im DC-Strom (geregelte Netzteile).

rgds

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

noti schrieb:
> - Wie im zitierten Text für größere Ströme (Faustregel max. 1A / via).
Mit solchen Faustregeln sollte man vorsichtig sein. Die 
Stromtragfähigkeit eines Vias ist der am meisten unterschätze Wert...

Siehe dazu den Beitrag "Re: GND über Durchkotantaktierungen"

von Thomas (kosmos)


Lesenswert?

Wenn man auf der Nachbarkeitbahn und ein paar mV messen kann könnte man 
dort eine Pulldown reinmachen oder man wählt größere Leiterbahnabstände

von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Man baut robuste Schaltungen und hält sich an die Regeln eines EMV 
gerechten, bzw. HF, bzw. Audio, bzw. High-Speed-Data Layouts.
Mit irgendwelchen 'Pulldowns' an irgendwelchen Stellen die nach irgendwo 
gehen verursacht man überwiegend mehr Probleme als man löst.

von Thomas (kosmos)


Lesenswert?

diese Idee war dazu gedacht wenn die Platine schon besteht und diese 
paar mV stören einen dann muss man halt wohl oder übel mit einem 
Pulldown arbeiten bzw. sich ran tasten um die Belastung genau so 
auszulegen das man auf 0 kommt, den Pulldown aber keinesfalls 
niederohmiger auszulegen das das eigentliche Signal auch mit runter 
gezogen wird.

Ich hatte schon mal ein sehr empfindliches Latch da ging es ohne 
Pullup/Pulldown an den Eingängen nicht.

von Michael K. (Gast)


Lesenswert?

Thomas O. schrieb:
> diese Idee war dazu gedacht wenn die Platine schon besteht
Da gibt es keine richtg oder falsch Antwort, sondern nur funktioniert 
oder funktioniert nicht.

Thomas O. schrieb:
> oder man wählt größere Leiterbahnabstände
Bei einer bestehenden PCB ?

von Simon K. (simon) Benutzerseite


Lesenswert?

Thomas O. schrieb:
> diese Idee war dazu gedacht wenn die Platine schon besteht und
> diese
> paar mV stören einen dann muss man halt wohl oder übel mit einem
> Pulldown arbeiten bzw. sich ran tasten um die Belastung genau so
> auszulegen das man auf 0 kommt, den Pulldown aber keinesfalls
> niederohmiger auszulegen das das eigentliche Signal auch mit runter
> gezogen wird.
>
> Ich hatte schon mal ein sehr empfindliches Latch da ging es ohne
> Pullup/Pulldown an den Eingängen nicht.

Die "Kategorie" an Widerstandswert die für die Unterdrückung notwendig 
wird, nennt man nicht Pullup/Pulldown sondern eher sowas wie in die 
Richtung* Terminierungswiderstand.

* Ein wirklicher "Terminierungswiderstand" ist allerdings für andere 
Sachen gedacht, der hier irgendwie als Workaround und Krücke eingesetzt 
wird.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.