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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Massenfläche Audio


Autor: astroscout (Gast)
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Hallo,
ich habe mich jetzt mal an ein Audioschaltungsprojekt rangewagt. 
Audioschlatungen sind für mich bisher noch völliges Neuland.
Es soll eine Art Kreuzschienenverteiler sein.

Könnt Ihr euch mal mein Platinenlayout ansehen?

Was sagt ihr zu der Massefläche? Ist diese sinnvoll oder eher störend?


Im Vorraus schonmal vielen Dank!!!

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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astroscout schrieb:
> Was sagt ihr zu der Massefläche?
Sieh dir das mal genau an: das ist keine Fläche, sondern nur ein Ring 
aussen rum und sonst lauter Zipfel.

> Ist diese sinnvoll ...?
Nur, wenn du einen Grund angeben kannst, wofür sie gut ist... :-o

Autor: astroscout (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> astroscout schrieb:
>> Was sagt ihr zu der Massefläche?
> Sieh dir das mal genau an: das ist keine Fläche, sondern nur ein Ring
> aussen rum und sonst lauter Zipfel.
ja gut, das stimmt, aber in der Mitte sitzt ja der IC, sodass sich die 
Ringfom ergibt ;-)

>> Ist diese sinnvoll ...?
> Nur, wenn du einen Grund angeben kannst, wofür sie gut ist... :-o

Meine Überlegung war damit die Störeinflüsse von z.B. zwei 
nebeneinanderliegendenn Signalführenden Leitungen zu reduzieren, indem 
dor eine Massefläche/Masseleitung zwischen liegt.
Auf der anderen Seite wirkt die Massefläche ja evtl. auch als Antenne 
und es kann zu mehr Störungen kommen.
Ich kann leider nicht abschätzen wie groß die jeweiligen Effekte sind

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Die Leitungen zum IC laufen aber auch parallel und ohne Masse 
dazwischen. In Anbetracht, dass es sich um einen DIL-Chip handelt, 
solltest Du noch Massen zwischen die Signalleitungen bekommen. Es 
genügt, wenn die Signalleitungen 0.3mm breit sind.

Autor: astroscout (Gast)
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Danke für Deine schnelle Antwort.

Ich habe gerade mal versucht die Masseleitungen dazwischen zu bekommen. 
Der IC hat leider ein Rastemaß von 1,77 mm, sodass die leitungen schon 
sehr nebeneinander liegen. Ich könnte da nur die Masseflächen 
zwischenbekommen, wenn ich auch die Isolationabstände enger mache, aber 
ist glaube ich nicht wirklich sinnvoll, oder???

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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1,77mm Rastermaß?!1

Autor: astroscout (Gast)
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Simon K. schrieb:
> 1,77mm Rastermaß?!1

jep, leider ja!

Autor: Oktavian Gniot (Firma: Hochschule Karlsruhe) (tavin)
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Man "könnte" die Platine beidseitig machen und dan anwechselnd eine 
leitung auf der Oberseite und die nächste auf der Unterseite zu 
fühern..usw. dan gibt es Platz dazwischen.

Autor: holger (Gast)
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>Was sagt ihr zu der Massefläche? Ist diese sinnvoll oder eher störend?

Ist ok so. Bei Audio gibt es sowieso kein Übersprechen bei so
kurzen Leitungen. Die Massefläche sorgt hier eigentlich nur dafür
dass das Kupfer auf der Platine bleibt und nicht im Abwasser landet;)

Autor: astroscout (Gast)
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Danke für Eere Antworten.

Doppeltseitig finde ich doch recht aufwendig und die 
druchkontaktierungen sind bei mir immer recht fehleranfällig

@Holger: Du sagst, die Masseflächen sind hier unkritisch, kann also so 
bleiben??
Sieht da noch jemand so?

Autor: holger (Gast)
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>@Holger: Du sagst, die Masseflächen sind hier unkritisch, kann also so
>bleiben??

Ja. IM Chip laufen die Leitungen noch dichter zusammen;)

Autor: astroscout (Gast)
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holger schrieb:
>>@Holger: Du sagst, die Masseflächen sind hier unkritisch, kann also so
>>bleiben??
>
> Ja. IM Chip laufen die Leitungen noch dichter zusammen;)

das ist ein gutes Argument!!
Danke!!!

