Forum: Platinen GND-Plane zerschneiden für saubereres Signal-GND?


von OP (Gast)


Angehängte Dateien:

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Das angehängte Bild stellt ein PCB-Layout dar, Formfaktor und Positionen 
des Spannungseingangs usw sind (mechanisch) festgelegt.
Der Strom fließt am unteren Rand der Platine in die Mitte, versorgt da 
allerhand "Kleinvieh" und wird für einen größeren Stromverbraucher (ca. 
20A, PWM) gewandelt, um dann wieder nach links zu dem Stromverbraucher 
mit eigenen Pufferkondensatoren zu fliessen.

Wenn ich das GND-Plane wie im Bild zerschneide, kann vom Leistungsteil 
der GND-Strom nicht über den Eingang etc fließen und dort das Potential 
"verhunzen", sondern fliesst zurück in die Stützkondensatoren - so der 
Gedanke.

HF-mäßig erscheint mir so ein Design aber schlechter als eine 
durchgehende GND-Plane.

Was kann man grundsätzlich zu dieser Thematik sagen, was ist wann 
besser, an welchen Kriterien kann man sowas bewerten?

Danke

von X4U (Gast)


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Der Gedanke ist vielleicht ganz gut aber wie ist es mit folgendem 
Einwand?

Das Potential wird schon in den Anschlussleitungen verhunzt. Ob da nun 
ein Schlitz in der GND Plane ist oder Serpentinen, Mäander und Spiralen 
ändert gar nichts an der Stromführung.

Getrennte Zuleitungen oder (ja nach Anwendung) getrennte Versorgung 
halte ich für das Mittel der Wahl.

.

von OP (Gast)


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X4U schrieb:
> Der Gedanke ist vielleicht ganz gut aber wie ist es mit folgendem
> Einwand?
>
> Das Potential wird schon in den Anschlussleitungen verhunzt. Ob da nun
> ein Schlitz in der GND Plane ist oder Serpentinen, Mäander und Spiralen
> ändert gar nichts an der Stromführung.

Das alleine nicht. Aber vielleicht die Tatsache, das der Hochstromteil 
großzügige Pufferkondensatoren hat, welche tatsächlich zumindest einen 
Teil der Störungen aufnehmen.

> Getrennte Zuleitungen oder (ja nach Anwendung) getrennte Versorgung
> halte ich für das Mittel der Wahl.

Leider ausgeschlossen, aber das sollte trotzdem gut in den Griff zu 
bekommen sein. Challenge accepted ;)

von X4U (Gast)


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OP schrieb:
> Leider ausgeschlossen, aber das sollte trotzdem gut in den Griff zu
> bekommen sein.
dann kannst du nur eingeschränkt optimieren.


Warum führst du z.B. die Hochstrompfade erst vom "Verbraucher" weg? Dann 
noch mit dem dünnen Streifen? Best practice is mMn. erstmal die 
Strompfade mit Filzstift einzuzeichnen.

Dickkupfer kann man auch andenken, so als "financial challenge"

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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OP schrieb:
> an welchen Kriterien kann man sowas bewerten?
An den Signal- oder schlimmstenfalls sogar Leistungsleitungen, die 
diesen Schnitt kreuzen. Denn der Strom, der über diese Leitungen 
fließt, muss über die Masse zurück und ggfs. entlang des Schnitts einen 
Umweg nehmen.
Fazit: Leiterschleife = EMV Aus- und Einkopplung.

: Bearbeitet durch Moderator
von Georg (Gast)


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OP schrieb:
> Was kann man grundsätzlich zu dieser Thematik sagen

Auftrennen sollte dafür sorgen, dass GND-Ströme verschiedener 
Schaltungsteile keinen gemeinsamen Weg haben, aber irgendwo müssen die 
GNDs ja verbunden sein, wenn keine vollständige galvanische Trennung 
vorliegt. Das "irgendwo" ist genau das Problem: z.B. wo liegt optimal 
die Verbindung zwischen Analog-GND und Digital-GND?

Georg

von Sven B. (scummos)


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In meinem Verständnis ist das Auftrennen eher eine Zusatzmaßnahme: man 
sollte so oder so darüber nachdenken, wo die GND-Ströme entlangfließen, 
und dass sie nicht an Stellen fließen an denen man sie nicht haben will. 
Von selbst fließen die ziemlich genau da auf der Groundplane zurück, wo 
sie geometrisch der "Hinflussrichtung" am nächsten sind. Das Auftrennen 
setzt man ein, um sicherzustellen, dass keine Ströme da entlang fließen 
wo man sie lt. Design eh nicht erwartet.

Die Verbindung zwischen Analog- und Digital-Ground ist da, wo die beiden 
auch tatsächlich miteinander zu tun haben, also z.B. unter dem ADC.

von Reinhold (Gast)


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Mit zerschnittenen GND-Flächen macht man meist noch mehr kaputt. Wenn 
man mit einem Schlitz verhindern will, dass an eben dieser Stelle ein 
Strom verließt, muss der Strom zwangsläufig woanders fließen.
Man zwingt den Strom also in einen für ihn ungünstigeren (höher 
impedanten) Pfad. Das bedeutet in der Regel mehr Störaussendung und mehr 
Störempfindlichkeit.
Dass die Ströme da fließen, wo man sie haben will, muss man vorher schon 
durch andere Maßnahmen, wie der Bauteilplatzierung, sicherstellen.

Eine GND-Fläche sollte eigentlich fast immer komplett durchgängig sein.

von Georg (Gast)


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Sven B. schrieb:
> dass sie nicht an Stellen fließen an denen man sie nicht haben will

Wenn z.B. analoge und digitale Schaltungsteile jeweils örtlich 
zusammengefasst werden ("gutes" Layout), ergibt sich das von selbst, und 
der Schlitz ist nicht notwendig. Aber er beruhigt doch den Layouter, und 
bei eben diesem guten Layout schadet er auch nicht.

Der Design Engineer braucht einfach eine Vorstellung davon, wo 
GND-Ströme von Natur aus fliessen. Schlitze können hilfreich sein um 
GND-Verbindungspunkte exakt festzulegen, z.B. wie Sven meint unter dem 
ADC.

Auf jeden Fall ist ein Schlitz darauf zu überprüfen, ob und welche 
Leiterbahnen ihn kreuzen, aber das ist wieder eine neue Baustelle.

Georg

von Sven B. (scummos)


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Georg schrieb:
> Sven B. schrieb:
>> dass sie nicht an Stellen fließen an denen man sie nicht haben will
>
> Wenn z.B. analoge und digitale Schaltungsteile jeweils örtlich
> zusammengefasst werden ("gutes" Layout), ergibt sich das von selbst, und
> der Schlitz ist nicht notwendig. Aber er beruhigt doch den Layouter, und
> bei eben diesem guten Layout schadet er auch nicht.

Der Rest von meinem Satz hat ziemlich genau das gesagt, ja, aber ich 
stimme auch nochmal zu ;)

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