Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Masseschleife durch mehrseitige Platine?


von Jan (Gast)


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Hallo zusammen,

ich entwerfe gerade das Layout für einen Kopfhörerverstärker bestehend 
aus Eingangsstufe + DC Servo Schaltung (INA2134 als sym. Eingangsstufe, 
LME49720 als DC Servo und Buffer) Lautstärkeregelung über PGA2311 und 
dem Eigentlichen Verstärker aus LME49720 + 2x LME49600 pro Kanal. (soll 
nen Magnetostatischen KH treiben deshalb 2 der "Endstufen")

Das Layout sollte kompakt werden und ist deshalb auf 4 Layer verteilt, 
Bottom für die Signalführung, Die beiden inneren Layer für V+ und V- und 
das Top Layer als größtenteils durchgängiges Groundplane. Nun habe ich 
keine Lust die Platine 2 mal fertigen zu lassen was ja auch nicht ganz 
billig ist und würde gerne Ground mit auf die Bottomseite führen um dort 
die Signale so gut wie möglich gegen Störungen zu schirmen bzw die 
Übersprechdämpfung zu verbessern, schaden kanns ja nicht. Da ich THT 
Bauteile einsetze gibt es aber unzählige Verbindungen zwischen der 
durchgängigen niederohmigen Topseite und der "zerstückelten" Bottomseite 
jedes mal wenn ein Bauteildraht mit GND verbunden ist, damit wäre die 
Masseführung ja eigentlich ruiniert weil sich durch beide Layer 
Schleifen bilden.

Meine Frage ist, hat jemand Erfahrung damit? Kann es dadurch wie von mir 
befürchtet Masseprobleme geben? Der Strom der theoretisch fliesen kann 
ist relativ hoch, Pro Kanal können bis 500mA am Ausgang getrieben 
werden.

Vielen Dank schonmal,

Gruß,

Jan

von Achim H. (anymouse)


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Jan schrieb:
> Nun habe ich
> keine Lust die Platine 2 mal fertigen zu lassen was ja auch nicht ganz
> billig

Was hat das mit dem Ground-Layer zu tun?

Andererseits ist Audio recht niederfrequent; da bräuchte man keine 
großen Masseflächen, sondern hier "reicht" auch eine sternförmige 
Masseführung (ggf. mit entsprechender Leitfähigkeit).

Ansonsten kannst Du ja mal eine Insel-Baum-Lösung ansetzen: vom 
zentralen Massepunkt zu einzelnen Inseln pro Baugruppe, und von dort 
zweigförmig weiter.

von Jan (Gast)


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Falls es Störungen durch diese art von Masseführung geben sollte war 
damit gemeint.
Es ist klar das man durch sternförmige Leitungsführung auch ans Ziel 
kommt aber warum so einen großen Aufwand machen? Mehrere Layer bräuchte 
ich sowieso dann stört mich die große Groundfläche nicht. (:

Das Layout ist so gut wie fertig, die Leitungsführung wird halt noch 
optimiert. Das mit der Groundplane auf der Bottom Seite ist der letzte 
Schritt, mich würde einfach interessieren ob mir das das Massekontzept 
versauen kann. Ich würde sagen nein weil ja jeder Draht von jedem 
Bauteil zuerst auf die Niederohmige Top-Massefläche geht, bin mir aber 
halt nicht 100% sicher ob das die optimale Lösung ist.

Gruß

von Easylife (Gast)


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a) Du nagelst die entstehenden GND Inseln einfach mit ein paar Vias an 
die GND Plane.

b) Du verzichtest einfach auf das Auffüllen mit GND auf deinem 
Signallayer

c) Mein Lagenaufbau sieht in der Regel so aus:

TOP  : Signale
MID-1: GND, durchgängig, keine anderen Traces auf diesem Layer
MID-2: Power
BOT  : Signale
Das funktioniert wunderbar für digital und analog.

Die beiden Analogen Spannungen kannst du sicher als (nebeneinander 
geführte) Leitungen auf einen Layer (Power) bringen. Wenn sie sich mal 
kreuzen müssen, weichst du für diese kleinen Strecken eben kurz auf 
einen Signallayer aus.
Wenn man gut routet, ist BOT meistens fast leer...

von Jan (Gast)


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Ein paar Vias Pro Insel? Direkt nebeneinander oder wie ist das gemeint? 
dadurch kann ich doch auch wieder Schleifen bilden?
Prinzipiell finde ich die Idee aber gut, auf der Bottom Seite am schluss 
ein Plane legen und an einem Großflächigen Punkt mit dem Top GND Layer 
verbinden. Die Bottom Signale sind gegeneinander geschirmt wenn eine GND 
Fläche dazwischen ist sodass übersprechen kein Thema sein wird.


Ich denke es gibt verschiedene Wege, so ähnlich habe ich das aber auch 
realisiert nur das bei mir V+ und V- eine eigenes durchgängiges Plane 
bekommen hat. (bis auf einige Leitungen am Rand für Relais die sonst auf 
dem Signallayer gelandet wären)

Gruß

von Easylife (Gast)


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Jan schrieb:
> Ein paar Vias Pro Insel? Direkt nebeneinander oder wie ist das gemeint?

Nein, so alle 1-2cm ein Via, verteilt über die Fläche.
Das ist ja kein HF design, bei dem man Antennen vermeiden sollte, 
sondern Audio.
Da eine durchgehende GND Plane existiert, kann es keine "Schleifen" 
geben.
Die entstehen ja meistens, wenn man z.B. bei einem 2-lagigen Layout 
nicht darauf achtet, wie GND tatsächlich verläuft und die GND Fläche 
großzügig mit Leiterbahnen durchschneidet.

von Jan (Gast)


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Easylife schrieb:

> Da eine durchgehende GND Plane existiert, kann es keine "Schleifen"
> geben.
> Die entstehen ja meistens, wenn man z.B. bei einem 2-lagigen Layout
> nicht darauf achtet, wie GND tatsächlich verläuft und die GND Fläche
> großzügig mit Leiterbahnen durchschneidet.

Super danke, das beantwortet meine Frage komplett! Da meine Massefläche 
durchgängig ist (bis auf ein paar kurze Leitungen) werde ich einfach die 
Bottomseite auch als Masse definieren dann sollte es ja klappen.

Gruß,
Jan

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