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Forum: HF, Funk und Felder Aufbau UHF-Frequenzmischer - Layoutfragen


Autor: Revas (Gast)
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Hallo,

Ich habe ein paar Fragen zum Layout einer zweilagigen Schaltung im 
UHF-Bereich. Mit meinen bisherigen Selbstbauten habe ich mich nie über 
ein paar MHz hinausgetraut, daher habe ich noch ein paar große 
Fragezeichen vor den Augen.

Konkret geht es um einen Frequenzmischer, der mir ein 860MHz-Signal ins 
Basisband heruntermischt (sowas wie das hier: 
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H... 
oder 
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H... 
)


Nach einiger Lektüre habe ich folgende Fragen:

1) Den Bottom Layer möchte ich mit einer durchgehenden Massefläche 
versehen. Leider muss ich diese jedoch an einer Stelle unterbrechen, da 
sich die Leiterbahn der Betriebsspannung mit der Leiterbahn des 
860MHz-Signalwegs kreuzt und ich daher eine der beiden Leiterbahnen auf 
der Unterseite an der anderen vorbeiführen muss (Kreuzung lässt sich 
aufgrund des Aufbaus des IC's nicht vermeiden).
Was führe ich intelligenterweise an dieser Stelle auf der Unterseite - 
Signal oder Spannung (5V DC)? Logisch gesehen würde ich DC sagen, um ein 
Via im Signalweg zu vermeiden.

2) Abgesehen von dem (SMD-)IC und ein paar SMD-Kondensatoren und 
Widerständen ist mein Top-Layer unbenutzt. Frei nach dem Motto, je mehr 
Masse desto besser - macht es nicht auch Sinn, diese Flächen auch als 
Masseflächen zu benutzen? Eventuell mit mehreren Durchkontaktierungen 
zur unteren Massefläche?

3) Die Leiterbahn des UHF-Signalwegs: Sollte möglichst kurz sein, keine 
90° Winkel, Wellenwiderstand sollte der Eingangsimpedanz entsprechen, 
klar. Aber gibt es Richtwerte, wie groß der Abstand der Leiterbahn zu 
anderen Leiterbahnen (Betriebsspannung, andere signalführende Bahnen 
etc) bzw. der Massefläche sein sollte? Habe da nichts gefunden. 
Bypass-Kondensatoren für die Spannung sind zwar so oder so eingeplant, 
aber man muss die Probleme ja nicht herausfordern.


Danke für jede Hilfe,
Revas

P.S. Ratschläge über andere Besonderheiten, die es bei Schaltungen in 
dem Frequenzbereich verstärkt zu beachten gilt, nehme ich natürlich auch 
sehr gerne auf!

Autor: Martin Laabs (mla)
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Hallo,

Mikrostreifenleitungen nehmen es Dir sehr übel wenn Du ihnen die 
Massefläche klaust. Ich bin mir sicher es ließe sich mit der 
Versorgungsspannung was machen - und wenn es eine Drahtbrücke ist.
Wenn es gar nicht anders geht solltest Du dann aber auf dem Top-Layer 
den Schlitz den es ergibt mit einer Fläche überbrücken und diese mit 
Vias pflastern. (Dabei aber wiederum nicht zu nah an die 
Microstripleitung kommen weil Du sonst auch das Feld und damit die 
Impedanz veränderst.)
Hast Du Dir schon Gedanken gemacht wie Du das Pad in der Mitte von dem 
QFN-Gehäuse fest bekommst?
Ob man den Top-Layer nun auffüllt oder nicht ist fast egal. Es gibt kaum 
Gründe die dafür oder dagegen sprechen. Ich lasse ihn meistens leer.
Leiterbahnenabstand ist nur bei den HF-Leitungen krittisch. 
Mikrostreifenleitungen mögen kein Metall in ihrem Feld. Lass also 
möglichst das 1-2 Fache der Breite zu anderen Leitern frei.

Viel Erfolg,
 Martin L.

Autor: 3351 (Gast)
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Die Mehrkosten einer 4 Lagenleiterplatte ist geringer als die verlorene 
Zeit wenn's denn nicht geht. Eine 50 Ohm Bahn bei 1.6mm ist 2.5mm breit, 
bei 0.8mm noch 1.3mm. Zudem kann man alles etwas dichter packen.

Autor: Revas (Gast)
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Vielen Dank für die Antworten @Martin!

> Mikrostreifenleitungen nehmen es Dir sehr übel wenn Du ihnen die
> Massefläche klaust. Ich bin mir sicher es ließe sich mit der
> Versorgungsspannung was machen - und wenn es eine Drahtbrücke ist.

Ich dachte bis jetzt, dass gerade Drahtbrücken im HF-Bereich von 
Nachteil sind. Aber wenn dem nicht so ist, wäre das natürlich mit nem 
0-Ohm Widerstand gleichzeitig eine praktische und auch noch schön 
anzusehende Lösung.

