Zwei Masseflächen, Anzahl der Durchkontaktierungen

@  Fragender (Gast)

>Ich habe eine Layout, was unten komplett Masse ist.

Schön.

> Jetzt dachte ich es
>ist sinnvoll auf der Seite mit den meisten Leiterbahnen auch komplett
>mit Masse zu umgeben. Soll ich die zwei Masseflächen mit möglichst
>vielen Durchkontaktierungen verbinden?

Wenn man paranoid ist, ja. In 99% aller Fälle ist das Unsinn, wenn 
gleich man es des öfteren sieht.

@  Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH) (rk-elektronik)

>du reitest mal wieder dein Steckenpferd (bzw. Obsession): alles
>HF-Design ist Blödsinn.

Keine Sekunde.

> Wenn es nicht Leute gäbe die es besser wissen
>würde kaum ein Motherboard oder Handy funktionieren. Es hat schon seinen
>Grund, z.B. am Rand der LP entlang GND-Vias zu setzen - bei manchen
>HF-Designs sind die Entwickler sogar so paranoid, dass sie die GND-Lagen
>per Kantenmetallisierung verbinden! Wahrscheinlich findest du das zum
>Totlachen.

Dito.

Ich sehe aber immer wieder Platinen, wo aus purer Panik tonnenweise VIAs 
gesetzt sind, die schlicht und ergreifend Blödsinn sind. Und als 
Begründung kommen dann diffuse Erklärungen. Ist genauso wie der 
Masseflächenfetischismus hier im Forum. Die Masse der einfachen 
Schaltungen braucht sie nicht, bzw. in vielen Fällen sind sie einfach 
viel zu zerstückelt und sinnvoll zu sein.

@Falk

Ja da hast du sicher recht. Grund ist Halbwissen ("Hab mal gehoert, 
Masseflaechen sind gut, aber wozu nochmal genau ?" / "Das macht MAN halt 
so").
Das Bloede ist, dasz ich mich davon (noch) nicht ganz ausnehmen kann. 
Das kotzt mich selber an, dasz ich da kein umfassendes, geschloszenes 
Wissen habe.

@  Dieter G. (dieter_g)

>Das kotzt mich selber an, dasz ich da kein umfassendes, geschloszenes
>Wissen habe.

Das ist nicht das Problem. Das Problem sind die Leute mit Halbwissen, 
die glauben zu wissen.

Wer glaubt zu wissen, muss wissen er glaubt. Laotse.

Solange man sich über seine Wissenslücken im Klaren ist und diese auch 
sich selbst eingesteht, solange man bestrebt ist, diese zu schließen, 
und solange man auch mit viel Erfahrung und Wissen sich ein gewisses 
Mass an Bescheidenheit und Erfuhrcht bewahrt und sich bewußt macht, dass 
man auch dann noch lange nicht alles weiß und jede Frage beantworten 
kann, dann ist alles OK.

@Joseph H. (Gast)

>> Ich sehe aber immer wieder Platinen, wo aus purer Panik tonnenweise VIAs
>> gesetzt sind, die schlicht und ergreifend Blödsinn sind.

>Welche belegbaren Nachteile verursachen denn "zu viele" Vias?

1. Kosten

>Nachdem sich nicht einmal (mehr) die Platinenfertiger darüber aufregen
>und beim Kunden beschweren - weder aufrund der Bohrungen noch dem
>Metallisieren...

Warum auch? Die werden schlicht verrechnet. Dienstleistungsgesellschaft.

2. Blödsinn, der immer weiter getragen wird, siehe die urban legend mit 
den Knicken in HF-Leitungen. Sowas geht mir prinzipell auf den Keks. 
Schließlich bin ich Ingenieur und nicht Voodoo-Anhänger.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Wellenwiderstand#90.C2.B0_Ecken_in_Leiterbahnen

@  Dussel (Gast)

Nomen est Omen.

Zum Schmökern: 
http://www.elektronikpraxis.vogel.de/fileserver/vogelonline/issues/114.pdf

Hallo Reinhard.

> Akzeptiere einfach, dass es
> eine Welt mit HF-Effekten gibt, die völlig ausserhalb deiner Vorstellung

Nun, nicht jedes Design hat mit mit hohen Frequenzen oder 
Flankensteilheiten zu tun, dass diese Effekte zum Tragen zu kommen. 
Eigentlich sollte man so langsam und mit so wenig Flankensteilheit wie 
möglich arbeiten, wie es nur möglich ist. Das EMV Verhalten wird 
deutlich gutmütiger.

Und eine zerlappte Massefläche kann üble Resonanzen aufweisen. Darum 
kann es sinnvoll sein, sie wegzulassen, wenn man sie nicht mit Vias auf 
eine andere, "echte", Massefläche nageln kann.

Mal abgesehen davon, das eine Massefläche üble Brummschleifen 
provozieren kann. Nicht unbedingt im eigenen System, sondern auch in 
angeschlossenen Geräten, wo Du das Layout nicht selber in der Hand hast.

Die HF-Zäune aus Vias bilden mechanische "Sollbruchstellen" wie eine 
Briefmarkenperforation. Ok, man kann sie versetzt anordnen, aber das 
mindert das Problem nur, es beseitigt es nicht.