Autor: Jens G. (jensig)
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>>>@Holger: Du sagst, die Masseflächen sind hier unkritisch, kann also so
>>>bleiben??
>>
>> Ja. IM Chip laufen die Leitungen noch dichter zusammen;)

>das ist ein gutes Argument!!
>Danke!!!

Ist eigentlich kein gute Argument - die kapazitätswirksame Fläche der 
Leitungen zueinander im Chip sinkt mit dem Quadrat der Verkleinerung der 
Strukturen. Der verringerte Abstand bewirkt eine Vergößerung der 
Kapazität. Effektiv beiwirkt also eine Verkleinerung der Strukturen eine 
ebenso große Verkleinerung der Kapazität zw. den Leitungen (bei 
proportionaler Verkleinerung aller Koordinaten).
Die Strippen im IC sind als von daher eher zu vernächlässigen gegenüber 
den Strippen auf der LP.
Grundsätzlich ist also viel Masse bei Audioschaltungen günstig, denn die 
hat ja abschirmende Wirkung (auch wenn es ein Ring mit vielen Zipfeln 
nach innen ist). Eine Platine ohne diese Masse würde also grundsätzlich 
mehr Störungen von ausen einfangen, als eine Platine, deren freie 
Flächen komplett mit Masse überzogen sind.
Ätzressourcen spart das auch noch nebenbei.

Autor: holger (Gast)
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>Ist eigentlich kein gute Argument - die kapazitätswirksame Fläche der
>Leitungen zueinander im Chip sinkt mit dem Quadrat der Verkleinerung der
>Strukturen.

Man kann auch viel labern ohne Ahnung von NF zu haben.
Seine Schaltung wird funktionieren. Basta.

>Grundsätzlich ist also viel Masse bei Audioschaltungen günstig, denn die
>hat ja abschirmende Wirkung.

Die Schaltung wird sogar komplett ohne die Massefläche arbeiten.
Frühe NF-Schaltungen mit Röhren waren freiluftverdrahtet. Wo ist
da die Massefläche? Funktioniert trotzdem. Null Störungen.
Da staunt der Laie und der Experte wundert sich;)

Autor: astroscout (Gast)
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hmm, das scheint ja ein kompliziertes Thema zu sein.

Ich versuche das ganze jetzt nochmal ein wenig zusammenzufassen:
Im Prinzip ist die Platine so okay, allerdings ist die Massefläche 
zwischen zwei parallelen Signalleitungen noch fragwürdig wegen der 
parasitären Kapazität, richtig?
Die Signalleitungen, die nebeneinander liegen haben max. eine Länge von 
cm 5 cm, ich denke da wird die Kapazität eher gering sein, oder?
Habe ich diese Kapazität nicht auch dann, wenn eine Masseleitung 
dazwischen liegt?

Autor: J. Bimek (dufour)
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Bei NF Signalen solltest Du immer darauf achten, das Du einen Masse 
Sternpunkt hast und dir keine Schleifen baust! Sonst kommt es zu einem 
Masse Brummen, was sich übel auswirken kann!

Gerade bei Kreutzschienen, wo Du viele Signal Ein und Ausgänge hast, ist 
es ratsam genau auf die Masseführung der Signalwege zu achten, die 
Eingänge sollten möglichst nur mit einem Masseweg zum IC führen, nicht 
jeden kanal einzel führen!

Autor: Jens G. (jensig)
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@  holger (Gast)

>>Ist eigentlich kein gute Argument - die kapazitätswirksame Fläche der
>>Leitungen zueinander im Chip sinkt mit dem Quadrat der Verkleinerung der
>>Strukturen.

>Man kann auch viel labern ohne Ahnung von NF zu haben.
>Seine Schaltung wird funktionieren. Basta.

Man kann aber auch viel labern, ohne das Geschriebene mal richtig 
gelesen zu haben. Habe ich irgendwo geschrieben, daß deswegen die 
Schaltung nicht funktioniert?

>>Grundsätzlich ist also viel Masse bei Audioschaltungen günstig, denn die
>>hat ja abschirmende Wirkung.

>Die Schaltung wird sogar komplett ohne die Massefläche arbeiten.

