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Forum: Platinen GND-Flutung Ja oder Nein - eine Glaubensfrage?


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Autor: Markus (Gast)
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Hallo zusammen,


nachdem ich mir ein paar dieser Altium Live 2018 angesehen habe, bringt 
mich ein generelles Thema zum Stirnrunzeln.

Rick Hartley:
https://www.altium.com/live-conference/altiumlive-2018-annual-pcb-design-summit#The-Extreme-importance-of-PC-Board-Stack-up

Er schwört auf Flutung, er hat in seinen gefühlten 500 Jahren nie eine 
PCB ohne Flutung designed. Er hat Messungen im EMV Bereich hinter sich, 
man hat das Gefühl da ist was dran.

VS

Thomas Wischnak:
https://www.altium.com/live-conference/altiumlive-2018-annual-pcb-design-summit#Industry-Keynote--The-PCB-Doctor-Returns--Troubleshooting-Your-Designs

Dieser sagt genau das Gegenteil, kommt aus dem Automotive Bereich und 
war ebenfalls wohl öfter in der EMV-Kammer. Er ist der Meinung, 
GND-Flutungen sind absolut keine gute Idee.

So...wie seht ihr das?


Gruß,
Markus

Autor: Falk B. (falk)
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Es kommt darauf an . . . ;-)

Verallgemeinerungen sind immer falsch.

Autor: Klaus Banaus (Gast)
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Markus schrieb:
> So...wie seht ihr das?

Elektronikdesign ist keine Meinungsforschung!

Du musst schon selber genug KnowHow in der Birne haben um Dich richtig 
bezüglich EM Schirmung und Design für Herstellbarkeit zu entscheiden.

Autor: Platinen Frickler (Gast)
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Generell ist die HF Impedanz von dünnen Leiterbahnen um ein Vielfaches 
höher wie die einer großen Massefläche. Deshalb ist im Prinzip eine 
sorgfältig, dem Design angepaßte Massefläche in fast allen Fällen den 
Alternativen vorzuziehen.

Nur muss man bei zweiseitigen LP aufpassen, daß durch Unterbrechungen 
keine ungewünschten Gap HF-Resonanzeffekte auftreten. Ideal sind 
natürlich Multi-Layer LP wo es leichter ist eine minimal unterbrochene 
Massefläche zu produzieren. Aber diesen Luxus kann man sich (als 
Hobbyist) nicht immer leisten.

Es empfiehlt sich Konzeptmässig immer daran zu denken, daß aller 
Stromfluß auf der LP durch die Schaltung zurück zur Stromversorgung 
fließen muss. Das kann bei Mißachtung zu versauten Masseflächen führen. 
Deshalb muss man darauf achten, daß die hochfrequenten Schaltströme, 
z.B. bei Schaltreglern durch sternförmige Masse Inseln nicht den Rest 
der Schaltung verseuchen können und nur auf einen zentralen Punkt mit 
der Spannungsquelle verbunden sind um strahlende Stromschleifen zu 
vermeiden. Eine solche Maßnahme isoliert die Störströme vom Rest der 
Schaltung. In solchen Fällen empfiehlt es sich zueinander störende 
Stromflüsse durch korrekt eingefügte Trennung von einander zu isolieren 
so daß alle Ströme getrennt zum Einspeisungspunkt zurück kehren müssen. 
Damit hat man dann Masseflächen die strategische Trennstellen von 
einander haben. Es ist manchmal nützlich das Layout auszudrucken um dann 
mit Rotstift den Stromfluß zu markieren um störende Überkreuzungen und 
sonstige Sünden leichter zu identifizieren. Was Masseflächen angeht, 
benötigt man viel Erfahrung um es richtig oder den bestmöglichen 
Kompromiß zu machen.

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Markus schrieb:
> wie seht ihr das?

GND Flächen können die umspannten Flächen gering halten und damit die 
Abstrahlung minimieren.
Sie können als GND Leiter mit max Querschnitt dienen.

Sie können aber auch Störungen in andere Schaltungteile transportieren, 
wenn man sich nicht überlegt wie man die einsetzt.

Am schärfsten finde ich GND Flächen, die eine ganze PCB überspannen und 
dann nur mit ein paar Vias an GND angebunden sind.
Die führen HF kaum ab und so breitet sich das schön über alles aus.

Wurde schon gesagt: Pauschale Aussagen hauen nicht hin und man muss 
wissen was man tut und warum.

Autor: Georg (Gast)
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Natürlich ist das Physik und keine Glaubensfrage, aber alle die keine 
oder wenig Ahnung davon haben (also die überwiegende Mehrheit) behandelt 
das Thema so. Wie die Kölner sagen, jeder Jeck ist anders, und jede 
Leiterplatte auch. Eine allgemein vorgefasste Meinung kann daher im 
konkreten Fall erfolgreich sein, oder auch nicht. Behauptungen wie immer 
fluten oder nie fluten sind von vornherein Blödsinn.

Georg

Autor: Wühlhase (Gast)
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Markus schrieb:
> So...wie seht ihr das?

Ganz exakt so:

Falk B. schrieb:
> Es kommt darauf an . . . ;-)
>
> Verallgemeinerungen sind immer falsch.

Autor: D. C. (gnd)
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Bei dem Thema kommt es immer wieder zu Diskussionen.

Typisches Beispiel:
4 Lagen Platine
Top: Placement + Routing
Innenlage 1: GND Plane
Innenlage 2: VCC Plane
Bottom: Routing
Mikrocontrollerboard

Würdet ihr Top & Bottom mit GND fluten?

Also ich mach es nicht da ich keinen Mehrwert außer für den 
Platinenfertiger sehe.

Autor: Kein Glaubender! (Gast)
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Masseflächen können zwingend sein:
Ein Impedanzkontrolliertes Layout benötigt eine Bezugslage, damit 
vernünftige Geometrien rauskommen.

Das heißt eigentich immer: Eine solide GND-Fläche ist mindestens nötig.

Impedanzkontrollierte Layouts sind aber keine Glaubensfrage, sondern 
einige Dinge funktionieren ohne schlicht nicht. USB, SATA, DDR-3, DDR-4 
um ein paar zu nennen.

Ein weiterer Grund für Masseflächen ist thermischer Natur. Bei dicht 
gepackter Leistungselektronik benötigt man die Platine zur Entwärmung, 
was kompakte Kupferflächen benötigt. Auch das hat nichts mit Glaube zu 
tun, sondern kann sogar simuliert werden. In dem Fall muss man oft sogar 
TOP und Bottom füllen.

Es kann mechanisch nötig sein. Ist die Verteilung der Flächen zu 
asymmetrisch, kann sich die Leiterplatte verziehen, das kann unerwünscht 
sein.

Was wiederrum nicht heißt, dass ein Layout zwingend Masseflächen 
braucht. Ein sauber gemachtes Layout mit sternförmiger Masse kann 
manchmal günstiger sein.

Man macht das nach den Anforderungen. Wer sein Layout nach Glaube macht 
ist inkompetent.

