Moin,
ich würde gerne wissen wie ihr eine Leitung, welche lediglich an einem
Via angeschlossen ist routen würdet (s. Abbildung).
Gibt es mit den verschiedenen Varianten, EMV Probleme ?, wenn ja bei
welchen Signalen (ich schätze Frequenzabhängig) und warum?
VG Hankey
Wenn da nur ein Via ist, würde ich es einfach weglassen. Auch sonst ist
die Frage ziemlich sinnfrei. Über welche Frequenzen, Signalamplituden,
welche Materialien, welchen Lagenaufbau reden wir? So kann man nur die
allgemeine Antwort geben: je höher die Frequenz, desto geringer sollte
die Länge von Stubs sein. Also 1 oder 4 bevorzugen.
Hankey schrieb:> ich würde gerne wissen wie ihr eine Leitung, welche lediglich an einem> Via angeschlossen ...Via schrieb:> Wenn da nur ein Via ist, würde ich es einfach weglassen.
:)
Ich interpretiere die Frage einmal so, dass auf der anderen
Leiterplattenseite schon etwas über dieses Via angeschlossen ist (sonst
wäre das Via in der Tat sinnlos).
> ... ist routen würdet (s. Abbildung).
Kommt (wie immer) 'drauf an, was mit wem verbunden ist und welche
Eingeschaften die Signale haben, die hier im Spiel sind.
Aufgrund unvollständiger Angaben (wie es auf der anderen Seite weiter
geht) nur unvollständige Antworten:
a) Bei geringen Flankensteilheiten: alle 4 gleich gut.
b) Bei hohen Flankensteilheiten: 1 und 4 problematisch, sowie 2 und 3
noch problematischer.
Zu b): Abzweigungen bei HS-Designs sind möglichst immer zu vermeiden.
Stichworte Stubs und Reflexionen.
Ich frage mal etwas konkreter. Auf der Rückseite ist ne GND Plane. Am
einen Ende ist ein 100nF Abblockkondensator, auf der anderen Seite ...
sucht euch was aus:
1) Der zugehörige GND Pin
2) Ein anderes Bauteil, was auch GND benötigt
Frequenzen:
a) 100khz
b) 3MHz
c) 26MHz
Wolfgang schrieb:> Oder hast du dich mit Giga und Mega vertan?
Nö, 26MHz ist für sowas noch Gleichspannung? Ich hab wenig Ahnung was
das angeht. Also für die 100kHz hab ich auch keine Probleme erwartet...
Dann füge ich noch
d) 500MHz
e) 2GHz
f) mehr
Hinzu.
Mathias M. schrieb:> Wolfgang schrieb:> Oder hast du dich mit Giga und Mega vertan?>> Nö, 26MHz ist für sowas noch Gleichspannung? Ich hab wenig Ahnung was> das angeht. Also für die 100kHz hab ich auch keine Probleme erwartet...> Dann füge ich noch> d) 500MHz> e) 2GHz> f) mehr>> Hinzu.
Da wirst du dich erstmal um die Leitungsimpedanz kümmern müssen. Ein Via
irgendwo hin ist dann sowieso ein No-Go.
Mathias M. schrieb:> Ich frage mal etwas konkreter. Auf der Rückseite ist ne GND Plane. Am> einen Ende ist ein 100nF Abblockkondensator, auf der anderen Seite ...> sucht euch was aus
Dann mach ganz einfach 2 Vias: das eine so dicht wie möglich beim
Abblockkondensator(*) und das andere so dicht wie möglich bei "sucht
euch was aus". Hey, es ist nicht dein Bohrer der dadurch abgenutzt wird!
Die Alternative wäre, auch auf der Bestückungsseite den Rest mit Kupfer
zu fluten und viele, viele Vias zwischen dem "oberen" und "unteren" GND
reinzusetzen. So etwa wie im Bild 26 auf Seite 23 dort:
http://www.ti.com/lit/ds/slds120g/slds120g.pdf
(*) Wobei man das Layout um diesen Abblockkondensator durchaus noch
weitergehend hinterfragen darf.
