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Forum: Platinen Platinen Layout die Erste bitte um Kritik


Autor: Oliver F. (ollif)
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Hallo,

dies ist meine erste umfangreiche und nicht abgezeichnete Platine.
Gleichzeitig ist sie auch mein Einstieg in Kicad.

Zur Schaltung: Dies ist ein diskret aufgebauter multiplying DAC für 
einen Synthesizer. Mir ist bewusst dass es sowas auch als IC gibt wobei 
man bei dem Spannungsbereich (-5V bis 15V mit 14-16 Bit) schon suchen 
muss.

Die Schaltung hatte ich schon vorher auf Lochraster aufgebaut und sollte 
so eigentlich funktionieren.

Die Multiplexer werden von einem Atmel angesteuert und arbeiten mit 
einer Frequenz von ca.100kHz.

Alle Opamps sind LT1001/LT1008 die Offsetkompensation ist optional.
Das Platinenlayout ist einseitig die roten Leiterbahnen stellen meine 
Drahtbrücken da.

Die Leiterbahnen haben eine Breite von 0.25mm die Spannungversorgung 
sind 0.5mm stark

Neben dem Layout und dem Schaltplan habe ich auch eine KiCad Projekt 
Datei als Zip. hochgeladen.

Bitte um Kritik und Verbesserungsvorschläge.


Vielen Dank.

Gruß

Oliver

: Bearbeitet durch User
Autor: Der kleine Nils (Gast)
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Du bist durchaus in der Lage, einige der Drahtbrücken zu sparen, indem 
du die Leiterbahnen etwas anders legst.

Direkt aufgefallen ist mir z.B. die Zuleitung für C18 unten links auf 
dem Board.

Wie sieht es denn mit einer Groundplane aus? Hast du das mal 
ausprobiert, ob dann alle Bauteile, die GND brauchen versorgt sind?

Autor: Default (Gast)
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Bei den mittigen horizontalen "Brücken" würde ich die andere Seite nach 
oben legen.

Autor: Michael_ (Gast)
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Du machst 7 Brücken wegen 2 Leitungen? Mach 2 Brücken daraus. Wenn du 
den 330R als Brücke mit längeren Anschlüssen nutzt, hast du noch eine 
gespart.
Und lass die Anschlußdrähte der Widerstände länger. Sie werden zu sehr 
gestresst und du hast die Möglichkeit, eine größere Bauform einzusetzen.
Platz ist ja genug da.
Bei mir würden etwa 5 Brücken übrigbleiben.

Autor: Logger (Gast)
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Pads, Vias und Leiterbahnen (insbesondere für die Versorgungsspannungen)
würde ich großzügiger dimensionieren, sonst werden die nicht lange
halten. Spätestens wenn mal was repariert werden muss gehen dann
so etliche davon futsch.

Man kann statt Silberdraht auch isolierten Draht nehmen und auf der
Bestückungsseite kreuz und quer verlegen, aber dann kann man sich
ein Layout auch gleich ganz sparen wenn davon zuviel Gebrauch gemacht
wird.

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Die Leiterbahnen für die Speisung sehen für mich ziemlich dünn aus. Wie 
dick sind diese?

Autor: Rene H. (Gast)
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Sébastien Monn schrieb:
> Die Leiterbahnen für die Speisung sehen für mich ziemlich dünn aus. Wie
> dick sind diese?

Steht doch, 0.5mm.

Grüsse,
René

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Hmm würde ich ein bisschen dicker machen vom Grundsatz her (ca 0.8-1mm).

Als erstes Layout ist es gar nicht mal so schlecht.
Frage, muss das Board so gross sein? Du hast sehr viel Platz zwischen 
den einzelnen Komponenten. Rück diese näher zusammen das spart viel 
Geld.

Es hat sehr viele unnötige Vias. Z.B. bei C15 oder C8 du kannst auch 
ohne Via auf die Komponente fahren (ausser Pads sind nicht 
durchkontaktiert was ich aber weniger glaube wenn du einen 2 Layer Print 
verwendest).
Allgemein wenn du keiner Leiterbahn, Komponente etc. im Weg bist dann 
brauchst du kein Via. Je mehr Vias desto teurer wird das PCB.