Autor: Genau (Gast)
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Sagt mal gibt es irgendwo Informationen über den Strom-Rückweg ? Ich sah 
mal etwas da floss er verzweigt zurück - also nur ein Teil nahm den 
kürzesten Weg.

Autor: Bissiger Hund (Gast)
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Genau schrieb:
> Sagt mal gibt es irgendwo Informationen über den Strom-Rückweg ?
> Ich sah
> mal etwas da floss er verzweigt zurück - also nur ein Teil nahm den
> kürzesten Weg.

Naja, ich denke der Strom sucht sich immer den Weg mit dem geringsten 
Widerstand:-)

Autor: Al3ko -. (al3ko)
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Genau schrieb:
> Ich sah mal etwas da floss er verzweigt zurück - also nur ein Teil nahm
> den kürzesten Weg.

Macht ja auch Sinn. Der Spruch, dass der Strom dich den Weg des 
kleinsten Widerstandes sucht, ist ebenso verkehrt. Der Strom teilt sich 
gemäß der Impedanzen auf.

Gruß,

Autor: Al3ko -. (al3ko)
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Bissiger Hund schrieb:
> Naja, ich denke der Strom sucht sich immer den Weg mit dem geringsten
> Widerstand:-)

Falsch gedacht.

Gruß,

Autor: Markus (Gast)
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Genau schrieb:
> Sagt mal gibt es irgendwo Informationen über den Strom-Rückweg ?
> Ich sah
> mal etwas da floss er verzweigt zurück - also nur ein Teil nahm den
> kürzesten Weg.

Such mal bei google nach Altium Live Summit 2018. Da sind ne Menge 
interessanter Vorträge dabei, auch zu dem Thema.

Ich sage jetzt mal, DC Rückpfad nimmt den resistiv geringsten Pfad und 
HF bzw. Digitalsignale nehmen den Pfad mit der geringsten Impedanz. Bei 
durchgehender Masse unter dem Signalpfad dann idealerweise direkt 
darunter. Aber wie Dan Beeker so schön sagt "its all about the space" 
:-)

Autor: Markus (Gast)
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D. C. schrieb:
> Bei dem Thema kommt es immer wieder zu Diskussionen.
>
> Typisches Beispiel:
> 4 Lagen Platine
> Top: Placement + Routing
> Innenlage 1: GND Plane
> Innenlage 2: VCC Plane
> Bottom: Routing
> Mikrocontrollerboard
>
> Würdet ihr Top & Bottom mit GND fluten?
>
> Also ich mach es nicht da ich keinen Mehrwert außer für den
> Platinenfertiger sehe.

Naja, ehrlich gesagt würde ich nicht sagen dass der PCB-Manufact. einen 
Mehrwert hat, denn er muss sowieso kaschierte Laminate oder Folien 
verwenden, die dann freigeätzt werden. Ihm ist fertigungstechnisch 
normalerweise lieber, wenn das ganze mechanisch ausgeglichen ist und 
nicht alles weg geätzt. Ich verwende generelle eher symmetrische Boards 
und keine mechanisch unsyemmetrischen Geschichten, wie z.B. eine Seite 
viel Kupfer und andere Seite leer.

Wie wärs mit?
1 GND
2 Signal+Power
3 Signal+Power
4 GND

Autor: Markus (Gast)
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Kein Glaubender! schrieb:
> Masseflächen können zwingend sein:
> Ein Impedanzkontrolliertes Layout benötigt eine Bezugslage, damit
> vernünftige Geometrien rauskommen.
>
> Das heißt eigentich immer: Eine solide GND-Fläche ist mindestens nötig.
>
> Impedanzkontrollierte Layouts sind aber keine Glaubensfrage, sondern
> einige Dinge funktionieren ohne schlicht nicht. USB, SATA, DDR-3, DDR-4
> um ein paar zu nennen.

Hi Wissender :-)

Impedanzkontrolliert ist natürlich das Stichwort. Aber das kann ja auch 
über eine Mikrostrip Struktur gegeben sein, für die ich keine 
GND-Flutung brauche.

Ich frag mich immer ob die "Schirmdämpfung" von Außen her gesehen bei 
einer CoplanarWaveGuideGrounded nicht höher ist, also die Abstrahlung 
geringer.

Den Rest kann ich nachvollziehen, thermisch und mechanisch macht das 
Sinn.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Markus schrieb:
> So...wie seht ihr das?
Ein Anfänger fährt einfacher, wenn er seine Bauteile sinnvoll 
positioniert und dann ohne Einsatz von "Brain 1.0" einfach die Masse 
flutet. Dann hat der Strom die Chance, einen geeigneten Rückweg zu 
finden.

Der Trick ist, nicht dauerhaft auf diesem unbedachten Anfängerniveau zu 
bleiben, sonsdern zwischendurch mal Nachzudenken und ggfs. sogar auf 
"Brain 1.1" upzudaten...

Markus schrieb:
> Er schwört auf Flutung, er hat in seinen gefühlten 500 Jahren nie eine
> PCB ohne Flutung designed.
Wenn und weil er sich vorher schon Gedanken gemacht hat, wo diese 
"Flut" denn überall hinkommt, kann er das natürlich machen. Er legt sein 
Design so aus, dass die geflutete Masse nötig ist.

Und natürlich hat er bei seinen 6++ lagigen Platinen den Vorteil, dass 
da 1 komplette Lage nahezu durchgehend für die Masse hernehmen kann. Das 
ist was anderes, als wenn man sparen muss (Automotive) und nur 2 Lagen 
für das selbe Design nehmen kann. Denn auf einer 2-lagigen Platine gibt 
es keine durchgehende Massefläche. Und dann passiert es beim Fluten gern 
mal, dass man meint, man hätte eine durchgehende Masse, man aber 
tatsächlich mehrere solcher Massen hat wie dort in der oberen Skizze: 
Beitrag "Re: Masselayout von Quarz und Mikrocontroller"

Markus schrieb:
> Er ist der Meinung, GND-Flutungen sind absolut keine gute Idee.
Ich sehe es eher so, dass er meint, unbedachte GND-Flutungen sind 
keine gute Idee.

Al3ko -. schrieb:
> Bissiger Hund schrieb:
>> Naja, ich denke der Strom sucht sich immer den Weg mit dem geringsten
>> Widerstand:-)
> Falsch gedacht.
Bei hohen Frequenzen "möchte" der Strom direkt beim Hinleiter wieder 
zurück. Und wenn dann kein durchgehender paralleler Pfad ist, nimmt er 
einen Umweg, zieht damit eine Leiterschleife auf und wird a) 
störempfindlicher und b) selbst zum Störer (die beiden Seiten der selben 
Medaille).

Kein Glaubender! schrieb:
> Masseflächen können zwingend sein: Ein Impedanzkontrolliertes Layout
> benötigt eine Bezugslage, damit vernünftige Geometrien rauskommen.
So ist es.
Allerdings ist "Impedanzkontrolle" eine der schlechtesten Übersetzungen 
eines englischen Begriffs, die mir je untergekommen ist. Denn es hört 
sich an, als ob man das irgendwie hinterher "kontrolliert". Wenn der 
Übersetzer da in der Schule ein wenig besser aufgepasst hätte, dann 
hätte er "control" sinnigerweise mit "steuern" übersetzt. Denn man 
"steuert" von vorn herein das Leiterplattendesign so, dass hinterher 
die Impedanz hinreichend passen wird.

