Hallo zusammen Habe das angehängte Layout vorliegen. Die Ausgangslage: Die dünne Leitung ist eine berechnete (Dicke, Abstand etc.) 50-Ohm Stripleitung. Der Amplifier in der Mitte ist optional. Wenn der nicht bestückt ist, kommen zwei 0-Ohm Widerstände vorne und hinten dran. Ich weiss, Stubs... nicht optimal. Wer realistische und sinnvolle! Alternativen kennt, bitte her damit. Die Frage: Macht es EMV-Technisch bzw. abstrahlcharakteristisch einen Unterschied, ob ich um die Stripleitung noch ein Ground-Place lege? Oder gibt es da keine nennenswerten Unterschiede in der Abstrahlung? Ich möchte ja idealerweise mein Funksignal nur bei der eigentlichen Antenne beim SMA abstrahlen und nicht schon vorher ;) Danke
Angehängte Dateien:
-
13.05.2019_50R_Trace.png
79 KB
Eine Leitung sollte in erster Näherung nichts abstrahlen, dafür sollte es egal sein. Rein „gefühlt“ hast du aber viel zu wenig Vias da, hängt natürlich auch von der Frequenz ab. Ein Via bringt etwa 1 nH ein, bei 2,4 GHz ist das schon einiges an Blindwiderstand. Von daher würde ich eher ringsum viel Masse auffüllen und dann (viele) Vias zwischen beiden Seiten. Insofern würde sich für die Leitung ein "grounded complanar" besser als ein einfacher microstrip anbieten.
:
Bearbeitet durch Moderator
Jörg W. schrieb: > Rein „gefühlt“ hast du aber viel zu wenig Vias da, hängt natürlich auch > von der Frequenz ab. Ein Via bringt etwa 1 nH ein, bei 2,4 GHz ist das > schon einiges an Blindwiderstand. Hallo Jörg Danke für deine Antwort. Was man nicht sehen kann ist die 100um darunterliegende Ground-Plane. Oder wo würdest du Vias machen? Habe auf dem Top-Layer (rot) keine weiteren Planes vorgesehen. Jörg W. schrieb: > Von daher würde ich eher ringsum viel Masse auffüllen und dann (viele) > Vias zwischen beiden Seiten. Insofern würde sich für die Leitung ein > "grounded complanar" besser als ein einfacher microstrip anbieten. Das war genau die "Alternative" an welche ich gedacht habe. Wobei ich mich eben frage, ob meine 50 Ohm-Leitung denn überhaupt abstrahlt.
:
Bearbeitet durch User
Holger K. schrieb: > Was man nicht sehen kann ist die 100um darunterliegende Ground-Plane. Trotzdem hat die eben sehr wenige Vias zu den Bauteilen. „Das wichtigste Bauteil des Analogdesigners ist die Masse“ hatte mal ein früherer Kollege geäußert (IC-Designer im Analogbereich). Zusätzliche (große und zusammenhängende) Masseflächen auf Top würden da halt Abhilfe schaffen, sofern sie mit genügend Vias niederimpedant an die Lage darunter angebunden sind. Daraus ergibt sich dann eine andere Geometrie für die Leitung, weil sie nun zwischen GNDs liegt. > Wobei ich mich eben frage, ob meine 50 Ohm-Leitung denn überhaupt > abstrahlt. Nö, der Leitung sollte das ziemlich wurscht sein, die Unterschiede zwischen beiden werden marginal sein. Mir ging es nur um die Masseanbindung der restlichen Schaltung.
Angehängte Dateien:
Danke für deine Antwort Die restliche Schaltung sollte eigentlich sehr sehr gut an Masse angebunden sein. Habe nun das Design etwas angepasst. Was meinst du dazu? Natürlich habe ich die Geometrie der Leitung und des Gaps gemäss folgendem Calculator angepasst: https://chemandy.com/calculators/coplanar-waveguide-with-ground-calculator.htm
Um welche Frequenzen geht es denn hier? Ich schließe mich an, ich denke die zwei wichtigsten Dinge sind gute Masseanbindung, und eine Masse-Rückleitung direkt unter dem Wellenleiter, die nicht zu schmal ist (aber wichtiger ist, dass er genau darunter verläuft). Wenn die fehlt, geht alles den Bach runter. Ob die 2cm Stripline hingegen bei einer Wellenlänge von mehreren Dezimetern eine Impedanz von 60 oder 50 Ohm hat ist relativ wurscht. Ob da jetzt Top ein bisschen Kupfer darum herum ist oder nicht ist meiner (zugegebenermaßen beschränkten) Erfahrung nach ebenfalls eher ein Detail. Dann lieber darüber nachdenken, ob man noch einen Weißblech-Schirm drauflötet.