Autor: Oliver F. (ollif)
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Hallo,

erst mal vielen Dank für das Feedback.
Habe versucht alle Anregungen umzusetzen. Auf 5 Brücken bin ich noch 
nicht gekommen aber sie haben schon strak abgenommen. Habe auch dier 
Versorgungsleitungen auf 1mm Breite erhöht. Sind die 0.25mm für die 
Signale okay oder sollte ich auch diese stärker (0.5mm) ausführen und 
nur wenn es eng wird auf 0.25mm reduzieren?
Sollte ich, obwohl es ein einseitiges Layout ist, eine große Massefläche 
benutzen?

Würde mich über weitere Vorschläge freuen.

Danke.


Gruß

Oliver

Autor: Andre St. (andys)
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Ich würde noch ein paar kontensatoren drehen und verschieben dann sind 
es noch weniger brücken drin ;-).

Autor: Oliver F. (ollif)
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Andre St. schrieb:
> Ich würde noch ein paar kontensatoren drehen und verschieben dann sind
> es noch weniger brücken drin ;-).

Hallo Andre,

Meinst du C9, C12 C15? Die könnte ich drehen und verschieben dann sind 
sie aber nicht mehr direkt an den OpAmps.

Gruß

Oliver

Autor: ... (Gast)
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Oliver F. schrieb:
> Meinst du C9, C12 C15? Die könnte ich drehen und verschieben dann sind
> sie aber nicht mehr direkt an den OpAmps.

Das ist in diesem Fall eh egal, da die Leiterschleife die du mit 
+Versorgung und -Versorgung aufgemacht hast, so groß ist, dass die 
sowieso keine Wirkung mehr haben.

Autor: Michael S. (e500)
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C4, C7 und C8 hängen m.E. nach in der Luft!

Autor: Oliver F. (ollif)
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Michael S. schrieb:
> C4, C7 und C8 hängen m.E. nach in der Luft!

Hier wollte ich einen Sockel mit integriertem Kondensator benutzen. 
Ansonsten muss ich hier noch VSS nachziehen...

Gruß

Oliver

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Nun ich denke bei dir, dass du das Konzept des Layouten noch nicht ganz 
kennst.

Als erstes werden die Komponenten platziert (Placement). Hierbei als 
Tipp: Platziere alle Komponenten welche voneinander abhängig sind schon 
zusammen (Bsp Verstärker seine C's und Widerstände etc). Wenn du das 
hast, Platziere diese Gruppen. Versuche hier mit dem Stromfluss zu 
gehen. Das bedeuten, dass du am Besten nicht mit den Datenleitungen 
einer Funtkionsgruppe hin und zurück fahren sollst, sondern diese in 
eine Richtung fahren sollen.
Versuche auch die Komponentne so nahe wie möglich zu platzieren. Je 
weniger Platz du brauchst desto weniger kostet das Endprodukt.

Wenn du das Placement erledigt hast, kannst du mit dem Ziehen der 
Leiterbahnen beginnen. Mache hier am Besten gleich am Anfang ein Ground 
Plane und versuche die einzelnen Speisungs- und Datenleitungen auf einem 
Layer unterzubringen um das Plane nicht zu unterbrechen.

Du hast noch einige unnötige Vias wie bei R24.

Fertigst du den Print selber an oder lässt du ihn herstellen?

Autor: Michael_ (Gast)
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Links unten die Signalleitung durch C15 führen, da ist die Linke Brücke 
weg.
Rechts unten die Brücke kann auch weg. Die Leitung nach unten führen, 
durch R2/R3 und wieder zurück. R2/R3 mehr Abstand und parallel.
In der Mitte rechts. Wenn du zwei Brücken aneinander reihst, mußt du 
zwei Pin machen. Zwei Drähte in einem Loch machen sich schlecht. Für die 
obere Brücke nimm doch den R mit verlängerten Beinchen. Gibt es die 
Version in deinem Programm nicht?
Links oben die Brücke kann auch weg.
Die leitungen zu PIN 13, 14, 15 neu verlegen. Erst an PIN 14 links 
herum, dann PIN 13. Dann an PIN 15 zwischen 12 und 13 durch.
Die Leitung am 3K rechts durch die Brücke.
usw.

