Hallo, alle Ich hab ein neues Motherboard, und dort verlaufen manche der sichtbaren Kupferleitungen in Wellenlinien.(Manchmal auch nur eine einzige Welle, in der Linie) Was macht das für einen Sinn? Längere Wege, bedeuten doch(auch wennjeweils minimal) längere Verarbeitungszeiten, höheren Stromverbrauch, höherer Materialverbrauch, längere Produktionszeiten... Das wird vielleicht nie auffallen, ich versteh nur nicht, warum man keine geraden Linien baut. gruß jostone
das hat vermutlich mit den signallaufzeiten zu tun damit alle zueinandergehörigen bits gleichzeitig ankommen. auch muss der wellenwiederstand der leitung stimmen (bei diesen frequenzen wichtig) grüße danie
bei solch hohen frequenzen werden nur minimale induktivitäten von spulen benötigt um die signale gewünscht zu beeinflussen. diese minimalen werte lassen sich durch diese wellenlinienform der leiter erreichen. d.h. diese linien sind einfach abgerollte spulen direkt auf die platine gebracht und liefern eine eine kleine induktivität und eine minimale laufzeit verzögerung wäre dadurch auch zu erreichen.
Induktion ist Falsch! Will man (hier jedenfals) nicht. C und L "bastelt" man sich gerne bei Antennen und "Analog"-HF. Hier ist es ganz einfach die Signallaufzeit. Wellenwiderstand wird mit Abschlußwiderständen und z.B. GND-Layer eingehalten. (Multilayer!)
Der Wellenwiderstand ergibt sich aus der Leiterbahnbreite, dem Abstand zur Massefläche und der Dielektrizität des Platinenmaterials. Stichwort "Microstrip"-Leitung. In einer Nanosekunde läuft ein Signal immerhin 30 cm weit ( in Luft), auf Platine verkürzt sich das mit Wurzel aus Epsilon_r (FR4-Epoxid etwa 4...5). Mit den Wellen werden also nur Laufzeiten unterhalb einer Nanosekunde ausgeglichen.
Was für Arbeitsspeicher hat die Platine denn? Bei "Rambus" muss ein definierter Wellenwiderstand oder ähnliches (weiss ich nicht mehr genau) erreicht werden, deshalb werden die Leiterbahnen in Wellen geführt
Nö, eben mit Wellenwiderstand hat das gar nichts zu tun. Und wie schon gesagt auch nichts mit Induktivität. Sondern schlichtweg mit Signallaufzeit. Schneller ist eben auch in der Elektronik nicht immer besser ;-) Wenn Du Dir mal überlegst, wie schnell heutige Motherboard getaktet sind, und wie schnell sich die Signale in den Leitungen verbreiten, dann wirst Du erkennen, dass die Länge eines Tracks durchaus einen signifikanten Einfluss darauf hat, wann ein Signal beim Empfänger innerhalb eines Taktzyklus ankommt. So muss man halt z.B. bei einigen Datenleitungen 'nen Umweg einbauen, damit die Daten nicht den Takt "überholen". Solche Constraints sind in ernst zu nehmendenden Elektronik-CAD-Tools übrigens schon lange dabei (z.B. Protel).
Hi zur Ergänzung: Es werden mit diesen "Wellen" die unterschiedlichen Längen der einzelnen Daten- bzw. Taktleitungen ausgeglichen die sich durch die Anordnung der entsprechenden Pins an Steckverbindern/Gehäusen ergeben. Matthias
Der Wellenwiderstand und die Impedanz sagen prinzipiell das Gleiche aus, wobei der Wellenwiderstand der wellenlängenabhängige Scheinwiderstand ist, die Impedanz der frequenzabhängige. Bei Kabeln ist der Wellenwiderstand definiert als der Eingangswiderstand einer homogenen Leitung von unendlicher Länge. Ersatzschaltbild einer HF-Leitung zur Bestimmung des Wellenwiderstandes Der Wellenwiderstand, der in Ohm angegeben wird, ist ein Maß zur Bewertung des Hochfrequenzverhaltens von HF-Vierpolen wie HF-Stecker, HF-Kabel oder Antennen. Bei Koaxialkabeln ist der Wellenwiderstand unabhängig von der Kabellänge aber abhängig vom Kapazitäts- und Induktivitätsbelag des HF-Kabels. Diese Werte sind direkt abhängig vom Durchmesser des Innenleiters und der Schirmung und von der Dielektrizitätskonstanten des Dielektrikums. Das Ersatzschaltbild verdeutlicht die Einflüsse der Induktivitäten und Kapazitäten auf den Wellenwiderstand. Es zeigt eine Reihenschaltung von vielen einzelnen Induktivitäten und Kapazitäten, die die Induktivitäts- und Kapazitätsbelage nachbilden. Unter Vernachlässigung des ohmschen Widerstands ergibt sich der Wellenwiderstand (Z) näherungsweise aus der Wurzel des Verhältnisses von Induktivität zur Kapazität.
Wellenwiderstand Und wie bereitsgesagt, mit diesen Wellen wird die Laufzeit zwischen verschiedenen Signalen ausgeglichen, damit z.B. an einem RAM alle Signale möglichst gleichzeitig ankommen. Bei 533 Mbit/s (DDR2-533) ist ein Bit weniger als 2ns "lang". MFG Falk
http://www.s-t-e.de/index.html?http%3A//www.s-t-e.de/content/Articles/Articles_08a.html unter Layouttricks gibts etwas erklärungen in bezug auf pci-express, lässt sich aber vom prinzip her auch auf pata, pci, und was es nicht sonst alles gibt, übertragen.
