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Forum: Platinen Eagle - GND Polygon


Autor: Mike (Gast)
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Hallo,
in einem Thread hier im Forum ( sry ich weiss nicht mehr welcher ) bin 
ich auf folgende Webside gestossen:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

Dort wird u.a. der Idealfall beschrieben wie Entkoppelkondensatoren 
geroutet werden sollen:
http://www.lothar-miller.de/s9y/uploads/Bilder/Ent...

Nun habe ich gewisse Schwierigkeiten diesen Idealfall in Eagle 5.6 
nachzubilden, da das umgebene Ground Polygon sich auch mit GND des 
Keramik C verbindet. Was muss ich tun damit sich das Ground Polygon 
nicht in das GND Polygon einbindet ?

Autor: Thomas Decker (t0mmy)
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Mit den Layern tResctrict / bRestrict kann man der Massefläche einhalt 
gebieten. Versuch mal einen dünnen Strich mit dem besagten Layer als 
Grenze zu ziehen.
Ansonsten wird es schwierig, ist ja für Eagle das gleiche Potential, es 
wird das also selbstständig nie getrennt behandeln.

Autor: Michael M. (Gast)
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warum solls denn das nicht?
du hast den lieben lothar nicht verstanden...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mike (Gast)

>http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

>Dort wird u.a. der Idealfall beschrieben wie Entkoppelkondensatoren

Die Aussagen dort sind schlicht irreführend!
Das wurde auch ausführlich in einem Thread besprochen.

>Nun habe ich gewisse Schwierigkeiten diesen Idealfall in Eagle 5.6
>nachzubilden, da das umgebene Ground Polygon sich auch mit GND des
>Keramik C verbindet.

Was auch vollkommen OK ist, das macht der Rest der Welt nämlich in 99% 
aller Fälle so.

> Was muss ich tun damit sich das Ground Polygon
>nicht in das GND Polygon einbindet ?

???

MfG
Falk

Autor: Mmmh (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
>>http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung
>
>>Dort wird u.a. der Idealfall beschrieben wie Entkoppelkondensatoren
>
> Die Aussagen dort sind schlicht irreführend!
> Das wurde auch ausführlich in einem Thread besprochen.

Wärst Du so nett einen Link auf den Thread zu posten? Ich würde mir die 
Diskussion gerne durchlesen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Mmmh schrieb:
> Wärst Du so nett einen Link auf den Thread zu posten?
Der Link findet sich auch dort ganz unten:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

@ Falk
> Die Aussagen dort sind schlicht irreführend!
In welche Irre sollten die Aussagen führen?
Die Aussage ist lediglich, dass Rückströme nicht einfach auf eine 
GND-Plane losgelassen werden sollten, sondern nach Möglichkeit lokal am 
IC abgehandelt werden sollten.
Ich finde die Aussagen z.B. in Atmels Appnot AVR040 weitgehend 
bestätigt.
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Zur ursprünglichen Frage:
>>> Was muss ich tun damit sich das Ground Polygon nicht in das GND Polygon
>>> einbindet ?
Ich mache sowas wie im angehängten Bild. Achtung: Die beiden 
"herausführenden" Polygonleitungen dürfen nicht aufeinanderliegen!!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Eine andere Möglichkiet ist, in die Massefläche einfach einen Wire mit 
der Breite 0 zu zeichnen. Auch damit wird (entsprechend den 
Design-Rules) Kupfer in der Massefläche freigestellt.

Autor: Wolfgang Mües (Gast)
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Mike,

Dein "Idealfall" hat einen entscheidenden Fehler. Es ist zwar ganz nett, 
dass Du die Massefläche mit möglichst wenig Störströmen belasten willst. 
Aber dadurch verstärkst Du gleichzeitig zwei andere wichtige Effekte, 
die beide damit zu tun haben, dass das Massepotential AUF DEM CHIP auf 
diese Art und Weise nicht optimal an die Fläche gebunden ist.

a) Alle Signalpins, die über Leiterbahnen nach draußen gehen, 
transportieren entweder über interne Kapazitäten oder über direkt nach 
Masse geschaltete Transistoren das Massepotential des Chips nach 
draußen.

b) Es entsteht Ground-Bouncing, d.h. wenn das Massepotential des Chips 
negativ ist gegenüber der Massefläche, kommt es dazu, dass ein digitaler 
Eingang statt einer "0" eine "1" liest.

Effekt b) habe ich lange nicht mehr beobachtet - am schlimmsten war das 
früher mit den 74AC-ICs. Effekt a) habe ich selbst mehrfach beobachtet. 
Eine möglichst kurze Masseanbindung konnte den Effekt um 1-3 dB (bei 
100-200 MHz) absenken.

Also: Massepins eines ICs immer direkt an die Massefläche. Dafür den 
Massepin des Kondensators nicht mehr in die Fläche führen.

Bei VCC genau anders rum. Keine Tantals mehr verwenden, sondern 
keramische Kondensatoren. Immer die größte Kapazität einer Bauform 
wählen, denn die Induktivität eines Kondensators (und damit die höchste 
nutzbare Frequenz) ist nur von der Bauform abhängig. Y5V/Z5U als 
Material meiden, denn sonst hast Du Probleme unterhalb von 0 Grad.

Nicht vergessen, die VCC-Leitungen an strategisch günstiger Stelle über 
Ferrit-Drosseln zu führen, damit sich Störungen von den ICs über die 
VCC-Leiterbahnen nicht im System ausbreiten.