:
Bearbeitet durch User
Es geht um 2.4GHz. Die nächste Lage ist durch und durch ausschliesslich Ground. Ohne Schnitte oder sonstwas. Daher mache ich mir da keine grossen Sorgen. Danke für eure Antworten. Ich gehe nun davon aus, dass das Design so gut sein sollte.
Jörg W. schrieb: > Holger K. schrieb: >> Was meinst du dazu? > > Hätte ich jetzt mehr Vertrauen dazu. Top! Danke
Bei der SMA-Buchse würde ich noch Vias hinzufügen und generell die Masseflächen vergrößern. Insbesondere um die SMA-Buchse, wenn man jetzt noch die Schaltung kennt, dann würden auch die HF-Ströme klarer.
Karl M. schrieb: > Insbesondere um die SMA-Buchse, Naja, die hat von sich aus vier fette "Vias", damit ist sie ganz gut an die darunter liegende GND-Plane angebunden.
Man könnte anstatt von Microstrip auch mit Co-Planar Waveguide (CPW) arbeiten. Das bietet den Vorteil, daß die EM Felder der Stromführenden Leitung viel inniger mit der Massefläche eingehen und die Abstrahlung meßbar geringer wird. Bei Microstrip wird ein Teil der EM Felder in die Luft abgestrahlt. Wenn eine Groundplane vorhanden ist, ist es zweckmäßig die CPL Massefläche mit regelmäßigen Massevias im nahen Abstand zu versehen. https://en.wikipedia.org/wiki/Coplanar_waveguide https://www.microwaves101.com/encyclopedias/coplanar-waveguide Es gibt freie Programme die die Geometrie der CPW ermittelt: https://www.awrcorp.com/products/additional-products/tx-line-transmission-line-calculator
Alter Sack schrieb: > Man könnte anstatt von Microstrip auch mit Co-Planar Waveguide (CPW) > arbeiten. Guten Morgen! Genau darum geht's ja die ganze Zeit … wenngleich ich deine Einschätzung nicht teile, dass die leitungsmäßig wirklich nennenswerte Vorteile bringen. Aber du schreibst etwas von „messbar geringer“, vielleicht hast du ja tatsächlich Messdaten zum Vorzeigen. ;) > ist es zweckmäßig die CPL Massefläche mit regelmäßigen Massevias im > nahen Abstand zu versehen Also etwa so? Beitrag "Re: 50 Ohm Stripleitung mit Ground-Plane umhüllen?"
Hi, leider weis ich nicht was das für Anschlüsse an dem Verstärker rechts unten sind, aber für meinen Geschmack sind sie zu wenig von der HF entkoppelt. Auch die beiden Leitungen die rein gehen könnte man noch trennen. Aus leidiger Erfahrung kann ich sagen das die HF gerne mal unter dem IC zurück koppelt, das kann zu Performance Einbusen führen. Diese Leitung um den Verstärker könnte noch bei nicht Verwendung auf Ground gelegt werden, damit keine Rückkopplung entsteht. Was ist das Problem da einfach Kupfer flächig drauf zu lassen? Muss da möglichst viel runter? Was sollen diese Rechtecke? Ich hatte letztens ein Problem mit einem zweistufigen LNA der zwei Versorgungseingänge hat. Bei nur der Hälfte der Frequenz.
