Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Guidelines Referenzdesigns Layout OPV Spannungsversorgung


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von 741 (Gast)


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Suche Seiten/pdfs mit Beispielen zur optimalen routing der Spannungen 
(+/-15V) bei OPs auf der Platine, bei verwendung mehrer OPVs.

Hab von Ti, Analog pdfs gesichtet, dort wird aber mehr auf die 
plazierung der Kondensatoren oder Guard-Ring eingegangen aber nicht auf 
Verlegung der spannungsversorgung im Layout.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Und die auftretenden Probleme waeren ?
Dazu sollte man sich vergewaertigen.. ein Opamp hat 5 Anschluesse, nicht 
nur 3. Zei eingaenge, den ausgang und die zwei Speisungspins. Der 
Wichtigste ist der negative Speisungsanschluss. Denn der geht voll rein.
Dazu sollte man sich die negative Supply Rejection anschauen.

Bei einem empfindlichen Analogdesign sollte man also die 
Speisungsanschluesse auch beruecksichtigen. Auch sternfoermig verlegen. 
Ich verlege dann jeweils zusaetzlich zum stromlosen AnalogGND auch noch 
einen PowerGND, an den ich dann die Abblockkondensatoren der Opamps 
anschliesse. Noch besser wie einen stromlosen AnalogGND als Referenz zu 
verwenden waere die zugehoerigen Signale differentiell zu verlegen.

Sinnvollerweise macht man einen Multilayer.

Das kann man sich aber auch ohne Buch, oder pdf ueberlegen. Allenfalls 
hat National auch pdf's zu Analogdesign. Einfach bei der Herstellern in 
die Appnotes reinschauen. Linear, Analog Devices, ..

: Bearbeitet durch User
von Tom (Gast)


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"Electromagnetic Compatibility Engineering" und "Noise Reduction 
Techniques in Electronic Systems" von Henry W. Ott sind grundsätzlich 
lesenswert.

von Rainer S. (enevile) Benutzerseite


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von Michael B. (laberkopp)


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741 schrieb:
> Suche Seiten/pdfs mit Beispielen zur optimalen routing der Spannungen
> (+/-15V) bei OPs auf der Platine, bei verwendung mehrer OPVs.
>
> Hab von Ti, Analog pdfs gesichtet, dort wird aber mehr auf die
> plazierung der Kondensatoren oder Guard-Ring eingegangen aber nicht auf
> Verlegung der spannungsversorgung im Layout.

Es gibt schon eine Menge Hinweise.

Da es bei dir wohl um Audio geht:

Früher hat man so geroutet
1
+15V ----+----+----+-------
2
         |    |    |
3
4
           Bauteile
5
6
       -|+\       -|+\
7
GND  ___|__>-______|__>-___
8
       -|-/       -|-/
9
10
           Bauteile
11
12
         |    |    |
13
-15V ----+----+----+-------
Also die Versorgung aussen am Platinenrand, alle Bauteile der Schaltung 
einklemmend, und musste entdecken, daß man sich so viele Störungen 
einfängt.

Heute routet man daher (Beispiel: bei einem DIP8 Dual-OpAmp) lieber so:
1
                 Bauteile
2
3
            o o o o         o o o o 
4
+15V ---------------------------------
5
GND ----------------------------------
6
-15V ---------------------------------
7
            o o o o         o o o o 
8
9
                 Bauteile
also Versorgung und Masse nah beieinander, zwischen den DIP8 Beinchen 
durchlaufend, damit sind Abblockkondensatoren direkt dran und man 
bekommt keine Störungen, vor allem noch wenn Masse auf einer Lage als 
Massefläche ausgeführt wird, und die Bauteile und Signalleitungen aussen 
drumrum.

Grundsätzliche Regeln, wie Sternpunkt, sind wie früher und schon lange 
bekannt. Die räumliche Trennung von analog und digital "Prinzip: analog 
rechts, digtal links" hat man früher nur an einem Punkt die beiden 
Masseflächen von links und rechts zusammengeführt "am GND Pin des 
A/D-D/A-Wandlers" und heute lässt man die Massefläche zwischen links und 
rechts ohne Schlitz weil die räumliche Trennung von analog und digital 
die Ströme schon weghält, der Schlitz aber eine Antenne gewesen wäre.

https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4079
http://www.ikonavs.com/OptimisedForAudio.pdf

Bei Class-D muss man noch mehr aufpassen.

https://2e.ti.com/cfs-file/__key/telligent-evolution-components-attachments/00-06-00-00-00-05-21-80/PCBlyt_2D00_home_2D00_ent_2D00_audio_2B00_EMC_2B00_T_2D00_100818.pdf

: Bearbeitet durch User
von 741 (Gast)


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Rainer S. schrieb:
> https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges...
> Das kennste?
ja aber beantwortet nicht meine Frage.

