Massefläche - eine gemeinsame oder zwei getrennte?

[Frank H. (hunkete)]

Hallo, ich entwerfe gerade eine DDS-Platine, auf der sich digitale und 
analoge ICs befinden. Nun bin ich verwirrt, was den Entwurf der 
Massefläche betrifft. Grundsätzlich steht für die Masse eine komplette 
Lage zur Verfügung. Nun liest man öfter, dass man Digital- und 
Analogmasse trennen und nur an einem Punkt (vorzugsweise der 
Spannungsversorgung) verbinden soll. Dann gibt es aber auch 
Informationen, dass man gerade dies tunlichst vermeiden soll ( 
http://www.analog.com/library/analogDialogue/Anniversary/12.html und 
besonders 
http://www.hottconsultants.com/pdf_files/june2001pcd_mixedsignal.pdf ).

Nun habe ich auch mal das Buch "EMV - Störungssicherer Aufbau 
elektronischer Schaltungen" von Joachim Franz (2. Auflage) zu Rate 
gezogen. Allerdings steige ich durch den folgenden Absatz überhaupt 
nicht durch (Bild 7.22 ist im Anhang):

"In die EMV-Zone mit dem schnellen Schaltungsteil (im Bild 7.22 rechts) 
gehören alle ICs oder Bauteile mit hoher Flankensteilheit. Für diesen 
Schaltungsteil wird ein Massebezugspunkt (Sternpunkt) definiert, über 
den diese Schaltung mit der übrigen verbunden wird; andere Verbindungen 
dieser Massen müssen unterbleiben. Das heißt nicht, dass die Massen 
beider Teile getrennt sind und nur an dem Bezugspunkt verbunden werden! 
Die Massefläche sollte ununterbrochen sein, damit ihre Impedanz überall 
niedrig ist, und sie muss alle Leitungen abdecken, damit diese nicht 
strahlen. Der Bezugspunkt darf gegenüber der Masse des "langsamen" 
Schaltungsteil keine Hochfrequenz aufweisen."

Hä? Wie soll ich genau einen Massebezugspunkt definieren, über den die 
Schaltungsteile verbunden werden, wenn ich doch nur eine ununterbrochene 
Massefläche habe? Könnte mir das vielleicht jemand übersetzen?

[Falk B. (falk)]

@Frank Herbert (hunkete)

>Dateianhang: emv.jpg (9,2 KB, 26 Downloads)

Bildformate

>Massefläche betrifft. Grundsätzlich steht für die Masse eine komplette
>Lage zur Verfügung.

Das sollte man auch so machen.

> Nun liest man öfter, dass man Digital- und
>Analogmasse trennen und nur an einem Punkt (vorzugsweise der
>Spannungsversorgung) verbinden soll.

Die Frage driftet schnell in Philosophische ab. ;-)

>Hä? Wie soll ich genau einen Massebezugspunkt definieren,

Versteh ich auch nicht, ist reichlich konfus formuliert.
Mach eine durchgehende Massefläche, platziere auf der einen Seite nur 
die digitalen Sachen, auf der anderen die Analogen. Dito beim Layout, 
keine digitalen Leitungen in den analogen Bereich layouten. Dann passt 
das.

MFG
Falk

[Gast (Gast)]

Bücher die so konfus geschrieben sind nehm ich nicht ernst.

Bei EMV trifften Theorie und Praxis leider manchmal arg auseinander, 
trial and error funktioniert hier manchmal am besten/schnellsten. :-(

[Volker (Gast)]

Das ganze ist wirklich nicht so einfach,
und es gibt wohl kein Patentrezept dafür.

Hab neulich ein Layout mit dem LTC2208 gemacht (16Bit AD-Wandler bei 
130MHz Abtastrate.
Schlau wie ich sein wollte, hab ich brav Analog und Digital getrennt und 
dann für eine Verbindung am Netzteil gesorgt.
Das Ergebnis war ernüchternd, nach einigen Rücksprachen mit Linear gaben 
die den Rat, eine durchgehende Masse zu verwenden, und dass das IC nicht 
für getrennte Planes gebaut ist.

Zitat LT: The ADC, although equipped with separate analog and digital 
grounds, is not intended to straddle two ground planes.

Also Planes miteinander verbunden und siehe da, das Rauschen nahm um ca. 
10dB ab, also deutlich besser.

Bei anderen ICs hatte eine Trennung wiederum ein positives Ergebnis.

Nun mein Rat: Mach eine durchgehende Plane und ordne die Digtalen und 
die Analogen Bausteine räumlich voneinander getrennt auf der Platine an, 
sollte das geringste Risiko darstellen.

[Bernd G. (Gast)]

Ich bin bei der Trennung der Masseflächen bisher konstant und regelmäßig 
auf das Maul gefallen.
Digitale BE auf eine Ecke der Platte setzen, analoge BE auf die andere, 
wenn es geht. Beidseitig bestücken, so wie Falk es vorschlägt ist i.O. 
aber leider beim Bestücker gehasst.
Gemeinsame Masse bringt schnell und zuverlässig vertretbare Resultate.

[spess53 (Gast)]

Hi

>Gemeinsame Masse bringt schnell und zuverlässig vertretbare Resultate.

99% Zustimmung.

MfG Spess

[Falk B. (falk)]

@Bernd G. (berndg)

>wenn es geht. Beidseitig bestücken, so wie Falk es vorschlägt ist i.O.

Hab ich nicht gesagt bzw. gemeint. Ich meinte eher links und rechts.

>aber leider beim Bestücker gehasst.

Nöö, die lassen sich das gut bezahlen.

>Gemeinsame Masse bringt schnell und zuverlässig vertretbare Resultate

Was Gott zusammenfügt, soll der Mensch nicht trennen. Amen ;-)

MFG
Falk

[Gerhard. (Gast)]

Mit einer gemeinsamen Masseflaeche bin ich vor Jahren mal gruendlich auf 
die Nase gefallen. Ich baute ein Batterieladeschaltung mit dem BQ2003. 
Der erste Probeaufbau hat total versagt weil durch Stoerimpulse der 
empfindliche Strommesseingang derart gestoert wurde dass die 
automatische Ladesteuerung nicht mehr funktionierte.

Nach entsprechender Aufteilung der Leiterplattemasse so dass der 
Schaltregelteil und lineare Schaltungsteile getrennt wurden, hat es dann 
auf Anhieb funktioniert. Der Witz an der Sache ist, dass die Loesung 
dieses Problems mit einfachen Trennungslinien in der Masseflaeche 
geloest wurde. Der Rest der Platinenauslegung war vollkommen in Ordnung.

Also, es gibt Ausnahmen. Man muss speziell bei Schaltreglern hundig 
aufpassen.

Gruss,
Gerhard