Wie schon bei Erstens: habe ich irgendwo geschrieben, daß die Schaltung 
nicht funktionieren wird?

>Frühe NF-Schaltungen mit Röhren waren freiluftverdrahtet. Wo ist
>da die Massefläche? Funktioniert trotzdem. Null Störungen.
>Da staunt der Laie und der Experte wundert sich;)

Und das dicke, fette Metall-Chassis drumherum ist keine Massefläche für 
dich? Die ist sogar noch an den Seiten herundergezogen, und die 
Bodenplatte ist sehr oft mit metallischer Folie überspannt, die ebnfalls 
an Masse hängt. Wo bitte schön ist da keine Massefläche? Im Gegenteil - 
da wurde richtig viel auf möglichst viel Masse drumherum geachten als 
Abschirmung.
Wenn Du keine Zusammenhänge erkennst, dann bleib bei Deinem Staunen ...

Autor: Sven J. (locutussum)
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Was mir beim ersten Blick auf das Layout eigentlich auffällt: man könnte 
bei dem Masse-Filler die Abstände noch etwas hochsetzen, so wie es jetzt 
ist wirken die z.t. doch recht kurz, das könnte problematisch werden, je 
nachdem, welche Technik zur Fertigung eingesetzt wird! (wenns 
industriell gefertigt wird wahrscheinlich nicht, gerade mit Lötstopplack 
et c., aber privat? wenn man die Platine verzinnt muss man da ja schon 
aufpassen, dass man nicht aus versehen irgendwo nen Kurzschluss rein 
bringt!)

Ansonsten würde ich auch mal denken, dass das mit der Massefläche so 
schon hinkommen wird! verbessern könntest du sie natürlich noch, indem 
du sie auch die Schraublöcher mit umschliessen lässt (also so, dass die 
Schrauben Kontakt zur Massefläche herstellen können und somit auch das 
Gehäuse in Kontakt mit der Massefläche stehen würde).

was ich grad aber noch sehe: wenn du die Cinch-Buchsen um 45° drehen 
würdest, dann könntest du gerade von den Signal-Pins weggehen! und auch 
sonst könnte man die Bauteile da noch etwas schöner anordnen. (das sieht 
von den Leiterzügen ja z.t. etwas chaotisch aus! wenn du z.B. r3 (und 
entsprechende andere) um 90° drehen würdest, könntest du dir den 
Schnörkel in der Leiterbahn sparen und diese somit kürzer halten! 
gleiches auch bei einigen anderen der BEs. und wenn du da sowieso SMD 
einsetzt - wieso dann nicht alle Widerstände und einige Cs in SMD? im 
1206-Package sind die wunderbar verarbeitbar und das Ergebnis wird um 
einiges kompakter, ausserdem entfallen viele Löcher! Und als Nebeneffekt 
wird es auf der Oberseite der Platine leerer (gerade wenn die ganzen 
koppelkondensatoren in smd verbaut werden würden). Aber sowas muss 
natürlich alles nicht sein. ^^

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Jens G. schrieb:
>>Frühe NF-Schaltungen mit Röhren waren freiluftverdrahtet. Wo ist
>>da die Massefläche? Funktioniert trotzdem. Null Störungen.
>>Da staunt der Laie und der Experte wundert sich;)
>
> Und das dicke, fette Metall-Chassis drumherum ist keine Massefläche für
> dich? Die ist sogar noch an den Seiten herundergezogen, und die
> Bodenplatte ist sehr oft mit metallischer Folie überspannt, die ebnfalls
> an Masse hängt. Wo bitte schön ist da keine Massefläche? Im Gegenteil -
> da wurde richtig viel auf möglichst viel Masse drumherum geachten als
> Abschirmung.
> Wenn Du keine Zusammenhänge erkennst, dann bleib bei Deinem Staunen ...

Heutige NF Schaltungen haben doch idR auch ein Metallgehäuse. Am Gehäuse 
hat sich doch nichts geändert.
Holger hat schon Recht, früher hatte man keine Platinen, und demnach 
auch keine Massefläche auf Platinen.

So wichtig ist die Massefläche demnach nicht, wenn man ein Metall 
Gehäuse benutzt.