Autor: Oliver F. (ollif)
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Sébastien Monn schrieb:
> Du hast noch einige unnötige Vias wie bei R24.
>
> Fertigst du den Print selber an oder lässt du ihn herstellen?

Hallo Sébastien,

Ich möchte die Leiterplatte (einseitig) selbst herstellen.

Die roten Leiterbahnen stellen meine Drahtbrücken dar.

Bei der Groundplane und dem einseitigen Layout bin ich mir mit der 
Groundplane unsicher. Die Platinegröße(160x100) ist festgelegt und die 
Kosten ,hier im wesentlichen Arbeitszeit, spielen bei einem Hobby 
Projekt keine Rolle. Ist den mein Bauteianordnung so schlimm?

Gruß

Oliver

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Ah dann ist es klar.

Nein nicht schlimm... aber unschön. Ein Grundsatz in der Elektronik: Es 
verreckt im Detail.

Wenn du von Anfang an ein sauberes Placement hast, machst du es dir auch 
einfacher beim Layouten.

Ja mach es auch bei einem einseitigen, dort wo es unterbrüche gibt 
kannst du es auch mit einer Drahtbrücke verbinden.
Im Grundsatz ist Ground dein Freund in der Elektronik und ist immer 
erwünscht (ausser bei schnellen Signalen wie LVDS oder USB). Die 
Übertragung ist besser, Impedanzen werden kleiner, Bezüge der Signale 
(vor allem wichtig bei analogen wichtig) sind besser... Es vereinfacht 
dir die Arbeit. Vor allem musst du die GND Leitungen nicht selber 
ziehen.

Versuch wichtige Leitungen (Referenz, empfindliche) kurz zu halten.

Ich denke es sollte funktionieren kann mir aber vorstellen, dass du 
einen gewissen Noise auf den Leitungen haben wirst.

Ich denke du hast zu wenige passive/aktive Filter in deiner Schaltung. 
Bau doch noch Ferrite an deinen Stecker ein (schadet nie).

Autor: Oliver F. (ollif)
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Hallo Sébastien,

vielen Dank für deine Ratschläge. Ich werde dann noch eine Groundplane 
hinzufügen und mir auch nochmal Gedanken über Filter machen. Der Wandler 
muss im schlimmsten Fall 0.01V auflösen. Dies entspricht einem 
Halbtonschritt in der untersten Oktave).

Gruß

Oliver

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Gern geschehen hoffe auch dass sie dir helfen.

Eben vieles was ich bei dir sehe sind halt Anfängerfehler die auch ich 
gemacht habe... je mehr du machst desto mehr Erfahrung hat man. Du 
kannst tausende Theorien über das Layouten lesen.. schlussendlich 
entscheidest du durch dein Bauchgefühl und mit der Erfahrung ob das 
Layout in Ordnung ist.

Hmm 0.01V.. kann ich mir gut vorstellen, dass dir der Noise dabei stören 
wird.

gruss Sébi

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Ach ja fräst oder äzt du die Platte?

Autor: Oliver F. (ollif)
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Ich belichte und ätze die Platine.

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Hmm dann würde ich die Datenleitungen vergrösser... Ich habe keine 
Erfahrung mit Äzen glaube aber, dass dies zu dünn ist... vor allem wenn 
du die Löcher bohrst kann es gut sein, dass dir die Pads weggerissen 
werden.

Vergrösserer diese doch auf 0.4mm oder frag einen Kollegen der 
Erfahrungen damit hat, ob diese Breite reicht.

Autor: Oliver F. (ollif)
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... schrieb:
> Oliver F. schrieb:
>> Meinst du C9, C12 C15? Die könnte ich drehen und verschieben dann sind
>> sie aber nicht mehr direkt an den OpAmps.
>
> Das ist in diesem Fall eh egal, da die Leiterschleife die du mit
> +Versorgung und -Versorgung aufgemacht hast, so groß ist, dass die
> sowieso keine Wirkung mehr haben.