Zitronen F. schrieb:
> Und die auftretenden Probleme waeren ?

Unwissenheit + Unsicherheit

Zitronen F. schrieb:
> Ich verlege dann jeweils zusaetzlich zum stromlosen AnalogGND auch noch
> einen PowerGND, an den ich dann die Abblockkondensatoren der Opamps
> anschliesse. Noch besser wie einen stromlosen AnalogGND als Referenz zu
> verwenden waere die zugehoerigen Signale differentiell zu verlegen.
das ist schon mal eine gute Info - damit kann ich was anfangen.

Zitronen F. schrieb:
> Sinnvollerweise macht man einen Multilayer
Doppelseitig muss ausreichen.

Zitronen F. schrieb:
> Der
> Wichtigste ist der negative Speisungsanschluss. Denn der geht voll rein.
> Dazu sollte man sich die negative Supply Rejection anschauen.
gut zu wissen.

Michael B. schrieb:
> Heute routet man daher (Beispiel: bei einem DIP8 Dual-OpAmp) lieber so:
> Bauteile
>
>             o o o o         o o o o
> +15V ---------------------------------
> GND ----------------------------------
> -15V ---------------------------------
>             o o o o         o o o o
>
>                  Bauteile

Ich hatte mal vor 20 Jahren gelernt das nicht so zu machen (weiß aber 
den Grund nicht mehr.) War aber ohne GND zwischen den +/-15V

Michael B. schrieb:
> also Versorgung und Masse nah beieinander, zwischen den DIP8 Beinchen
> durchlaufend, damit sind Abblockkondensatoren direkt dran und man
> bekommt keine Störungen, vor allem noch wenn Masse auf einer Lage als
> Massefläche ausgeführt wird, und die Bauteile und Signalleitungen aussen
> drumrum.
Ja, so hatte ich das aus den vorhanden Pdfs rausgelesen, Kondensatoren 
sehr nach am Pin, die GND seite kurz über Via auf den ground Layer.

Michael B. schrieb:
> Da es bei dir wohl um Audio geht:
Richtig erkannt.



Grundsätzlich ist das Problem wie im Anhang angedeutet. Sobald mehrer 
OP-"Reihen" da sind, kann ich, selbst wenn ich die Bahnen durch die Pins 
führen würde nicht ohne viele Kreuzungen (mit dem audiosignal) zu 
bekommen.

Ich werde mich mal an die Sternpunktvariante halten und schauen wie es 
wird, werde das Layout hier posten.

Tom schrieb:
> "Electromagnetic Compatibility Engineering" und "Noise Reduction
> Techniques in Electronic Systems" von Henry W. Ott sind grundsätzlich
> lesenswert.
Das hab ich vorhin mal angelesen, danke für den Tipp!

von Pandur S. (jetztnicht)


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Auch wenn's nicht populaer toent .. mit einem 4Lagen Print ist man das 
Problem der vielen Kreuzungen los. Speisung sind immer unten, ist sehr 
praktisch. Und nicht wirklich teurer.

Ein dm^2 2-Lagig kosten vielleicht 60E, 4-Lagig sind's 120E, und 6-Lagig 
sinds 180E.

von Michael B. (laberkopp)


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Zitronen F. schrieb:
> Ein dm^2 2-Lagig kosten vielleicht 60E

Nö, eher 2.65 EUR (pro Stück bei 10).

von Michael B. (laberkopp)


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741 schrieb:
> Grundsätzlich ist das Problem wie im Anhang angedeutet. Sobald mehrer
> OP-"Reihen" da sind, kann ich, selbst wenn ich die Bahnen durch die Pins
> führen würde nicht ohne viele Kreuzungen (mit dem audiosignal) zu
> bekommen.

Das macht doch nichts. Bedrahtet sind die Bauteile deine Jumper, bei SMD 
machst du doppelseitig.

Audio ist harmlos, niedrige Frequenzen. Wichtig ist nur, das nicht 
Ströme auf Leiterbahnen zu Spannungsabfall führebn, der verstärkt wird, 
dann brummt oder oszilliert es, also Sternpunktverdrahtung nutzen wo so 
was passieren könnte.

von Peter D. (peda)


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Zitronen F. schrieb:
> Ich verlege dann jeweils zusaetzlich zum stromlosen AnalogGND auch noch
> einen PowerGND, an den ich dann die Abblockkondensatoren der Opamps
> anschliesse.

Die paar mA für die OPVs kann man doch nicht als Power bezeichnen.
Die 100nF Abblock-Cs direkt an den OPVs gehören natürlich an den AGND, 
denn sie sollen ja den Ripple bezüglich Signal dämpfen.
Sind sie zu weit weg von AGND, kann es schnell zu Schwingungen kommen, 
insbesondere bei schnellen OPVs.
Oftmals sind noch je 100Ω in Reihe vor den Abblock-Cs.

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