Forum: Platinen Masseflächen, Schleifen usw. wie erkennen? Definition, Erklärungen, wann ja wann nein.


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von Lay Out (Gast)


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Hallo

da ja meine Anfrage innerhalb diese Thread 
Beitrag "Layout okay oder Verbesserungswürdig ?" "übersehen" wurde hier 
das ganze noch mal als ein eigener Beitrag - wer keine Lust hat im 
verlinkten Thread nachzuschauen - meine Frage bezieht sich auf das 
richtige Leiterplattendesign bei DCDC Wandlern, Schaltnetzteilen und 
auch bei HF und sonstigen schnellen Signalen insgesamt

Also :


Mal eine "blöde" (?) Frage:

Wie erkennt man überhaupt diese Schleifen, bzw. was sind in diesen
Zusammenhang Schleifen, was ist das Problem an solchen Schleifen?

Und weil ich so was nicht nur hier schon öfter gelesen habe:

Warum ist ein große Massenfläche auf einer Seite einer Doppelseitigen
Platine mal gut und sinnvoll bis notwendig und ein anderes mal ein
Problem?

Irgendwie nur Referenzdesigns nachempfinden ist zwar einfach und führt
zum Ziel aber befriedigend ist es nicht und diese Referenzdesigns sind
ja nicht vom Himmel gefallen - selbst wenn sie mit Software "berechnet"
sein sollten - diese Software und die Formeln bzw. Designregeln wurden
irgendwann programmiert und beruhen auf Erfahrungen und letztendlich auf
Physikalische Gegebenheiten - nur welche, wie und warum?

Lay Out

von Georg (Gast)


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Lay Out schrieb:
> ein anderes mal ein
> Problem?

Eine Massefläche ist ein Problem, wenn sie keine durchgehende Fläche 
ist, sondern irgenwie aufgetrennt, z.B. durch Leiterbahnen oder 
Bauteile. Das kann leicht auch unbeabsichtigt passieren, z.B. weil eine 
Reihe von Pads wegen des geringen Abstands einen durchgehenden Schlitz 
bilden, was HF-Techniker als Schlitzantenne kennen. Eine allgemeine 
Aussage ist nicht ohne Details möglich, ein Schlitz kann an einer Stelle 
harmlos sein und an einer anderen tödlich für EMV-Fragen. Oder er 
erzeugt Stossstellen in Hispeed-Leitungen, wenn diese den Schlitz 
überqueren - ganz übel. Möglichst jeden Schlitz zu vermeiden ist auf der 
sicheren Seite. Bilden sich Teilflächen, so müssen die miteinender mit 
niedriger Impedanz verbunden sein, z.B. auf der anderen Seite, Flächen 
ohne Anschluss an ein Potential sind generell ganz böse.

Es gibt noch seltene Spezialfälle, ich hatte da mal Video-Verstärker, da 
durfte unter den Anschlüssen keine Massefläche sein, weil sie wegen der 
kapazitiven Belastung gnadenlos zu schwingen anfangen. Sowas muss man 
aus den Layoutempfehlungen des Herstellers lesen, da macht man dann eine 
Aussparung in die Fläche. Es gibt beim Layouten eben keine Regeln ohne 
Ausnahmen.

Georg

von Wolfgang (Gast)


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Lay Out schrieb:
> Wie erkennt man überhaupt diese Schleifen, bzw. was sind in diesen
> Zusammenhang Schleifen, was ist das Problem an solchen Schleifen?

Indem man sich den Leitungsverlauf anguckt.
Schleifen bei hohem Strömen bauen ein Magnetfeld auf, dass proportional 
zur Fläche ist und Energie speichert, die man dort oft nicht haben 
möchte.
Schleifen, bei Eingangssignalen fangen Magnetfelder (insbesondere 
Störfelder) ein und überlagern die induzierte Spannung dem eigentlichen 
Signal.

von GPL-Nazi (Gast)


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Lay Out schrieb:

> Wie erkennt man überhaupt diese Schleifen, bzw. was sind in diesen
> Zusammenhang Schleifen, was ist das Problem an solchen Schleifen?

Schau dir an wo der Strom (nicht die Spannung) geometrisch lang läuft 
und wo große Schleifen sind die empfindlich gegen Einstreuungen sind 
(Hochohmig).

Je größer die Fläche der Schleife desto mehr Störungen sendet die 
Schleife aus bzw. fängt sie sich ein.

In erster Näherung sind da die berühmten Masseflächen singulär.

von Lay Out (Gast)


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Hallo

Danke für die leider wenigen aber immerhin ersten zielführenden Hinweise 
und Informationen.
Ich würde mich trotzdem freuen wenn noch mehr sinnvolles und vor allem 
mehr Details und "Anleitungen" (Links) kommen würde, richtig gut wäre 
eine Erklärung anhand einer echten Schaltung und entsprechender guter 
und weniger guter Layouts, denn grau ist alle Theorie und die von 
Prinzip klaren und einfachen "Anleitungen" sind es in der Praxis dann 
doch nicht, zumindest scheint mir viel Übung und Erfahrung notwendig zu 
sein um das alles zu erkennen und zu minimieren (vollkommen verhindern 
wird wohl wie in so vielen anderen Bereichen nicht möglich sein bzw. 
andere Probleme verstärken).

Lay Out

von flächenmann (Gast)


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> Flächen ohne Anschluss an ein Potential sind generell ganz böse.

Kannst du das noch ein wenig ausführen?

von Wolfgang (Gast)


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Lay Out schrieb:
> Ich würde mich trotzdem freuen wenn noch mehr sinnvolles und vor allem
> mehr Details und "Anleitungen" (Links) kommen würde,

Auf diesen Link solltest du hier im Forum bei deiner Recherche 
eigentlich längst gestoßen sein:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler

von Georg (Gast)


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flächenmann schrieb:
>> Flächen ohne Anschluss an ein Potential sind generell ganz böse.
>
> Kannst du das noch ein wenig ausführen?

Eine GND-Fläche zwischen Leiterbahnen schirmt diese gegeneinander ab, so 
dass Übersprechen reduziert wird. Wenn die Fläche aber nicht mit GND 
verbunden ist, sondern frei floatet, wirkt sie als Brücke zwischen den 
Signalen der Leiterbahnen, sie bewirkt also das Gegenteil: das 
Übersprechen ist höher als wenn die Fläche weggelassen wird. Effektiv 
verhalten sich die Signale so, als ob zwischen den Leiterbahnen nur der 
Abstand zur Fläche vorhanden wäre, also etwa so als ob sie direkt 
nebeneinander verlaufen würden.

Kurz gesagt, eine unverbundene Fläche ist immer schlechter als garkeine.

Es lässt sich bei allen CAD-Systemen einstellen, dass keine Flächen ohne 
Potential beim "Fluten" erzeugt werden. Leider sieht die Leiterplatte 
dann oft nicht mehr so geil aus. Alternativ muss man alle unverbundenen 
Polygone mit Vias an GND anbinden.

Georg

von Alexander S. (alesi)


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