Designrichtlinien bei höheren Frequenzen?

Gast #289961
Moin,

ich spiele mit dem Gedanken, ein FPGA-Board mit SDRAM (>100MHz)
aufzubauen. Bislang habe ich nur Boards mit deutlich niederfrequenteren
Bauteilen aufgebaut und bin deshalb etwas unbedarft, wie man besonders
elektromagnetisch verträglich designt.Viele Platinen für solche
Frequenzen sind ja als Multilayer mit Spannungs- und Ground-Layer
ausgeführt, weil dies die EMV verbessern soll, las ich. Stimmt das?
Welche Spannung lege ich auf den Spannungslayer, wenn es mehrere
Spannung gibt (Core-Spannung eines ARMs oder FPGAs/IO-Spannung und
Versorgung des RAMs)? Gibt es irgendwo griffig zusammengefasste
Designrichtlinien im Netz?

Gruß,

jörn
Gast
In der Hochfrequenztechnik unterscheidet man
1.Microstrip,
das ist eine doppelseitige Platine, eine Seite durchgehend Masse, auf
der anderen eine Leiterbahn, mit mindestens einer Leiterbahnbreite
Lücke zur nächsten, meistens deutlich mehr und
2. Stripline,
das ist eine dreilagige Platine mit außen beidseitig Masse und einer
Leiterbahn innen.
Dazu gibts ausführliche Theorie und Berechnungen.

Für die heutigen Digitalplatinen mit vielen dünnen, auch noch auf lange
Strecken nebeneinanderliegende Bahnen, ist das nicht mehr so einfach.

Nebeneinanderliegende Bahnen werden in der HF-Technik als Richtkoppler
benutzt, auch dazu gibts noch Berechnungsformeln.

Zweckmäßig werden also die Leitungen möglichst weit auseinander, mit
gemeinsamer Masse, noch besser zwischen zwei Masseflächen angebracht.
Oft wird empfohlen, die Leitungslänge von Bussen möglichst gleich groß
zu halten, allerdings scheint mir das bei den derzeitigen Frequenzen
mit Wellenlängen im Meterbereich noch etwas übertrieben.
Gast
Ohne Multilayer wird das ganze recht schwierig. Je nach Pinanzahl
teilweise sogar unmöglich. Multilayer ist immer noch eine der besten
Lösungen für einen "ordendlichen" GND, und auch nicht mehr allzu
teuer.
Desweiteren sind nie zuviele Abblockkondensatoren vorhanden.

Gruß Thomas
Gast
Moin...

@Christoph/Alle
Sehr empfehlenswert ist das die Lektüre der technischen Anforderungen
für den Anschluss von schnellen SDRAM Speicher, vorzugsweise DDR. Da
kommen dann so Themen aufs Parket wie:
- Impedanzgeführtes Design / matched Impedance.
- Längentoleranz <0,1inch
- Blocken mit Kondensatoren: Welche, wo und welche auf keinen Fall.
- Terminierung der Leitungen.
- Übersprechen bzw. differentielle Signalführung

Also trivial ist das nicht mehr. Damit ist man dann am Limit, danach
wird S-Parameter Berechnung fällig, da habe ich dann auch die Ohren
angelegt... Die Platine wird immer mehr zum Bauteil, die Funktion als
reines Trägermaterial erledigt sich zunehmend.

--
 Sven Johannes
Gast
Also mit dem Rest bin ich einverstanden, aber dass 2,54mm
Längenunterschied irgendeine Auswirkung bei 100 MHz haben, halte ich
für ein Märchen der Layoutsoftwere-Hersteller, die ihren Produkten noch
dieses Feature verpasst haben.
In 1 nsec läuft ein Impuls 300 mm weit, also sind 2,54mm etwa 3 Grad
Phasenunterschied.
Auswirkungen von Fehlanpassungen der Eingänge mit möglicherweise
mehrfachem Impulsreflektionen oder die Tiefpasswirkung der
Eingangskapazitäten sind viel eher zu vermuten.
Bei langen Zuleitungen wirken kleine Serienwiderstände. z.B. 33 Ohm oft
Wunder, sie bedämpfen vor allem Reflektionen.

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