Hallo, Ich kann nur bestätigen, dass die Schlangenlienien auf der Plaine nur zum ausgleichen der Signallaufzeiten dienen. Damit am Prozessor oder auch an einem anderen Bauteil die Signale zur gleichen Zeit anliegen. Und diese Verzögerungsleitungen verlaufen Wellenförmig, da bei eckigen Leiterstrukturen die HF nicht so gut dem Leiter folgen kann und wohlmöglich in andere Leitungen übersprechen würdeund stärker gedämpft würde. Mit dem Wellenwiderstand hat es überhaupt nichts zu tun. Der Wellenwiederstand ergibt sich wie bereits erwähnt durch die Leiterbreite, und dem verwendeten Substart. Stichwort "Mikrostreifenleitung" oder "Koplanarleitung". Induktivitäten (Spulen) können zwar auch auf diese Weise hergestellt werden. Aber die haben auf Hochfrequenzleitungen nichts verlohren. Da dies einen Frequenzabhängigen Widerstand hervorrufen würde. Und der Leitung soll es ja eigentlich egal sein ob "110011001100"(niedrige Frequenz) oder "10101010" (hohe Frequenz) als Daten übertragen werden. Darum ist der Abstand bei den geschlängelten Verzögerungsleitungen auch relativ groß, um gerade diese Induktivitäten möglichst klein zu halten.
@ Elch2001 (Gast) >Und diese Verzögerungsleitungen verlaufen Wellenförmig, da bei eckigen >Leiterstrukturen die HF nicht so gut dem Leiter folgen kann und ;-) Die Legende lebt. Das ist eher Kosmetik. MfG Falk
Da ist schon was dran. Bei scharfen Ecken treten viel höhere Stromdichten auf, das ist der EMV sicher nicht zuträglich.
@ Andreas Schwarz (andreas) >Da ist schon was dran. Bei scharfen Ecken treten viel höhere >Stromdichten auf, das ist der EMV sicher nicht zuträglich. Da ist so gut wie GAR NICHTS dran! Da musst du schon bei 2 GHz++ messen , um überhaupt mal geringfügig was zu sehen, von prakische Relevanz bei Digitalschaltkreisen mal ganz zu schweigen. MFG Falk
OT: also ich muss sagen, als informatiker, der nix mit elektrotechnik zu tun hat finde ich das äusserst interessant. ich wusste nicht, dass wir physikalisch sogar auf den mainboards schon so dicht am limit sind.
Ich hab das mal mit Sonnet Lite simuliert. Da sieht man schon bei wenigen MHz dass die Stromdichte an der Ecke viel hoeher ist als bei 45 Grad-Winkeln oder Rundungen. Und Frequenzen im GHz-Bereich sind ja auf Mainboards laengst ueblich. Wie stark sich das quantitativ auswirkt weiss ich nicht, aber wenn man potentielle Stoerquellen mit ein paar Klicks ausschliessen kann, warum nicht?
@ Andreas Schwarz (andreas) >Ich hab das mal mit Sonnet Lite simuliert. Da sieht man schon bei >wenigen MHz dass die Stromdichte an der Ecke viel hoeher ist als bei 45 >Grad-Winkeln oder Rundungen. Simulation ist nicht alles. Da kann man auch mal fix Unsinn simulieren, bzw. das Ergebnis fehlinterpretieren. Und dass der Skineffekt bereit bei wenigen MHz spürbar ist, ist nicht neu. Hat aber mit den Rundungen vs. Ecken wenig zu tun. >weiss ich nicht, aber wenn man potentielle Stoerquellen mit ein paar >Klicks ausschliessen kann, warum nicht? Sicher, dagagen sagt ja auch keiner was. Allerdings sollte/darf man daraus nicht ableiten, dass es zwingend ist! MFG Falk
Hallo nochmal. Also wie stark sich das bei den Frequenzen auf dem Mainboard auswirkt mit runden oder Eckigen Ecken, das weiss ich nicht. Ich weiss nur, dass da HF abstrahlen kann oder anders gesagt es andere Leitungen stören kann. Vielleicht ist es aber auch wegen thermischer Ausdehnung, damit die Leiterbahnen bie den Scharfen Ecken nicht einreissen. Ich weiss das nicht genau. Ich musste noch nie Mainboards Layouten.
daniel und christoph haben es oben bereits beschrieben: messt mal die entfernung vom cpusockel zum nächsten und zum entferntesten kontakt des ramslots, bildet davon die differenz und überlegt, welche signalverschiebung sich bei vielleicht 400MHz ergeben würde, wenn die leitungen auf direktem luftweg verlegt würden. insbesondere bei parallelen leitungen ist dies wichtig. bei pcie wird das nochmal krasser, als bei z.b. ram, da treten nochmals deutlich höhere frequenzen auf (2,5 GHz, imho), da ist ein komplettes "bit" nur noch vielleicht 3cm "lang". was dann bei einer Grafikkarte mit 16 parallelen leitungspaaren passiert, wenn die längste leitung 3cm länger ist, als die kürzeste, kann man sich ja vorstellen.
@ nemon (Gast) >"lang". was dann bei einer Grafikkarte mit 16 parallelen leitungspaaren >passiert, wenn die längste leitung 3cm länger ist, als die kürzeste, >kann man sich ja vorstellen. Und weil das so ist, sind die einzelnen PCI-Express Leitungen UNABHÄNGIG voneinander. D.h. da können ruhig ein paar Bits verschoben sein. Das wird dann über ein höheres Protokoll und FIFOs wieder zusammengefriemelt. Nennt sich Channel Bonding. Bei DDR-RAM geht das ähnlich, dort müssen nur jeweils 8 Bit sehr eng tolerierte Laufzeiten haben, mehrere Bytes eine ICs haben gegeneinander mehr "Luft". MFG Falk
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