Autor: C. A. Rotwang (Gast)
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Lothar M. schrieb:

> Kein Glaubender! schrieb:
>> Masseflächen können zwingend sein: Ein Impedanzkontrolliertes Layout
>> benötigt eine Bezugslage, damit vernünftige Geometrien rauskommen.
> So ist es.
> Allerdings ist "Impedanzkontrolle" eine der schlechtesten Übersetzungen
> eines englischen Begriffs, die mir je untergekommen ist.

Vollste Zustimmung. Ich mag mich jetzt Irren, aber IMHO gibt es doch 
schon seit Jahrzehnten den im Deutsch-Fach-Umgangssprachlichen 
etablierten Begriff der "Strip- resp. Microstriq-Leitung".
https://www.beam-verlag.de/app/download/25534984/HF-Praxis%2B7-2016%2BV.pdf&sa=U&ved=2ahUKEwjEwPWp55XkAhVNsaQKHRr_CHoQFjALegQIBBAB&usg=AOvVaw1--NDVKuY3fwGKey7zxHFX
https://www.qsl.net/va3iul/Microstrip_Stripline_CPW_Design/Microstrip_Stripline_and_CPW_Design.pdf

Da muss man sich nicht mit Wortungetümen wie "impedance controlled PCB 
manufactoring" rumschlagen. Das ist lediglich eine planare HF-Leitung 
auf 'ner gedruckten Leiterkarte. Sowas hatte ich im 5. Semester meines 
ET-Diploms in der Vorlesung, scheint heute garmicht mehr gelehrt zu 
werden.

Autor: MaWin (Gast)
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Markus schrieb:
> wie seht ihr das?

Es ist keine Glaubensfrage, GND und Versorgungsspannungen gehören zuerst 
geroutet, dabei GND im Stern und Versorgung parallel dazu auf kürzestem 
Wege.
Dann kommen erst die Signalleitungen, zuerst die kritischen (hoher 
Strom, einszreuempfindlich).
Zum Schluss kann man ggf. noch die Lücken mit Masse (und wo es besser 
passt mit VCC) fluten, denn breitete Leiterbahnen bedeutet weniger 
Impedanz, aber manche Schaltungen (Sternpunkt) werden dadurch auch 
schlechter.
Eine Massefläche ist gut, darf aber nur von Durchkontaktierungen 
durchbrochen werden. Aber eine durch Leiterbahnen durchschnittene Bottom 
Layer geflutet mit Masse bringt nix, das sind Schlitzantennen  es spart 
nur Ätzmittel beim selber-ätzen.

Autor: P. S. (namnyef)
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Es kommt immer darauf an. Wenn man sich die Präsentationen anschaut, 
machen sowohl die Gründe für als auch die Gründe gegen Ground-Flooding 
Sinn. Es kommt immer auf das entsprechende Design an welche Aspekte 
überwiegen.

Autor: C. A. Rotwang (Gast)
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Markus schrieb:

> Thomas Wischnak:
> 
https://www.altium.com/live-conference/altiumlive-2018-annual-pcb-design-summit#Industry-Keynote--The-PCB-Doctor-Returns--Troubleshooting-Your-Designs
>
> Dieser sagt genau das Gegenteil, kommt aus dem Automotive Bereich und
> war ebenfalls wohl öfter in der EMV-Kammer. Er ist der Meinung,
> GND-Flutungen sind absolut keine gute Idee.

Wäre ih der Wischnak, würde ich jetzt schnurstrack zu Dir toben und dir 
dieses Geschreibsel solange um die Ohren schlagen bis du endlich das 
richtige Lesen und Zitieren lernst. Da steht keinesfalls "Das Gegenteil 
vom Fluten" sondern:
<code>
>Groundflooding(myfavorite...)

−Most often seen in combination with „commonmode chokes in power lines“

−Unnecessary with correct layer setup

Do you really want to shield GND layers with GND flooding on top/bottom?
</code>
Also nix mit "keine gute Idee" sondern lediglich "unnötig bei korrektem 
Layer-Stack"

Und wenn man halt aus Kostengrunden eine zweilagen Platine hat, ist es 
mit "korrekten" aka vielen inneren GND-layerb nicht weit her, so das es 
keine Alternative zum Massefluten oben/unten hat.

PS:
Als Mod sollte man ernsthaft überlegen solchen Taugenixen wie dem TO 
dauerhaft die Schreibberechtigung zu entziehen.

Autor: Taz G. (taz1971)
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Markus schrieb:
> Ich sage jetzt mal, DC Rückpfad nimmt den resistiv geringsten Pfad und
> HF bzw. Digitalsignale nehmen den Pfad mit der geringsten Impedanz.

Die Aussage find ich gut und habe ein Bild 
gefunden.(Simulation)(https://incompliancemag.com/article/alternative-paths-of-the-return-current/)
Kurze Erklärung fürs Bild. Dort ist eine Leiterschleife über eine GND 
Plane. Bei kleinen Frequenzen nimmt der Rückstrom den direkten Weg. Bei 
hohen Frequenzen fliesst der Strom unter der Leiterschleife zurück.

Meiner Meinung nach sieht man auch sehr schön dass man nicht von einem 
Strompfad reden kann sondern sich Strom in einer Plane eher als Wolke 
vorstellen muss.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Taz G. schrieb:
> Meiner Meinung nach sieht man auch sehr schön dass man nicht von einem
> Strompfad reden kann sondern sich Strom in einer Plane eher als Wolke
> vorstellen muss.
Irgendwie logisch, denn so eine Platine sind ja eigentlich nur viele 
kleine "Kupferwiderstände", die z.B. wie ein Netz allesamt irgendwie 
parallel und in Reihe geschaltet sind. Und je weiter der Weg quer über 
die Platine führt, um so höher ist die Summe der dabei zu überwindenden 
Widerstände.

Trotzdem fließt natürlich auch in einer Parallelschaltung eines 1 Ohm 
Widerstandes zu einem 1 MOhm Widerstandes ein Milliontsel des 
Gesamtstromes den "unbequemen" Weg durch den hochohmigen Widerstand.

So wird dann auch in dem geposteten Bild bei 100MHz ein geringer Teil 
des Stromes den Weg nehmen, den er bei 1kHz bevorzugt nimmt. Und es wird 
umgekehrt auch bei 1kHz ein geringer Teil des Stromes den Umweg am 
unteren Platinenrand entlang nehmen.

Nur kann diese Dynamik mit der Anzahl der dort verwendeten Falschfarben 
nicht dargestellt werden.

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Al3ko -. schrieb:
> Der Spruch, dass der Strom dich den Weg des
> kleinsten Widerstandes sucht, ist ebenso verkehrt. Der Strom teilt sich
> gemäß der Impedanzen auf.

