Es sei eine kleine einlagige Platine mit ein paar ICs und SPI-Bus. Das
einfache Layout ist einlagig organisiert und das kann auch so bleiben.
Gesetzt dem Fall, man will eine gewisse Abschirmung gegen Störungen
erreichen, so gehen die Meinungen im Forum stark auseinander, ob eine
Kupferfläche auf der Oberseite der richtige Weg ist. Ich will jetzt
keine Grundsatzdiskussion führen, denn sonst geht es so wie in anderen
Themen: Wir kommen vom Topic ab und das muss ja nicht sein.
In Erdschleife & Co habe ich mich soweit eingelesen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Erdschleife
Daraus resultiert (für mich), dass ich eine etwaige Kupferschicht, die
nur als Schirm verwendet werden soll, NICHT mit GND verbinde.
Folglich gibts dann sozusagen 2 (unterschiedliche) GNDs:
GND1 -> Signal-GND (das "normale" GND)
GND2 -> Schirmung-GND (so ähnlich wie "PE")
GND2 wird nur zur Schirmung verwendet (Platinen-Oberseite, Schirmung
etwaiger Kabel ect.) und ist nur an einer Stelle mit GND1 verbunden.
Jetzt die Frage : Wenn man GND wie vorgenannt auftrennt, WELCHE
NACHTEILE sind dann noch zu erwarten? Die "Antennenfunktion", die
etwaige Störungen nach GND einspeist (und auf der Schaltung zu Problemen
führt), ist ja nun nicht mehr gegeben, weil Schirmung und Signal-GND
galvanisch getrennt (bzw. nur an einer Stelle der Schaltung verbunden)
sind.
***
Und BITTE: Wirklich keine Grundsatzdiskussionen oder Sprüche wie "schon
wieder so einer" ... das bringt mich wirklich nicht weiter. Ich will nur
die Nachteile hören. Der Rest sind dann die Vorteile, ergibt sich ja so
;)
Und wieso steht das jetzt hier - bei Platinen? Ich habe keine Frage zur
Platinenherstellung, sondern zum Signal- und Störungsverhalten fertiger
digitaler Schaltungen. Überall hätte der Fred hingepasst, nur hier
nicht. Bitte demnächst nachdenken, bevor man einfach Theman verschiebt.
Hier kriege ich die Antworten der µC-Profis nicht. Aber ist ja jetzt
egal, Kind liegt im Brunnen und ersäuft gerade.
Danke für die Antworten und an den weitsichtigen Moderator, der das
Thema in die Platinenecke verschoben hat, weil er das Wort 'Platine'
entdeckt hat. Werde meinen Bruder jetzt als Mod anmeleden. Das kriegt
der auch hin, und er ist erst sieben.
Zum Thema zurück; bei einlagiger Platine noch sehr simpel:
1. Kupferflächen läßt man stehen, weil man sich dann Ätzmedium erspart
und der Ätzvorgang homogener bzw. auch schneller ist.
2. Ein einheitliches Potential rund um die Datenleitungen reduziert
Übersprechen bzw. ist v.a. dann interessant, wenn daneben analoge
Signale mit hoher Impedanz (z.B. ADC-SH-Puffer) liegen bzw. LVDS-Signale
und die Daten am SPI-Bus mit hoher Frequenz kommen - kapazitive
Kopplung.
3. LF-Störungen von außen können in diesem Sinne nur reduziert werden,
indem die effektive Leiterschleife sehr klein wird - das entspricht dann
quasi dem Abstand zwischen Datenleitung und der daneben liegenden
Massefläche.
Das ist keine erschöpfende Antwort, nur so als Ansatz.
Q-Bert schrieb:> Ich will nur> die Nachteile hören. Der Rest sind dann die Vorteile, ergibt sich ja so> ;)
Wenn du eine Erdschleife vermutest dann isoliere die Massefläche.
Sich aufbauende statische Spannungen lassen sich mit einem hochohmigen
Widerstand ableiten.
Die Massefläche wirkt dann immer noch als lokale "HF-Senke" für einzelne
Bereiche.
Falls du den Verdacht hast dass sie selber als Ganzes als HF-Antenne
wirkt dann lege sie mit einem Kondensator an deine Masse.
Kurt
Q-Bert schrieb:> Daraus resultiert (für mich), dass ich eine etwaige Kupferschicht, die> nur als Schirm verwendet werden soll, NICHT mit GND verbinde
Falsch.
Du musst und darfst die Massefläche nur an 1 Punkt mit Masse verbinden.
Es sei denn, du hast ein hf-dichtes Gehäuse, das sollte den ganzen Rand
lang mit der Massefläche verbunden werden.
Du darfst die Massefläche auch als Massezuführung verwenden, aber
zerschneide sie nicht mit Leiterbahnen (Schlitzantennen) sondern
höchstens Durchführungen (runden Löchern).
Q-Bert schrieb:> In Erdschleife & Co habe ich mich soweit eingelesen:> https://de.wikipedia.org/wiki/Erdschleife>> Daraus resultiert (für mich), dass ich eine etwaige Kupferschicht, die> nur als Schirm verwendet werden soll, NICHT mit GND verbinde.
Das ist so nicht ganz richtig. Damit die zusätzliche Kupferfläche ihre
schirmende Wirkung entfalten kann, muß sie natürlich mit GND verbunden
werden, aber nur an einer einzigen Stelle. I.d.R. macht man das an der
Stelle mit dem niedrigsten Signalpotential, beim NF-Verstäker z.B. am
Eingang.
Kritisch wird es wenn ich zwei Geräte mit Schutzklasse I signaltechnisch
mit einander verbunden werden, bei denen die Schaltungsmasse (also GND)
intern mit dem, über den Schutzkontakt verbundenen, Gehäuse verschalten
ist. Beide Gehäuse weisen auf Grund der Leitungswiderstände meist ein
etwas unterschiedliches Potential auf, d.h. elektrisch gesehen ist
zwischen die Gehäuse ein Widerstand geschalten. Darüber fließ auf Grund
der unterschiedlichen Potential ein kleiner Ausgleichstrom. Wenn ich
jetzt beide Geräte mit einem weiteren Kabel verbinde und damit GND von
beiden Geräten verbinde, dann fließt auch ein Ausgleichstrom über die
verbundenen GND's und das Kabel. Wodurch es dann letztendlich zu den
unerwünschten Störungen kommt (beim NF Verstärker Brummen).
Ich kann mich noch daran erinnern das wir Messgeräte hatten, wo man die
Verbindung von Erde und GND auftrennen konnte. Man hat dann die beiden
Potenziale nur an einem Gerät miteinander verbunden.
Bei Leiterplatten (der Digitaltechnik, HF-TEchnik) läßt man aus
verschieden Gründen gern das Kupfer stehen:
-niederohmige Massefläche
-Ätzmittel einsparen
-mechan. Stabilität der Platine
-SChirmung
In der NF-Technik kann man das prinzipiel auch machen aber hier muß man
darauf achten, das durch die Massefläche keine Schleifen entstehen,
sonst brummt es.