Nach Jens Logik könnte man das Metallgehäuse ja weglassen, wenn die 
Platine eine Massefläche hat...

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Simon K. schrieb:
> So wichtig ist die Massefläche demnach nicht, wenn man ein Metall
> Gehäuse benutzt.

Das ist nicht korrekt. Gerade wenn verschiedene analoge und digitale 
Komponenten auf der Platine sind, gibt es ohne niederohmige und korrekt 
geführte Massen Probleme mit gegenseitiger Beeinflussung durch 
Übersprechen und ungünstige Strompfade. Daran ändert ein Metallgehäuse 
auch nichts. Wenn man selber einige Geräte entworfen und gebaut hat, hat 
man diese Erfahrung bereits gemacht. Mal ganz zu schweigen von den 
EMV-Richtlinien, die man heute zu erfüllen hat. Frühere Standards gelten 
hier nicht.

Autor: astroscout (Gast)
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danke für eure zahlreichen antworten.
ich war über das wochenende nicht zu hause, daswegen kann ich erst jetzt 
antworten.
meine schaltung wir nicht in eine metallgehäuse eingbaut sondern 
befindet sich in einem "Holzkasten"

@J. Bimek:
Du sagts keine schleifen bauen. Meine Massefläche geht ja einmal als 
ring außen rum, ich sollte diesen ring also an einer stell unterbrechen, 
sodass es kein ring mehr ist, richtig?

@ Sven J.: Danke für deine Tipps, ich werde die Platine nochmal 
überarbeiten.

Autor: astroscout (Gast)
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so, ich hab die Platine jetzt nochmal ein wenig überarbeitet.
Ich die "Knoten" an den Cinchbuchsen versucht zu entfernen und den 
"Massering" geöffnet.

Meint ihr, das ist so okay?

Autor: Sven J. (locutussum)
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Die Leiterführung sieht auf jeden Fall schon mal ordentlicher aus.

nach wie vor würden mir allerdings die Abstände "GND-Fläche" zu 
Leiterbahnen Sorgen machen. auch wenn sich das wahrscheinlich so eng 
fertigen lassen würde - wieso enger als unbedingt nötig? erhöhe da 
einfach in den einstellungen des Polygons mal die clearance, dann sollte 
der abstand größer werden. (ich weis aber net so genau, wo das bei eagle 
genau eingestellt wird, bei ares könnt ichs dir sagen, aber eagle... )

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Knut Ballhause schrieb:
> Simon K. schrieb:
>> So wichtig ist die Massefläche demnach nicht, wenn man ein Metall
>> Gehäuse benutzt.
>
> Das ist nicht korrekt. Gerade wenn verschiedene analoge und digitale
> Komponenten auf der Platine sind, gibt es ohne niederohmige und korrekt
> geführte Massen Probleme mit gegenseitiger Beeinflussung durch
> Übersprechen und ungünstige Strompfade.

Ja, das ist jetzt wieder eine Verfeinerung der Anforderung :-D Dabei 
kommen ja die Störungen im Analogteil nicht von außen, sondern von 
innen. Da bringt das Metallgehäuse dann wiederum nichts.

Aber in dem oben gegebenen Beispiel, worauf sich meine Aussage bezog, 
war von alten Audio Verstärkern die Rede. Da ist ja eher nicht mit 
Digitaltechnik zu rechnen.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Sven J. schrieb:
> Die Leiterführung sieht auf jeden Fall schon mal ordentlicher aus.
>
> nach wie vor würden mir allerdings die Abstände "GND-Fläche" zu
> Leiterbahnen Sorgen machen. auch wenn sich das wahrscheinlich so eng
> fertigen lassen würde - wieso enger als unbedingt nötig? erhöhe da
> einfach in den einstellungen des Polygons mal die clearance, dann sollte
> der abstand größer werden. (ich weis aber net so genau, wo das bei eagle
> genau eingestellt wird, bei ares könnt ichs dir sagen, aber eagle... )

Einfach mit dem "i" (INFO) Tool auf den Rand der Massefläche klicken und 
den Wert bei "isolate" höher setzen.

Autor: astroscout (Gast)
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Danke für euere Antworten.
ich hab den Isolationabstand noch ein wenig erhöht!

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