Wo siehst Du den Widerspruch?
Impedanz ist ein frequenzabhängiger Widerstand und so verteilt sich der 
Strom gemäss der (frequenzabhängigen) Widerstände.

Kein Glaubender! schrieb:
> Man macht das nach den Anforderungen. Wer sein Layout nach Glaube macht
> ist inkompetent.

Full Ack!
Ich behaupte aber, nach bald 30J Berufserfahrung, das 80% der 
Eintwickler die Gesetzmässigkeiten eines guten Layouts nicht kapiert 
haben.

Die Fähigkeit zu erkennen, wo man sich bei schnellen Signalen einen LC 
Schwingkreis mit großer Ausdehnung aufgebaut hat oder bei empfindlichen 
Signalleitungen eine super Empfangsantenne für Störungen, eine GND Plane 
unter Entstördrosseln Drossel HF mäßig überbrückt oder ein schwach 
angebundene GND Plane zur Störausbreitung beiträgt,  ist extrem schwach 
entwickelt.
Alles DC Betrachtung ohne die parasitären Eigenschaften erkennen zu 
können.

Autor: Georg (Gast)
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C. A. Rotwang schrieb:
> Da muss man sich nicht mit Wortungetümen wie "impedance controlled PCB
> manufactoring" rumschlagen. Das ist lediglich eine planare HF-Leitung
> auf 'ner gedruckten Leiterkarte. Sowas hatte ich im 5. Semester meines
> ET-Diploms in der Vorlesung, scheint heute garmicht mehr gelehrt zu
> werden.

Trotz Diplom ist das eine totale Fehleinschätzung aufgrund fehlender 
Ahnung.
Kontrollierte Impedanz bedeutet, dass der Leiterplattenhersteller auf 
der fertigen LP kontrolliert, ob die Impedanzwerte tatsächlich 
eingehalten werden. Wegen des Messaufwands (Time Domain Reflectometer) 
kostet das ordentlich extra, das ist aber kein esoterisches Gedöns, 
sondern notwendig, wenn das Ergebnis garantiert und nicht nur zufällig 
sein soll. Es werden mit den LP auch die Messprotokolle mitgeliefert.

Georg

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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C. A. Rotwang schrieb:
> Das ist lediglich eine planare HF-Leitung
> auf 'ner gedruckten Leiterkarte.

Alle Leitungen sind das, wenn man mal die DC Betrachtung aufgibt.
Im Studium hattest Du höchstwahrscheinlich eine große, vollflächig 
kupferkaschierte PCB auf der mit sehr kompfortablen Abstand zu allem 
anderen, eine Streifenleitung aufgebaut und vermessen wurde.

Tool für die Ausbildung, aber zu kurz gedacht in der Realität.

In der echten Welt, habe ich am Eingang eine Schaltnetzteiltopologie, in 
der Mitte eine schnelle MCU und, geschickt verteilt, analoge 
Schaltungen.
Alles eng gepackt.

Das Kunststück besteht nun darin einschätzen zu können was hier was tut 
und wie ich die Auswirkungen auf andere Schaltungsteile auf ein 
akzeptables Maß reduzieren kann.
Dazu muss man die parasitären Eigenschaften der Bauteile und des Layouts 
einschätzen können, geeignete Bauteile eindesignen, platzieren und ein 
dazu passendes Layout zaubern.

Ein klein wenig komplizierter als die isolierte Streifenleiter 
Betrachtung.

Ein etwas weniger agressiver Ton stünde Dir übrigens gut zu Gesicht.

Autor: Al3ko -. (al3ko)
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Michael K. schrieb:
> Al3ko -. schrieb:
>> Der Spruch, dass der Strom dich den Weg des
>> kleinsten Widerstandes sucht, ist ebenso verkehrt. Der Strom teilt sich
>> gemäß der Impedanzen auf.
>
> Wo siehst Du den Widerspruch?
> Impedanz ist ein frequenzabhängiger Widerstand und so verteilt sich der
> Strom gemäss der (frequenzabhängigen) Widerstände.

Hi Michael,
für mich sind "Strom aufteilen" und "Strom sucht sich den Weg des 
geringsten Widerstandes" zwei völlig unterschiedliche Aussagen. Und ob 
wir jetzt von Widerständen oder Impedanzen reden, ist eigentlich völlig 
unwichtig, denn es geht um die Wortwahl des Stromes.
Ich persönlich kann mich mit der Wortwahl, dass sich der Strom den Weg 
des geringsten Widerstandes sucht, nicht anfreunden, da er irreführend 
und meiner Ansicht nach auch schlichtweg verkehrt ist. Gedankenbeispiel:
Man nehme eine 5V Spannungsquelle und belaste sie mit zwei parallel 
geschalteteten Widerständen, einmal 100Ohm, einmal 1kOhm. Wenn sich der 
Strom den Weg des geringsten Widerstandes suchen würde (um bei der oben 
zitierten Wortwahl zu bleiben), hieße das, dass der Strom durch den 
100Ohm Widerstand fließen würde und nicht durch den 1kOhm Widerstand.

Die Physik besagt allerdings, dass sich der Strom gemäß der Widerstände 
aufteilt. Es fließt also Strom durch den 1kOhm Widerstand, aber eben 
nicht der ganze. Damit ist der Satz, der Strom sucht sich den Weg des 
geringsten Widerstandes, widerlegt.

Wenn ich den oben zitierten Satz allerdings komplett missverstehen 
sollte, so Asche auf mein Haupt.

Gruß,

Autor: Michael K. (Firma: Knoelke Elektronik) (knoelke)
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Al3ko -. schrieb:
> Wenn sich der
> Strom den Weg des geringsten Widerstandes suchen würde (um bei der oben
> zitierten Wortwahl zu bleiben), hieße das, dass der Strom durch den
> 100Ohm Widerstand fließen würde und nicht durch den 1kOhm Widerstand.

Okay, in der extremen Auslegung hast Du recht, das diese Aussage nicht 
stimmt.
Irgendwo aber auch wortklauberei, da jedem der sich mit Elektronik 
beschäftig, klar sein sollte nach welchen Gesetzmäßigkeiten sich Ströme 
aufteilen.

Autor: Falk B. (falk)
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Michael K. schrieb:
> Irgendwo aber auch wortklauberei, da jedem der sich mit Elektronik
> beschäftig, klar sein sollte nach welchen Gesetzmäßigkeiten sich Ströme
> aufteilen.

Nö, eben das wird immer wieder widerlegt. Alles jenseits des trivialen 
Stromteilers paralleler, ohmscher Widerstände ist mitunter schon für 
viele unverständlich bzw. mit einer gehörigen Portion Halbwissen oder 
gar Irrtum behaftet.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Georg schrieb:
> Kontrollierte Impedanz bedeutet, dass der Leiterplattenhersteller auf
> der fertigen LP kontrolliert
Das ist lediglich der zweite Teil. Bei diesem "Compliance Test" prüft 
der LP-Hersteller oder auch der Endverbraucher entweder einmalig oder 
laufend, entweder an allen Leiterplatten oder exemplarisch an Mustern, 
ob sich die Impedanz, die man "kontrolliert einsteuern" will (die also 
nicht irgendwelche zufällige Werte haben darf), auch in der Praxis 
einstellt.