Hallo,

Dann werde ich die +Versorgung umlegen und versuche sie möglichts nahe 
der anderen Versorgung zu legen.

Gruß

Oliver

Autor: Oliver F. (ollif)
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Hallo,

Hoffe ich habe alles umgesetzt.

Gruß

Oliver

Autor: Falk Brunner (falk)
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Wenn man mal davon absieht, dass ein diskreter 11 Bit DAC eher sinnlos 
und gerade im Musikbereich deplatziert ist, mag es gehen. PWM ist 
deutlich einfacher und erreicht spielend 12 Bit [[Auflösung und 
Genauigkeit]].

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Bei dem Impedanzwandler U7 ziehst du eine unglaublich lange 
Leiterbahn... du kannst dir eine Leiterbahn als Antenne vorstellen und 
je länger sie wird, desto mehr kann in dein Signal einstrahlen. Mach das 
direkter (deswegen Komponenten so nahe wie beinander)

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Was ist mit R63? Hängt ja in der Luft

Autor: Oliver F. (ollif)
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Falk Brunner schrieb:
> Wenn man mal davon absieht, dass ein diskreter 11 Bit DAC eher sinnlos
> und gerade im Musikbereich deplatziert ist, mag es gehen. PWM ist
> deutlich einfacher und erreicht spielend 12 Bit [[Auflösung und
> Genauigkeit]].

Hallo Falk,

Das Konzept ist hier etwas anders wenn du lineare Steuerspannung 
generierst hast du absolut recht dann brauchst du später aber einen Expo 
Konverter.

Bei polyphonen System dann auch mehrere (Kosten Genauigkeit).

Ich generiere hiermit aber eine Exponentielle Steuerspannung und habe 
dafür lineare Oszillatoren siehe:

Beitrag "Diskreter DAC"

Gruß

Oliver

Autor: Oliver F. (ollif)
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Sébastien Monn schrieb:
> Bei dem Impedanzwandler U7 ziehst du eine unglaublich lange
> Leiterbahn... du kannst dir eine Leiterbahn als Antenne vorstellen und
> je länger sie wird, desto mehr kann in dein Signal einstrahlen. Mach das
> direkter (deswegen Komponenten so nahe wie beinander)

Hallo,

Nochmal vielen Dank. Ich versuche es in der nächsten Version zu fixen.

R63 hab ich schon verbunden.

Gruß

Oliver

Autor: Oliver F. (ollif)
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Sébastien Monn schrieb:
> Bei dem Impedanzwandler U7 ziehst du eine unglaublich lange
> Leiterbahn... du kannst dir eine Leiterbahn als Antenne vorstellen und
> je länger sie wird, desto mehr kann in dein Signal einstrahlen. Mach das
> direkter (deswegen Komponenten so nahe wie beinander)

Hallo Sébastien,

Habe versucht die Eingangsleitung von U7 zu verkürzen und habe auch den 
Ausgang wieder umgeroutet so läuft der Ausgang nicht über die ganze 
Platine.

Gruß Oliver

Autor: Michael_ (Gast)
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Mach einfach mal eine Platine. Irgenwann muß man aufhären 
darumzubasteln.
Bestimmte Sachen kann man durch auftrennen von Leiterzügen und Verlegung 
von Drähten ändern.
Du bist auf einen guten Weg.

Autor: ... (Gast)
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Michael_ schrieb:
> Mach einfach mal eine Platine.

Schließ aber vorher auch C4, C7 und C8 an.
Obwohl, ist egal, da hast du ja an der Spannungszuführung nichts 
geändert...

Autor: Oliver F. (ollif)
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... schrieb:
> Michael_ schrieb:
>> Mach einfach mal eine Platine.

Zum Platinen machen komme ich erst übernächstes Wochenende.
Daher habe ich bis dahin Zeit das Layout zu verbessern.
> Schließ aber vorher auch C4, C7 und C8 an.

Diese sind in den Sockeln.(100nF zwischen Pin16 und 8)

> Obwohl, ist egal, da hast du ja an der Spannungszuführung nichts
> geändert...