Jörg W. schrieb: > Alter Sack schrieb: >> Man könnte anstatt von Microstrip auch mit Co-Planar Waveguide (CPW) >> arbeiten. > > Guten Morgen! > > Genau darum geht's ja die ganze Zeit … wenngleich ich deine Einschätzung > nicht teile, dass die leitungsmäßig wirklich nennenswerte Vorteile > bringen. Aber du schreibst etwas von „messbar geringer“, vielleicht hast > du ja tatsächlich Messdaten zum Vorzeigen. ;) Das ist schon 20 Jahre her. Wenn ich mich recht erinnere war der Unterschied um die 5-6 dB. Also schon beträchtlich. > >> ist es zweckmäßig die CPL Massefläche mit regelmäßigen Massevias im >> nahen Abstand zu versehen > > Also etwa so? > > Beitrag "Re: 50 Ohm Stripleitung mit Ground-Plane umhüllen?" Ja. Man muss nur aufpassen mit einer Substrat Dicke und Typ zu arbeiten die vernünftige Dimensionen erlaubt. Am besten sind dünne Mikrowellensubstrate mit einer niedrig genug Dielektrizitätskonstante. Je dicker die LP desto schlechter in Bezug auf Abstrahlung. Diese Links haben nützliche Infos: https://www.rogerscorp.com/documents/2574/acm/articles/Microwave-Radiation-Loss.pdf https://www.rogerscorp.com/documents/2236/acm/articles/Understanding-PCBs-for-High-Frequency-Applications.pdf
Alter Sack schrieb: > Am besten sind dünne > Mikrowellensubstrate mit einer niedrig genug Dielektrizitätskonstante. Berichtigung. Sollte heissen: Am besten sind dünne Mikrowellensubstrate mit einer hoch genug Dielektrizitätskonstante um Abstrahlung zu vermindern.
Alter Sack schrieb: > Am besten sind dünne Mikrowellensubstrate mit einer niedrig genug > Dielektrizitätskonstante. Die sind aber auch am teuersten. :) Da er ja offenbar eine Vierlagenplatine baut, dürfte die Dicke der obersten Dielektrikumsschicht 0,2 mm oder geringer sein, das sollte allemal ausreichen. Richtiges HF-Material würde ich (aus Kostengründen) nur nehmen, wenn es unbedingt sein muss.
Jörg W. schrieb: > Karl M. schrieb: > Insbesondere um die SMA-Buchse, > > Naja, die hat von sich aus vier fette "Vias", damit ist sie ganz gut an > die darunter liegende GND-Plane angebunden. Ja Jörg, es gibt auch fette vias aber nur, wenn sie nicht verlötet werden. Sonst nutzen Sie wenig, da dann die HF keinen direkten Weg auf die andere Seite hat.
Es leuchtet mir leider nicht ein, was du damit ausdrücken möchtest.
Vermutlich meint er den Skin-Effekt, denn tatsächlich gibt es ja bei verlöteten Vias keinen Weg entlang der Oberfläche mehr, der die Lagen verbindet. Das klingt signifikant aber ich hatte bisher nicht den Eindruck, dass es das ist. Wäre aber interessant zu wissen warum oder wie genau das eigentlich ist ...
:
Bearbeitet durch User
Jörg W. schrieb: > Es leuchtet mir leider nicht ein, was du damit ausdrücken > möchtest. Mir auch nicht :D
Jörg W. schrieb: > Es leuchtet mir leider nicht ein, was du damit ausdrücken > möchtest. Genau hatten wir das vor vielen Jahren mal im QRPForum erarbeitet. Kurz, der HF-Strom bewegt sich nur in paar µm oben auf der Oberfläche in das Material hinein. Je höher die Frequenz, des so kleiner ist der Eindringungsbereich. Er kann sich nicht durch ein Kupfermaterial von oben nach unten "durcharbeiten". Damit steigt dann auch die Länge des Weges über das Kupfer des Platinenmaterials und auch der Widerstand. VIAs oder Durchkontaktierungen stellen eine niederohmige und induktivarme Verbindung für den HF-Strom dar. Sind sie verlötet, so stellen sie eine natürliche Barriere dar, durch dass HF-Strom, ab einer bestimmten Frequenz, sich nicht ausbreiten kann. Es gibt auch Bereiche auf HF Platinen, in denen fast gar kein HF-Strom fließt, da sie nicht die direkte Verbindung für diesen darstellen.
Verstehe ich nicht. Welche Rolle spielt die Verlötung, wenn der HF-Strom doch eh nur auf der äußeren Oberfläche der Vias fließt?
P. S. schrieb: > Verstehe ich nicht. Welche Rolle spielt die Verlötung, wenn der HF-Strom > doch eh nur auf der äußeren Oberfläche der Vias fließt? Naja, die Vias haben keine äußere Oberfläche mehr, wenn man sie mit Lötzinn füllt. ;)
Die Grenze zwischen Kupfer und Epoxidharz ist keine Oberfläche?
Karl M. schrieb: > Sind sie verlötet, so stellen sie eine natürliche Barriere dar, durch > dass HF-Strom, ab einer bestimmten Frequenz, sich nicht ausbreiten kann. Die Theorie würde mich auch mal interessieren...
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.