Trotzdem hast das "controlled" bei "controlled impedance" zuallererst 
etwas mit "steuern" und erst nachrangig und bei Bedarf mit 
"kontrollieren" (im Sinne von "Prüfung durch Messung") zu tun. Ich habe 
einige "impedanzkontrollierte" Leiterplattenlayouts, bei denen einfach 
ein Prototyp auf Einhaltung der erwarteten Ergebnisse vermessen wurde 
und dann die Serie mit gleichem Aufbau und Material ohne weitere Messung 
produziert wird.

Dort ist das dann m.E. auch recht gut dargestellt und deutlich getrennt 
in "Impedanzsteuerung" (= impedance control) und "Impedanzprüfung" (= 
impedance testing):
https://www.polarinstruments.com/support/cits/AP120.html
:
:
The impedance of a PCB trace is controlled by
    its configuration
    dimensions (trace width and thickness and height of the board material)
    dielectric constant of the board material
:
:
Most controlled impedance PCBs undergo 100% testing.
:
:

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Christian B. (luckyfu)
Datum:

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Markus schrieb:
> ch sage jetzt mal, DC Rückpfad nimmt den resistiv geringsten Pfad und
> HF bzw. Digitalsignale nehmen den Pfad mit der geringsten Impedanz.

Das ist unbestritten.

Lothar M. schrieb:
> Bei hohen Frequenzen "möchte" der Strom direkt beim Hinleiter wieder
> zurück. Und wenn dann kein durchgehender paralleler Pfad ist, nimmt er
> einen Umweg, zieht damit eine Leiterschleife auf und wird a)
> störempfindlicher und b) selbst zum Störer (die beiden Seiten der selben
> Medaille).

Auch da stimme ich vorbehaltlos zu.

Allerdings habe ich noch eine Anmerkung: Hochfrequenz beginnt in diesem 
speziellen Fall bei ca. 150kHz. Ab dieser Frequenz beginnt der Rückstrom 
dem Signalweg zu folgen. Wer nun der Meinung ist, er hat nur 100kHz Takt 
und damit kein Problem, der irrt genauso, denn:
für die Wahl des Rückstrompfades im Schaltvorgang ist allein die 
Signalanstiegszeit von belang. Bei aktuellen Schaltkreisen liegt die 
durchweg bei unter 10ns, und damit schon im zweistelligen MHz bereich.

Eine Tatsache, die gern vergessen wird. Allerdings führt uns das sofort 
zum nächsten Punkt: der Anpassung. Ein schneller Schalter generiert an 
einer falsch (oder gar nicht) angepassten Leitung sofort ein massives 
Über- und Unterschwingen. Auch dieses erzeugt Störungen! Wer also meint, 
er Flutet einfach eine Lage und ist dann fertig, der irrt sich. Zu gutem 
LP Design gehört auch, daß man sich derartige Leitungen ansieht und 
diese ggf. mit einem entsprechenden Widerstand so anpasst, daß man nach 
Möglichkeit weder Über- noch Unterschwingen hat und gleichzeitig der 
rechteckigen Signalform des gewünschten Digitalsignales so nah wie 
irgendmöglich kommt.
Da man das im Vorhinein nur mit sehr spezialisierten Programmen 
realistisch simulieren kann wird man in der Praxis üblicherweise den 
Pragmatischen Weg des Try and fail wählen. Man nimmt einen 
Widerstandswert, den man erstmal bestückt, vielleicht so 100 Ohm, und 
schaut dann, wie das Signal aussieht. Passt die Form ist alles gut, 
passt sie nicht muss man den Widerstand etwas ändern. Ist ein 
Überschwingen erkennbar muss er größer werden, sind die Flanken zu rund 
kleiner. Das funktioniert recht gut, wenn man einen Sender im System hat 
und man den Widerstand recht nah an dessen Ausgang setzt, also eine 
Serienterminierung durchführt. Bei Taktsignalen z.B. ist so etwas sehr 
oft anzuraten.

Autor: Taz G. (taz1971)
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Al3ko -. schrieb:
> Die Physik besagt allerdings, dass sich der Strom gemäß der Widerstände
> aufteilt. Es fließt also Strom durch den 1kOhm Widerstand, aber eben
> nicht der ganze. Damit ist der Satz, der Strom sucht sich den Weg des
> geringsten Widerstandes, widerlegt.

Ich steh so ein bisschen dazwischen, für mich stimmt der Satz ein 
bisschen.
Ich könnte mir vorstellen das mit "Strom" nicht die Gesamtheit gemeint 
ist sondern jedes Elektron für sich selber - also jedes Elektron sucht 
sich den Weg des geringsten Widerstandes.
In deinem Beispiel könnte es sein das 1000 Elektronen sich durch den 100 
Ohm quetschen und das Elektron Nummer 1001 sagt "Ach nö so viel los 
hier, die Dichte ist mir zu groß - ich laufe lieber einen Umweg, ist 
bequemer für mich".
Also noch mal, für mich ist der Satz genauso richtig wie falsch.
Gilt für mich auch bei "Impedanz", da sagt halt das Elektron "Bei der 
Frequenz nehm ich halt den Weg"

: Bearbeitet durch User
Autor: Christian B. (luckyfu)
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Al3ko -. schrieb:
> Die Physik besagt allerdings, dass sich der Strom gemäß der Widerstände
> aufteilt. Es fließt also Strom durch den 1kOhm Widerstand, aber eben
> nicht der ganze. Damit ist der Satz, der Strom sucht sich den Weg des
> geringsten Widerstandes, widerlegt.

Dieser Satz gilt nach wie vor. Allerdings gibt es einen Unterschied bei 
2 möglichen Zuständen auf der Platine. Dieser Unterschied kann zu 
teilweise extrem unterschiedlichen Stromaufteilungen führen.
Zum einen haben wir den Statischen Zustand: Es gibt einen definierten, 
sich nicht oder nur sehr langsam ändernden Stromfluss. Dann kann man die 
Stromwege mit dem Lineal und einem Multimeter messen und Aufzeigen. 
Dieser Strom erwärmt die Leitungen, verursacht in der Regel aber keine 
Ausfälle, esseidenn, es wird zu warm, weil Leiterzüge zu dünn sind.
Daneben gibt es noch den dynamischen Zustand im Moment des 
Pegelwechsels, wenn sich also der Stromfluss in kurzer Zeit stark 
ändert. Dieses erzeugt eine "Welle" in der Leitung, welche durch selbige 
rast. Hierbei folgt der Rückstrom, quasi als negative Welle, dem 
Strompfad (eben ab den bereits genannten 150kHz, die man mit 
Digitalschaltkreisen faktisch immer deutlich überschreitet aufgrund der 
geringen Schaltzeiten der Gatter). Dabei "Sieht" der Strom aber nur den 
Widerstand (Impedanz genannt, und hier schließt sich nun der Kreis) in 
einem kurzen Leiterstück vor ihm. Allerdings nicht nur den Ohmschen 
sondern auch einen Kapazitiven und induktiven. Diese beiden Zustände 
muss man voneinander Trennen und auch getrennt betrachten. Der erstere 
ist in der Regel unproblematisch, breite Leiterzüge vorausgesetzt 
passiert da nicht viel. Besonders der Letztere führt allerdings gern zu 
Störungen bis hin zum schlimmsten Fall, dem sporadischen Ausfall, wenn 
dort Mist gebaut wurde. Solche Fehler sind teilweise sehr schwer zu 
finden.