Wolfgang schrieb:> Mathias M. schrieb:>> Frequenzen:>> a) 100khz>> b) 3MHz>> c) 26MHz>> Bei Gleichspannung ist das eher unkritisch.>> Oder hast du dich mit Giga und Mega vertan?
Da spricht der Fachmann! Für digitale Signale sind Frequenzen ab ca.
150kHz (1) schon nicht mehr als Gleichspannung anzusehen. Denn ab dieser
Frequenz beginnt der Rückstrompfad sich nicht mehr den direkten Weg von
Quelle zu Senke zu suchen sondern läuft mit zunehmender Frequenz mit dem
Signal mit. d.h. ein Lagenwechsel des Nutzsignales hat auch immer einen
Lagenwechsel des Rückstrompfades zur Folge. Wenn der Lagenwechsel von
Lage 1 zu 3 mit dazwischenliegendem GND ist, spielt das keine Rolle,
geht es aber von 1 zu 4 und dazwischen ist GND und eine VCC Lage wirds
interessant, denn dann läuft der Rückstrom den ersten Teil in GND und
will beim Via auf die VCC Seite überkoppeln. Das gelingt ihm aber nicht
direkt, weshalb er sich den nächstgelegenen und impedanzmäßg passenden
Kondensator sucht. Dadurch entsteht eine Leiterschleife und diese
erzeugt ein Magnetfeld. Dieses kann man dann mit einer EMV Messung
nachweisen. Ziel ist es also, diese Pfade möglichst kurz zu halten,
daher kommt auch die Aussage, bei schnellen Signalen möglichst ganz auf
Lagenwechsel zu verzichten.
(1) und um dem Ganzen die Krone Aufzusetzen: Es ist dabei nicht die
Schaltfrequenz eines Signals bedeutsam sondern die Anstiegszeit seiner
Flanken. Bei aktuellen Bauteilen liegt die oft im Bereich einiger ns und
weniger. Dies wiederum entspricht Frequenzen im GHz Bereich, womit sich
der Kreis schließt.
1 und 4 sind elektrisch äquivalent. 2 hat keinerlei Vorteile. 3 wäre
früher etwas problematischer zu ätzen gewesen - heute unkritisch.
Ich würde im Normalfall 1 oder 4 nehmen. 3 nur dann, wenn es ein Bauteil
ist, an dem im Extremfall heftig herumgebraten wird oder wo die
Möglichkeit besteht, dass die Leitung später aufgetrennt werden sollte.
Mathias M. schrieb:> Auf der Rückseite ist ne GND Plane
Da gibt es nur eine optimale Verdrahtung: alles was GND ist wird auf dem
kürzesten möglichen Weg mit der GND-Plane verbunden, zumindest wo es um
mehr als Gleichstrom geht. Also je nach Lage 2 Vias.
Der GND-Pin eines ICs ist i.A. alles andere als ein
Gleichstromanschluss!
Georg
georg schrieb:> Der GND-Pin eines ICs ist i.A. alles andere als ein> Gleichstromanschluss!
Gut formuliert!
Das gilt allerdings natürlich auch für VCC-Pins...
Andi schrieb:> georg schrieb:>> Der GND-Pin eines ICs ist i.A. alles andere als ein Gleichstromanschluss!> Das gilt allerdings natürlich auch für VCC-Pins...
Und wenn man sich aktuelle Chipdesigns mal genauer anschaut, fällt einem
schnell auf, dass die gern paarweise nah beieinander auftreten.
Und deshalb gehört der Blockkondensator so dicht wie möglich an diese
Pins. Dann geht es weiter zur Versorgung bzw. zum GND. Um Groundbouncing
zu reduzieren, sollte der Weg zwischen Kondensator und GND ebenfalls so
kurz wie möglich sein.
Christian B. schrieb:> (1) und um dem Ganzen die Krone Aufzusetzen: Es ist dabei nicht die> Schaltfrequenz eines Signals bedeutsam sondern die Anstiegszeit seiner> Flanken.
Das sagt einem schon die Fouriertransformation eines Rechtecks. Da sieht
man die Frequenzanteile sofort.
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