> Hast Du Dir schon Gedanken gemacht wie Du das Pad in der Mitte von dem
> QFN-Gehäuse fest bekommst?

Das wird das nächste Abenteuer. Bin mir nicht sicher, ob das mit 
Heißluft funktioniert - Alternative wäre denke ich, an dieser Stelle 
eine (oder mehrere) etwas breitere Bohrung zu setzen. Dann ein Stückchen 
Draht rein und von unten verlöten.

> Ob man den Top-Layer nun auffüllt oder nicht ist fast egal. Es gibt kaum
> Gründe die dafür oder dagegen sprechen. Ich lasse ihn meistens leer.
> Leiterbahnenabstand ist nur bei den HF-Leitungen krittisch.
> Mikrostreifenleitungen mögen kein Metall in ihrem Feld. Lass also
> möglichst das 1-2 Fache der Breite zu anderen Leitern frei.

Vielen Dank auch für die beiden Tipps!
Was das Top-Layer angeht, werde ich dann mal schauen, ob es an einigen 
Stellen evtl. praktisch wäre, die Masse auch "oben" zu haben.



@3351:
> Die Mehrkosten einer 4 Lagenleiterplatte ist geringer als die verlorene
> Zeit wenn's denn nicht geht. Eine 50 Ohm Bahn bei 1.6mm ist 2.5mm breit,
> bei 0.8mm noch 1.3mm. Zudem kann man alles etwas dichter packen.

Danke, vierlagig wäre natürlich klasse - aber leider fehlt es mir dazu 
an den technischen Möglichkeiten. Hört sich mein Vorhaben, so etwas 
zweilagig aufzubauen, denn nicht all zu erfolgsversprechend an?


Gruß,
Revas

Autor: Martin Laabs (mla)
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Ich habe - gerade wenn es um Prototypen geht - sowas oft auf 0.8mm FR4, 
zweiseitig gemacht. Mit 1.5mm wird es ekelig weil man dann ziemlich 
lange Stücke zum Anschluss der dicken Mikrostreifenleitungen braucht.
Das mit dem Loch und dann von unten Löten geht leider nicht - nicht bei 
dem kleinen Gehäuse. Wollte ich auch schon mal machen .... es ist aber 
einfach zu wenig Platz. Am Ende habe ich es doch mit Lotpastendruck und 
einem Fineplacer gemacht.
Gibt es nicht einen passenden Mischer im SOP o.ä. Gehäuse? Selbst solche 
AGND-Pads an SO-Bauteilen lassen sich noch einigermaßen löten wenn man 
eine Kupferlasche zur Seite routet und diese dann mit einem dicken 
Lötkolben heitß macht um dann die Kapilarkräfte des Lötzinns wirken zu 
lassen. (Viel Flussmittel!)
Aber wenn es von allen Seiten kontaktiert ist geht das ja nicht mehr. 
Einizig die Variante "Lötpaste aufs Mittelpad, alle anderen Anschlüsse 
festlöten und alles von unten her heiß machen" könnte ich mir noch 
vorstellen.

Ansonsten gehen Drahtbrücken bei HF-Führenden Leitungen natürlich nicht. 
Jedenfalls nicht gut. Aber für Versorgungsspannung, Schaltsignale etc. 
ist es egal. (Gut - Masse sollte man auch nicht darüber führen - aber 
dafür hast Du ja die Groundplane)

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: 3351 (Gast)
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Ich mach auch fast Alles zweilagig. Man muss sich sehr viel mehr 
ueberlegen, es dauert laenger, und braucht mehr Platz. Im Nachhinein 
denke ich mir, dass die Mehrkosten von 60..70 Euro zu einem 4 Lagigen 
eine Sinnvolle Investition gewesen waeren.

Zur Frage ... es wird schon gehen mit nur zwei Lagen.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Man braucht aber auch ein Programm mit dem man 4-lagige Platinen 
entwirft. Mit der kostenlosen Eagle-Version geht das z.B. nicht. Und 
auch nicht mit anderen "Bastlerlizenzen" von besserer Layoutsoftware.

Viele Grüße,
 Martin l.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Diese Version kann 4 Layer:
http://www.cadsoft.de/nonprofit.htm
"Die Non-Profit-Lizenz ist eine Ein-Benutzer-Lizenz die alle 
Eigenschaften der Standard Edition aktiviert (beschränkt auf 4 
Signal-Layer und 160x100mm Routing-Fläche) mit allen drei Modulen 
(Layout+Schaltplan+Autorouter).
Der Preis für diese spezielle Lizenz beträgt EUR 125.-. "

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Farnell hatte den ähnlichen Tunerchip MAX2102 im Programm, wird aber 
anscheinend nicht mehr RohS kompatibel angeboten, nur noch Ausverkauf:
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/7301...
http://de.farnell.com/493971/halbleiter/product.us...
11,40 €

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