Autor: Al3ko -. (al3ko)
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Christian B. schrieb:
> Dabei "Sieht" der Strom aber nur den Widerstand (Impedanz genannt, und
> hier schließt sich nun der Kreis) in einem kurzen Leiterstück vor ihm.
Nur um sicherzugehen, ob ich dich richtig verstehe:

Du sagst also, dass der GESAMTE Strom bei einer Schaltflanke (also 
hochfrequent) in einem komplexen Gebilde (ohmscher Anteil, kapazitiver 
Anteil und induktive Anteil) lediglich EINEN Weg einnimmt, nämlich 
LEDIGLICH den mit der GERINGSTEN Impedanz?

Habe ich deine Aussage so richtig verstanden?

Gruß,

Autor: Christian B. (luckyfu)
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In nennenswertem Umfang: Ja. Tatächlich verteilt sich der Strom 
natürlich zwischen dem Ruhestromweg und dem direkt unter der Leiterbahn. 
Allerdings mit steigender Frequenz spielt die Impedanz eine immer 
größere Rolle und somit steigt der Anteil des Stromes, der direkt unter 
dem Signalpfad entlangfliesst mit der Frequenz des Schaltsignales. Im 
Bereich der Oberwellen fließt der Strom nahezu immer direkt unter dem 
Signalpfad entlang. Wenn dort dann Störstellen sind...

hier z.B. ein Bild, in welchem man das anschaulich sieht.
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTxlfj1HYtipJeiNfPtHyfCPfQp2EeGWlGk8RMGmddOEz87rjTFKw
Ich hab ein besseres in meinen FED Schulungsunterlagen, leider kann ich 
dieses nicht hier zeigen.

Autor: soul e. (souleye)
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Al3ko -. schrieb:

> Die Physik besagt allerdings, dass sich der Strom gemäß der Widerstände
> aufteilt. Es fließt also Strom durch den 1kOhm Widerstand, aber eben
> nicht der ganze. Damit ist der Satz, der Strom sucht sich den Weg des
> geringsten Widerstandes, widerlegt.

Das ist der stationär eingeschwungene Zustand, in dem das Ohm'sche 
Gesetz gilt.

Bei HF hast Du Wellenausbreitung, da musst Du die kompletten 
Maxwell'schen Gleichungen bemühen. Extremfall ist ein einzelner 
Transient (ESD-Puls). Da fliesst der Strom an einer Verzweigung 
tatsächlich erstmal zu gleichen Teilen in alle möglichen Richtungen. Am 
offenen Ende merkt er dass es nicht mehr weitergeht und kommt wieder 
zurück. Das kann man mit geeigneter Messtechnik wirklich sehen, 
Stichwort "Time Domain Reflektometry".

Autor: Christian B. (luckyfu)
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Autor: Taz G. (taz1971)
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@Christian B.

Ich hab das gleiche Bild schon gepostet, für verschiedene Frequenzen. 
Scroll mal ein wenig hoch da sieht man schön wie der Strompfad sich mit 
der Frequenz ändert.

Autor: soul e. (souleye)
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Taz G. schrieb:

> Ich hab das gleiche Bild schon gepostet, für verschiedene Frequenzen.
> Scroll mal ein wenig hoch da sieht man schön wie der Strompfad sich mit
> der Frequenz ändert.

Du hast die Quellenangabe vergessen. Das hat Christian B. korrigert. So 
wird aus einem geklauten Bild (mit Abmahnrisiko für den Forenbetreiber) 
ein ordentliches Zitat im Rahmen einer wissenschaftlichen Diskussion.

Autor: Fabian F. (fabian_f55)
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Wie immer kann man nicht pauschalisieren.

Es gilt immer die Prioritäten an Anforderungen abzuwägen.

Große GND-Flächen braucht man entweder zur Schirmung, um große Ströme 
abzuleiten, Als Wärmeleiter, um die Fertigung zu vereinfachen oder um 
sich das Layout zu vereinfachen.

Schirmung ist immer ein Notnagel. Besser ist es wenn man die Ströquelle 
gleich Räumlich trennt, z.B. indem man die Leistungselektronik deutlich 
abgesetzt oder auf einem eigenen Board Plaziert.
Wenn man gezwungen ist die LE in die Nähe der Logik zu packen, muss man 
sich genau überlegen welche El. und Mag. Felder erzeugt werden und in 
welche Richtung sie wirken. Pauschal Kufer drauf gießen bringt da 
bestenfalls zufällig etwas. Eine zerstückelte GND-Plane kann sogar als 
Antenne wirken und einem z.B. die CE-Zulassung verhageln.

Bei großen Strömen verhält es sich ähnlich. Vorzugsweise hält man die 
Strecke möglichst kurz und nur als Notlösung gießt man groß Kupfer.

Am einfachsten ist die Anwendung um das Layout zu vereinfachen. Wenn man 
eine GND-Plane und ggf. eine VCC-Plane hat (4 oder mehr Lagen) Spart man 
sich das Routing der "Dicken"-Power Traces. Als nebeneffekt hat man eine 
gute Wärmeleitung und Schirmung. Wenn man nicht aufs Geld Schauen muss 
eigentlich immer die beste Lösung.

Dann gibt es noch den Aspekt der Produzierbarkeit. Wenn man z.B wg. 
einer High-power anwendung große Kupferflächen auf einer Seite des 
Boards hat, aber nur dünne Tracks auf der anderen Seite, kann das sehr 
schwer zu ätzen sein. Die Verteilung von Kufer sollte auf dem Gantzen 
Board möglichst konstant sein. Hier kann es also unter 
Herstellungsaspekten notwendig sein GND zu gießen. Hier muss man dann 
aber besonders aufassen, dass man keine GND-Inseln produziert.

Bei den meisten Hobbyanwendungen hat man aber eh selten Frequenzen >1Mhz 
und harsche Analog-anforderungen. Von da betrifft einen das da eh wenig. 
Und auch im Professionellen Umfeld nutzt man oft fertige Module für HF 
oder LE-Anteile. Bei den Firmen hocken exterten die sich damit 
auskennen.

Autor: Bissiger Hund (Gast)
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Eure ganze Diskussion bestätigt zum Teil, daß LP Layout in der Praxis 
immer mehr oder weniger von Kompromissen geprägt ist. Ein ideales Layout 
gibt es in der Praxis kaum und man muß oft mildernde Praktiken anwenden 
um die Signalqualität zu maximieren. Da wie schon bemerkt wurde die 
Flankensteilheit das HF-technische Gebilde definiert, muß man oft mit 
sinnreich bemessenen Serienwiderständen zwischen Sender und Empfänger 
ansetzen um die gröbsten Probleme zu bändigen. Das ist ähnlich wie die 
Arbeit eines Tierbändigers.