Guten Rutsch

Wolfgang

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lothar Miller (lkmiller) Benutzerseite

>> Die Aussagen dort sind schlicht irreführend!
>In welche Irre sollten die Aussagen führen?

Das haben wir in dem Thread ausführlich diskutiert.

>Die Aussage ist lediglich, dass Rückströme nicht einfach auf eine
>GND-Plane losgelassen werden sollten,

Nöö. Ist auch so eine sehr eigenwillige, persönliche Interpretation, 
welche ich nicht teile.

>Ich finde die Aussagen z.B. in Atmels Appnot AVR040 weitgehend
>bestätigt.
>http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/...

Dort wird alles relativ qualitativ aber kaum quantitativ erklärt. So ala 
man platziere den Entkoppelkondensator nicht 10cm vom IC weg und lasse 
dann VCC und GND dorthin über die Vcc/GND Flächen laufen.
Das macht sowieso keiner, der halbwegs was von der Materie versteht.

Aber was du propagierst, ist mir unverständlich und IMO bisweilen auch 
falsch. Erst recht, wenn ich dann praktisch einen Riesenaufwand 
betreiben müßte, um mein CAD-Programm vom Anbinden Dutzender Masse/VCC 
Pins an die Flächen zu unterbinden.

MFG
Falk

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Erst recht, wenn ich dann praktisch einen Riesenaufwand
> betreiben müßte, um mein CAD-Programm vom Anbinden Dutzender Masse/VCC
> Pins an die Flächen zu unterbinden.
Es geht nicht darum, jeden einzelnen Pin tatsächlich durchzukneten. 
Sondern darum, dass ich mir der Problematik und des Sachverhalts bewusst 
werde.

> Dort wird alles relativ qualitativ aber kaum quantitativ erklärt.
Das ist der erste Schritt in Richtung Ziel.
> Das macht sowieso keiner, der halbwegs was von der Materie versteht.
So, jetzt ja. Und wo sollte er es denn Lernen?
Doch nur an praktischen Beispielen. Zeig doch auch mal welche... ;-)

> Aber was du propagierst, ist ... IMO bisweilen auch falsch.
Ich konnte an meinen Aussagen dort noch nichts Falsches entdecken. 
Bestenfalls sind sie unvollständig.

BTW:
Ich finde es übrigens recht urig, dass immer nur über die 
Vcc-Entkopplung gesprochen wird.
Was ist denn das andere Ende von Vcc?
Richtig: GND. Und warum sollten dafür grundlegend andere Regeln gelten?

Autor: Mike (Gast)
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Hi,
prima nun bin ich total verwirrt :) So wie ich es jetzt verstanden habe 
ist Lothars Beispielt doch nicht der "Idealfall" ?

Wolfgang sagt:
"...Also: Massepins eines ICs immer direkt an die Massefläche..."
--> Ok verstanden

"...Dafür den Massepin des Kondensators nicht mehr in die Fläche 
führen..."
--> Wo kommt er dann hin ?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> So wie ich es jetzt verstanden habe
> ist Lothars Beispielt doch nicht der "Idealfall" ?
Es gibt wie immer verschiedene Ansichten einer Sache. Ich habe mir die 
Bilder auf meiner HP nochmal angesehen, und so schlecht sehen die nicht 
aus. Insbesondere funktioniert es in der Praxis super. Und mehr will ich 
nicht  ;-)

Auch ich knüpfe mir nicht jeden einzelnen Pin so vor. Aber ich habe 
inzwischen ein "Gefühl", wo das nötig und sinnvoll ist. Und heraus kommt 
dann z.B. eine lokale Problemlösung wie im 
Beitrag "Re: Abblockkondensatoren, wie routen?" beschrieben.


>>> Immer die größte Kapazität einer Bauform wählen ...
Immer die Kapazität und den Kondensator (Material und Bauform) 
wählen, die bei der benötigten Frequenz die geringste Impedanz haben. 
Dafür gibt es Impedanzkurven in den Datenblättern der Kondensatoren.

>>>...die Induktivität eines Kondensators ist nur von der Bauform abhängig.
Nein, die Induktivität ist vor allem auch von der Art und der Länge des 
Anschlusses abhängig. Aus diesem Grund muß der Kondensator möglichst 
direkt an den Vcc-Anschluss des ICs und den GND-Anschluss des ICs sowie 
möglichst direkt an die Massefläche angeschlossen werden.

Autor: HildeK (Gast)
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>Was muss ich tun damit sich das Ground Polygon
>nicht in das GND Polygon einbindet ?
In diesem Satz das Wort 'nicht' streichen!

Das C muss so niederimpedant (L,R) wie möglich an die Pins angschlossen 
werden. D.h.: kürzestmögliche Leitung, größtmöglicher Querschnitt. Also 
die Fläche dranlassen!
Die Ströme werden immer weniger Anteile mit zunehmendem Abstand 
außerhalb des idealen Rückwegs haben. Erst wenn direkt daneben ein 
empfindlicher Analogteil ist, würde ich an einen Trennschlitz in der 
Fläche denken.

Besonders schlecht zu realisieren ist dies bei den DILx-Gehäusen mit den 
diagonalen Versorgungsanschlüssen. Man sollte da auf jeden Fall prüfen, 
ob die Wege zwischen C und den Anschlüssen nicht durch andere 
Signalleitungen unterbrochen werden und so große Schleifen entstehen.

Das gilt für VCC natürlich genauso.

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