Es gibt keine ideale Lösung, nur Annäherungen. Die Kunst ist, an der 
richtigen Stelle den Mut zur Lücke zu haben. ;O)

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de

@  Reinhard Kern (Firma: RK elektronik GmbH) (rk-elektronik)

>Tut mir leid, dann hast du das Problem an einem 90Grad-Winkel in einer
>Transmission Line schlicht nicht verstanden, dabei ist das ganz einfache
>Geometrie.

Der Herr ist mal wieder sehr hoch zu Ross unterwegs.

LIES!

http://www.mikrocontroller.net/articles/Wellenwiderstand#90.C2.B0_Ecken_in_Leiterbahnen

Du bist nicht nur hier auf dem falschen Dampfer, beim Thema kooperativem 
Multitasking ist es nicht anders.

Beitrag "Re: Kooperatives Multitasking und Interrupt?"

Hallo Albert G.

> Hmmm.
> Ich könnte mir nur vorstellen, das Störungen aus der eigenen Schaltung
> dann über eine der Verbindungen dahin geleitet werden?
> Lässt man die Masse aber ganz weg, kann die eigene Schaltung ja viel
> leichter von selbst abstrahlen und somit auch andere stören. Also doch
> lieber eine zerstückelte Masse"fläche" als gar keine?

Wenn die andere Schaltung nach der Verbindung mit meiner die Probleme 
mit der Brummschleife hat, wird man das meiner genauso Anlasten wie 
Abstrahlungen. :-(

Im Zweifel müssen dann NF-Leitungen per Übertrager angeschlossen werden. 
Aber das ist Aufwand, den ich eigentlich gerne vermeide.

Eine Massefläche kann auch das Gegengewicht einer strahlenden Antenne 
sein.

Es gibt auch Möglichkeiten, die zerklüftete Masse zu bedämpfen, indem 
ich irgendwelche Massehalbinseln an der Spitze mit z.B. 100R - 1k 
Widerständen mit der Restmasse verbinde. Direkter Kurzschluss kann auch 
Sinnvoll sein. Hängt halt etwas davon ab, was für Leitungen in dem 
Bereich geführt werden.
Manchmal werden solche Massehalbinseln auch mit 100pF - 100nF und einem 
Serienwiderstand angeschlossen, um einen Hochpass für die HF zu haben 
und den Brumm wegzusperren. Komplette Masseinseln sind auch kompletter 
Blödsinn. Sie sollten immer an mehreren Stellen mit Masse verbunden 
werden, oder aber ganz weggelassen werden.

Das reine Ideal sagt eben, alle Masseverbindungen so induktivitätsarm 
und widerstandsarm zu machen wie nur irgend möglich, und für den 
fliessenden Strom immer einen kontrollierten Rückweg bereitzuhalten. Und 
in dem "kontrollierten" liegt eben die Krux, wenn quer über mein Board 
halt Ströme fliessen, die ihre Quelle und Senke ausserhalb meiner 
Kontrollmöglichkeiten haben. In den Falle führt induktivitätsarm und 
widerstandsarm zwar zu niedrigeren Spannungen, aber oft auch zu höheren 
Strömen, die dann magnetisch Koppeln oder anderswo höhere 
Längstspannungen verursachen.

Als "Faustregel" würde ich sagen:

2-Lagig:
Bei HF-Schaltungen Masseflächen, bei NF ein sternförmiges 
Masseleitungsnetz. Das Problem sind dann die Fälle, wo beides 
nebeneinander sitzt.....

Multilayer:
Durchgehende Massefläche, die ist bei Multilayer leichter unzerklüftet 
hinzubekommen. Wenn ich noch Versorgungslayer habe, kann ich die HF 
bezogen ebenfalls eng an die Massefläche koppeln, und habe sogar 
zusätzliche "Massefläche". Das Problem sind dann die Brummschleifen bei 
Verbindung mit der Restwelt, die, guter Aufbau vorausgesetzt, bei mir 
unter Umständen auch keinen Ärger machen, aber halt anderswo.....

Vieleicht bin ich dann politisch in der Lage, dieses als PAL (Problem 
anderer Leute) zu betrachten, oft aber auch nicht. Dann muss ich mir was 
einfallen lassen

Oft wird das auf Übertrager hinauslaufen. Nicht ohne Grund gibt es bei 
Schnittstellen so Sachen wie symmetrische Leitungspaare, für die häufig 
sogar konfektionierte Übertrager angeboten werden. Sehr elegant können 
auch Optokoppler oder Lichtwellenleiter sein. Ist natürlich wieder 
Aufwand.

Das Masseflächen Ätzlösung sparen, gilt übrigens nur für den Selbstbau, 
wo es üblich ist, aus der vollen dicken Kupferlage komplett wegzuätzen. 
In der kommerziellen Leiterplattenfertigung gilt das so nicht, weil dort 
die Kupferschichten galvanisch erst aufgebaut werden müssen.
Grober Vorgang: Erst eine komplette dünne Kupferauflage auf die Platine 
aufbringen. Dann wird beschichtet, und die Kupferauflage an den 
Leiterbahnen weiter verstärkt. Die durchgehende Schicht ist als Kathode 
nötig. Anschliessend wird die Beschichtung entfernt, und alles soweit 
wieder runtergeätzt, das nur noch die Leiterbahnen in der gewünschten 
Dicke erhalten bleiben. Aber der Teufel steckt im Detail, und die 
Prozesse können je nach Hersteller und Fertigunsstrasse noch deutlich 
variieren.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic
http://www.dl0dg.de