Bei wirklichen hochfrequenten Taktfrequenzen und Datenraten wird man 
sowieso mit terminierten abgeschlossenen Differenzial-Paar 
ausgestatteten Komponenten arbeiten müssen oder wollen. Zum Beispiel 
kann man mit LVDS TX/RX und Impedanz definierten und terminierten 
Differenzialleitungen so etwas realisieren. Da sind Reflektionen sehr 
minimiert. Wer mit Sata, PCIexpress, Displayport Designs arbeitet, weiß 
sowieso was ich meine. Da kommt es auch oft auf exakt gleiche Länge 
zwischen diversen zusammengehörenden Leiterpaaren an und das ist nur 
machbar mit ECAD welches solche Constraints berücksichtigen kann und mit 
DRC sinnreich ausgrenzen kann. Viele einfacheren CADs sind für solche 
(fortgeschrittene) Designs einfach ungeeignet oder eine Landplage 
während des Designs.

In vielen Designs wird auch oft mit Very High-Speed Oszilloskopen 
schlecht gemessen und man sieht dargestellte digitale Signale die viel 
schlechter aussehen als in der Wirklichkeit. Da muß man mit 
breitbandigen Oszis sehr aufpassen und quasi "Meßports" von vornherein 
vorsehen um "echte" Messungen mit minimalen Verfälschungen machen zu 
können. Diesbezüglich machen viele Leute mit noch wenig Erfahrungen 
diesbezüglich oft grobe Fehler.

Wer die LP Designs von PC Motherboards kritisch untersucht wird einen 
Begriff bekommen mit welchen Problemen sich die Entwickler herumschlagen 
mußten und wie dort Verbindungs Probleme gelöst werden. Das sind dann 
schon Wunderwerke der Elektronikentwicklung.

Für wirklich gute Messmöglichkeiten sollte man wenn finanziell und 
größenmäßig möglich, koaxiale Meßbuchsen oder Die Meßtestpunkte für die 
vorhandenen Oszi Meßspitzen vorsehen, so daß keine lose, weitentfernte 
Masserückleitung mit ihrer parasitären Induktivität die Ergebnisse 
verfälschen kann. Wenn das nicht möglich ist kann man die Meßspitze 
abziehen und verbindet die koaxiale Messspitze direkt mit Masse und 
Signal.
Zumindest sollte man eine kleine umgreifende Klammer an Masse nahe 
anlöten um die Rücklaufinduktivität so klein wie möglich zu halten.
(Das RS URV kam mit solchen versilberten Streifen in der 
Meßfühlerschatulle)
Auch kann man an die Massehülse der Oszi Spitze einen kleinen 
Kupferstreifen umlegen und auf kürzesten Weg mit der Schaltungsmasse 
verbinden. Grundsaätzlich sind breite Metallstreifen induktivitätsmäßig 
günstiger als runde, dünne Drähte.

Nur so bekommt man reale Ergebnisse die das teure Meßmittel 
rechtfertigen. Es ist oft fast lächerlich wenn mit teuren GHZ Oszis oft 
so geschlampt wird und sich über die furchtbar schlechten Meßsignale 
wundert. Auch muß mit den empfindlichen (sehr teuren)  Oszi "Meßfühlern" 
wie mit rohen Eiern sorgsam und sanft umgegangen werden um ihre 
Meßeigenschaften nicht permanent zu schädigen. Hochgeschwindigikeits 
Oszi Meßtechnik ist eine eigenständige Wissenschaft für sich selber und 
man braucht viel Erfahrung um grobe Meßfehler zu vermeiden.

Jedes LP Design ist eine eigenständige Gesamtheit mit ihren besonderen 
eigenen HF Eigenschaften. Man muß sich klar sein, daß es Perfektion 
signalmäßig kaum gibt und die Grenzen eines brauchbaren Designs durch 
Erfahrung zu bestimmen.

Es ist durchaus möglich HCMOS Signalverbindungen mit guten 
Flankenverlauf zu messen. Ich machte Logikschaltungen bis jetzt auch die 
besten Erfahrungen mit richtig optimierten Serienwiderständen dort wo es 
darauf ankommt.

Bei gewissen uC hat man auch die Möglichkeit durch IO Einstellungen die 
Flankensteilheit der Anwendung gemäß einzustellen. Auch sollte man sich 
die Unsitte verkneifen UNNÖTIG schnelle Logikfamilien zu wählen um 
vermeidbare Überschwinger schon von vornherein zu unterbinden. Wie schon 
sehr richtig bemerkt bestimmt die Flankensteilheit der Signale inwieweit 
Massequalität störend die Verbindungen untereinander versauen. Kleine 
Designs sind meist schwerer zu beherrschen im Vergleich zu Hersteller 
Test LP mit (unrealistisch) großzügig bemessenen Masseflächen und 
mehrlagigen LP welche die reale Welt der Anwendung weitgehenst 
ignorieren. Die sind mehr für die Charakterisierung des betreffenden 
Bauteils optimiert.

Wer aus Kostengründen nicht mit "idealeren" mehrlagigen LP operieren 
kann ist meist, speziell bei kleinen Abmessungen, sowieso gezwungen 
gewisse Kompromisse einzugehen und mit den Resultaten, insofern tragbar, 
leben.  Hier kann die Planung wie Komponenten gegeneinander angeordnet 
werden in Extremfällen den Unterschied zu einem brauchbaren Design und 
Versager ausmachen. Da gehört viel Erfahrung dazu den Spreu vom Weizen 
zu trennen.

Man hat mich hier übrigens etwas zerpflückt hier weil ich das etwas 
knapp mit dem geringsten Widerstand gemeint hatte. Es ist doch klar, daß 
sich die Ströme den Widerständen proportional aufteilen.

Autor: Taz G. (taz1971)
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soul e. schrieb:
>> Ich hab das gleiche Bild schon gepostet, für verschiedene Frequenzen.
>> Scroll mal ein wenig hoch da sieht man schön wie der Strompfad sich mit
>> der Frequenz ändert.
>
> Du hast die Quellenangabe vergessen. Das hat Christian B. korrigert. So
> wird aus einem geklauten Bild (mit Abmahnrisiko für den Forenbetreiber)
> ein ordentliches Zitat im Rahmen einer wissenschaftlichen Diskussion.