Hallo,

Ich habe zumindest mal die rund um die Platine verlaufende +Versorgung 
umgelegt.

Wie kann ich denn die Stromschleifenfläche verkleinern ausser OpAmps 
näher an den Stecker?
Vieleicht eine Art Versorgungsbuss in der Mitte?
Dann könnte ich Festinduktivitäten(10µH) als Brücke verwenden.
Zum Abschluss eine Groundplane.

Gruß

Oliver

Autor: Sébastien Monn (sebi211)
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Gut sieht schon besser aus. Hast du von deinem Layout Programm her kein 
DRC (design check roules)?

Sehe noch ein par rechte Winkel in deinen Leiterbahnen -> entfernen.

Autor:  Gast (Gast)
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Hm,

wenn du die Leitung von den Kondensator rechts oben, außen herum führst 
sparst du dir ein paar Drahtbrücken.

Die Widerstände in der Mitte würde ich so lang machen, das die mir 
gleichzeitig die Drahtbrücke machen.

Ist die Steckerbelegung so verpflichtend? Da könnte man auch noch ein 
paar Drahtbrücken wegmachen.


mfg
Gast

Autor: MaWin (Gast)
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Sébastien Monn schrieb:
> Sehe noch ein par rechte Winkel in deinen Leiterbahnen -> entfernen.

Ach du Scheisse, sonst nichts zu tun ?

Es geht hier nicht um Gigahertz.

> Alle Opamps sind LT1001/LT1008 die Offsetkompensation ist optional.

Diese OpAMps sind genauer als die Platine durch Spannungsabfall zu 
Referenzpunkten, Einstreuungen und Thermospannungen. Eine 
Offsetkompensation ist sicher unnötig.

Ich weiss nicht, wie schnell die OpAmps sein müssen, es sieht ja nach 
Keyboard-Tastenbetätigung unter 10Hz aus, aber falls das nicht so sein 
sollte taugen die LT1001 nur bis 1kHz.

Wenn du Brücken per Hand einlötest: Mach die Via-Lötaufgen grösser. Wenn 
du die Platine selbst ätzt: Mach die Leiterbahenn dicker, so daß die 
Leiterbahn so dick wie die Abstände sind, du hast den Platz (zwischen 
IC-Beienn kann dann ein dünneres Stück liegen).

In deine sehr grosse Platine werden die 50HZ/100Hz des Netztrafos 
einstreuen, wenn der auch nur irgendwo in der Nähe ist. Mach die Platine 
entweder räumlich viel kleiner (Bauteile zusammenschieben) oder schirme 
die Platine ab (Weissblech), am besten durch grossen Abstand zwischen 
230V~ und Platine, sonst hörst du die Netzfrequenz(durch 
Frequenzverschiebungen).

Autor: Oliver F. (ollif)
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Hallo,

so ich habe jetzt alles zusammengeschoben und einen mittigen 
Versorgungsbus sowie eine Groundplane angelegt. Werde im Schaltplan die 
Steckerbelegung noch minimal andern CV ins und CV out sowie noch 
Festinduktivitäten 10µH einbauen, die kann ich ja dann auch als Brücke 
benutzen. 45 Grad Schrägen und dicke Pads für die Drahtbrücken mach ich 
zum Schluss.

Die Opamps werde ich nochmal überdenken in meinem Steckbrettaufbau habe 
ich LF356 benutzt.

Habe jetzt  noch eine Designentscheidung wegen der Pegelwandler zum 
ansteuern der Multiplexer zu treffen Atmel 0 V und 5V auf -5V und 15V.

Wollte das mit zwei Transistoren machen. Soll ich die auf das CPU Board 
setzen oder auf die DAC Karte? Die CPU Karte wird direkt neben der DAC 
Karte stecken.

Nochmal Danke an alle habe dirch den Beitrag einiges gelernt.

Gibt es irgendwo eine Sammlung von guten und schlechten Designs?
Bei Analog und TI finde ich immer nur Bruchstücke und dort wird
vieles mit > 2 Layer gemacht. Ist ja auch für die Zielgruppe der Profis.

Gruß

Oliver

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