An die Layouter: Power-Planes immer sinnvoll?

OP #3340376
Guten Morgen Forum,

in der Fachliteratur liest man ja immer von den praktischen Nutzen von 
PowerPlanes. Also z.B. wenn ich ein Board mit vielen 3V3-IC's habe, das 
ich die Versorgungsspannung dann nicht routen muss, da die 3V3 einfach 
auf der kompletten Platine zur Verfügung stehen.

Frage: Macht das wirklich immer Sinn? Kann ich mir durch diese große 
Fläche nicht Störungen und Rauschen an einem Punkt der LP einfangen, 
welche an einem ganz anderen Punkt generiert werden [Stichwort: Trennung 
von Analog/Digital]?

Ich habe gerade den Fall, das es sehr günstig wäre, 2 Spannnungen 
überall auf dem Board zur Verfügung zu haben, Frage mich aber ob ich mir 
damit nicht oben genannte Probleme einfangen kann. Natürlich filtere ich 
noch einmal bevor ich von der Plane an den IC gehe, aber trotzdem bin 
ich mir da nicht so sicher...

THX for RE!
@ full well (realjey)

>Frage: Macht das wirklich immer Sinn?

Meistens.

> Kann ich mir durch diese große
>Fläche nicht Störungen und Rauschen an einem Punkt der LP einfangen,
>welche an einem ganz anderen Punkt generiert werden [Stichwort: Trennung
>von Analog/Digital]?

Das ist ein anderes Thema. Empfindliche Analog-ICs versorgt man nicht 
direkt auf der digitalen 3V3 Versorgung, da braucht man mindestens ein 
paar Filter. Damit ist deine 3V3 Fläche geteilt, einmal digital, einmal 
analog.
Gast
Wenn Du keine Probleme damit hast, statt einer Zwei- eine 
Vierlagenplatine zu "verkaufen", so ist das sehr sinnvoll.
Problematisch könnte es nur werden, wenn Dein Chef weiß was läuft.
Ein bzw. zwei zusätzliche Layer kosten immer noch so einiges.
Gast
Nein, die Power Planes fangen kaum störungen ein. Die sind so 
niederimpedant daß sie sogar Störungen unterdrücken. Jede etwas 
schnellere Schaltung profitiert von Powerplanes.
Gast
Abhaengig von den Stueckzahlen lohnt sich eine 4 Lagenleiterplatte. Je 
nach Anzahl der Bauelemente und deren Dichte, ist die Ersparnis an 
Layoutzeit beachtlich. Wenn man einmal weniger an den EMV Test gehen 
muss spart man auch wieder was. Bei hoeheren Stueckzahlen wird der 
Unterschied zwischen 4 Lagen und 2 Lagen auch geringer.  Fuer hohe 
Stueckzahlen sollte man eh Spezialisten ranlassen. Als nicht-Spezialist 
sollte man sich eher eine 4 Lagige goennen und ueber alles gesehen 
sparen.
Gast
> Frage: Macht das wirklich immer Sinn?

Nein. Gerade dein Bewegungsgrund

"das ich die Versorgungsspannung dann nicht routen muss"

ist fatal.

Er führt zu dem Verhalten "layoute ich mal die Signalleitungen
und giesse dann nur nur (GND oder VCC) Planes rein damit ich
alles angeschlossen bekomme" und das erzeugt miese Platinen
mit schlechter Stromführung, Schlitzantennen weil GND durch
Leitungen längs durchbrochen wird und Induktionsschleifen, weil
die Plane um die Platine rum geschlossen ist aber in der Mitte
ein Loch hat.

Wirkliche Power Planes, komplett (bis auf Vias) vollflächig und
für jede Spannung eine Ebene (also auch VCC Plane) sind sicher
positiv, weil sehr niederinduktiv und mit eigener Stützkapazität
und weil dann der Strom immer auf dem kürzesten Weg fliesst.

Ob das aber bei jeder Schaltung nötig ist, ist eine andere Sache.

Wenn man nicht 2 Lagen für Power reservieren will (also eine
mindestens 4 lagige Platine), fährt man besser, die Hin- und
Rückleitung des Stroms (also meist GND und VCC) sorgfältig zu
planen, möglichst noch bevor man die Signalleitungen legt,
so daß sie sternförmig und parallel mit möglichst kleinen
eingeschlossenen Flächen laufen und Stützkondensatoren an den
strategisch guten Stellen haben. Dort kann die Induktivität der
Zuleitung sogar nützlich sein, um Schaltungsteile voneinander vor
Störungen zu isolieren.
Gast
full well schrieb:
> Aber wo im LayerStack positioniere
> ich die Planes, zwischen 2 SignalLayer oder direkt unter einer GNDPlane?
> Oder egal?

top
gnd
pwr
bottom

Abstände hängen von deinen Zielen ab. Hast du high-speed Signale drauf 
dann ist der Abstand top-gnd von deiner gewünschten Leiterbahnbreite 
abhängig. Sind Impedanzen nicht das Thema dann hast du deine Freiheit.
Gast
Ich schließe mich Wawin's Meinung an. Eine power-plane braucht einen 
ganzen Layer, die Stützkondensatoren erspart man sich dabei keineswegs, 
und das Design wird dann schnell zum 6Layer, was klarerweise ein wenig 
mehr kostet (insbesondere Musterplatinen werden dann nicht mehr als 
kostengünstiger "Prototyp" angeboten).

Grüsse

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