Hab ich wirklich die Quellenangabe vergessen ?
Taz G. schrieb:
> Die Aussage find ich gut und habe ein Bild
> 
gefunden.(Simulation)(https://incompliancemag.com/article/alternative-paths-of-the-return-current/)

: Bearbeitet durch User
Autor: soul e. (souleye)
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Taz G. schrieb:

> Hab ich wirklich die Quellenangabe vergessen ?
> Taz G. schrieb:
>> Die Aussage find ich gut und habe ein Bild
>>
> 
gefunden.(Simulation)(https://incompliancemag.com/article/alternative-paths-of-the-return-current/)

Jo, da hast Du wohl recht :-/

Autor: Georg (Gast)
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Al3ko -. schrieb:
> Du sagst also, dass der GESAMTE Strom bei einer Schaltflanke (also
> hochfrequent) in einem komplexen Gebilde (ohmscher Anteil, kapazitiver
> Anteil und induktive Anteil) lediglich EINEN Weg einnimmt

Da sich hier extreme Korinthenkackerei zu dem Thema breitmacht: 
natürlich nimmt der Rückstrom nicht nur EINEN Weg, das gibt es 
physikalisch garnicht. Auch im einfachsten Fall verteilt sich der 
Rückstrom mit einem Maximum unter dem Signalweg, siehe die Darstellung 
aus der "Bibel" Hi-Speed Digital Design von Johnson und Graham.

Georg

Autor: Bastiaan Pierik (Gast)
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Hallo,

Empfehlenswert sind die Bücher vor Eric Bogatin der Guru zur EMV und 
regeln der Platine Layout.


In der Regel bei Platinen alles unter 1MHz kann mann fluten. Alles 
oberhalb den 1MHz nicht weil hier den Eigenschaften der Kondensatoren 
und Spule sich Frequenzabhangig ändern.

Ein schlechte Hochfrequenztechniker flutet immer.




Bauteilen:  bei Opamps ist es auch wichtig ein leere Fläche unterhalb 
den eingangs pins zu haben wegen kapazitiven einKopplung. Bei Buck/boost 
Topologien ist es sinnvoll den Datenblatt zur Bauteil durchzulesen!

Autor: Christian B. (luckyfu)
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Bissiger Hund schrieb:
> Auch sollte man sich
> die Unsitte verkneifen UNNÖTIG schnelle Logikfamilien zu wählen um
> vermeidbare Überschwinger schon von vornherein zu unterbinden

Leider lässt sich das kaum vermeiden. Die Fertigungstechnologie von 
Halbleitern setzt auf immer größere Wafer mit immer kleineren Strukturen 
um eine maximale Nutzenausbeute zu erhalten. Je kleiner allerdings die 
Strukturen der Bauteile im Chip werden umso schneller werden sie auch 
zwangsläufig. Außerdem will die Chipindustrie die Schaltflanken 
möglichst kurz haben, denn die sind der Bereich beim Mosfet, wo die 
meisste Wärme entsteht. Will man also einen möglichst kalten Ic muss man 
die Schaltflanken so kurz halten wie möglich.
Als Layouter bleibt somit nur, durch externe Maßnahmen der Störwut 
selbiger ICs zu begegnen.
Deshalb muss ein guter Layouter heute viel mehr von der Physik hinter 
der Schaltung verstehen als noch vor 20 Jahren nötig war.
In den Anfängen waren Layouter zumeisst technische Zeichner, die findet 
man heute nahezu gar nicht mehr an dieser Position.

Autor: Clemens L. (c_l)
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Christian B. schrieb:
> Bissiger Hund schrieb:
>> Auch sollte man sich
>> die Unsitte verkneifen UNNÖTIG schnelle Logikfamilien zu wählen um
>> vermeidbare Überschwinger schon von vornherein zu unterbinden
>
> Leider lässt sich das kaum vermeiden.

In vielen Fällen (und gerade bei Logik) ist das sehr wohl möglich.

> Die Fertigungstechnologie von Halbleitern setzt auf immer größere Wafer
> mit immer kleineren Strukturen um eine maximale Nutzenausbeute zu
> erhalten. Je kleiner allerdings die Strukturen der Bauteile im Chip
> werden umso schneller werden sie auch zwangsläufig.

Die Dauer der Schaltflanken hängt aber nicht von der Größe der meisten 
anderen internen Strukturen ab, sondern nur von der Stärke der 
Ausgangstreiber. Und da gibt es durchaus Familien, die absichtlich 
schwache, langsame Ausgangstreiber haben (z.B. AHC, AUP), oder die mit 
zusätzlichem Aufwand die Ausgangsimpedanz während des Umschaltens 
ändern, um Überschwinger zu vermeiden (z.B. AVC, AUC; siehe 
http://www.ti.com/lit/pdf/scea027).

> Außerdem will die Chipindustrie die Schaltflanken möglichst kurz haben,
> denn die sind der Bereich beim Mosfet, wo die meisste Wärme entsteht.

Bei langsamen Signalen macht das nichts aus. Deswegen erlauben es auch 
viele Mikrocontroller, die Treiberstärke der GPIO-Ausgänge zu 
konfigurieren.

Autor: Michael B. (laberkopp)
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Bastiaan Pierik schrieb:
> In der Regel bei Platinen alles unter 1MHz kann mann fluten.

Nein, siehe Audioverstärker, beim Fluten würde man den Sternpunkt 
zerstören.

Autor: Falk B. (falk)
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Clemens L. schrieb:
> Die Dauer der Schaltflanken hängt aber nicht von der Größe der meisten
> anderen internen Strukturen ab, sondern nur von der Stärke der
> Ausgangstreiber.

FALSCH! Sie hängt vor allem von der Schaltgeschwindigkeit ab! Es ist ein 
Irrtum anzunehmen, daß die kapazitive Last eines Ausgangs allein die 
Geschwindigkeit bestimmt. Das stimmt so einfach NICHT!

> Und da gibt es durchaus Familien, die absichtlich
> schwache, langsame Ausgangstreiber haben (z.B. AHC, AUP),

Oder welche, bei denen es den Entwicklern einfach scheißegal war 8-0

Beitrag "Re: Differnz-Signal für WS2812B"

Autor: Clemens L. (c_l)
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Falk B. schrieb:
> Clemens L. schrieb:
>> Die Dauer der Schaltflanken hängt aber nicht von der Größe der meisten
>> anderen internen Strukturen ab, sondern nur von der Stärke der
>> Ausgangstreiber.
>
> FALSCH! Sie hängt vor allem von der Schaltgeschwindigkeit ab!

Reden wir hier von verschiedenen Begriffen? Die Schaltflanke ist t_r 
oder t_HL, nicht t_PHL.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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Fabian F. schrieb:
> Schirmung ist immer ein Notnagel. Besser ist es wenn man die Ströquelle
> gleich Räumlich trennt, z.B. indem man die Leistungselektronik deutlich
> abgesetzt oder auf einem eigenen Board Plaziert.
Noch besser ist es natürlich, wenn man die Störung aus der Quelle 
reduziert. Also beispielsweise Schalttransistoren langsamer schalten 
lässt, wenn die Anwendung es hergibt, oder die Ansiegsrate von I/Os 
begrenzt.
> Bei den meisten Hobbyanwendungen hat man aber eh selten Frequenzen >1Mhz
> und harsche Analog-anforderungen.
Hast du mal einen ATMega einen I/O schalten lassen und von der 
Schaltflanke das Spektrum vermessen? Da geht das Spektrum erst bei 100 
MHz los, egal, ob der pin mit 10 MHz, oder ein mal am Tag schaltet.

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