Forum: Platinen Powerplane vermeiden?


von Brüno (dominic_m833)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Bis jetzt habe ich mir der Luxus gegönnt und vierlagig mit Ground- und 
Powerplane geroutet. Laut diversen Quellen soll man Powerplanes aber bei 
Signallagenwechseln partout vermeiden (siehe z.B. hier: 
https://www.youtube.com/watch?v=kdCJxdR7L_I).

Im Anhang findet ihr ein Beispiel, bei dem es relativ simpel war statt 
der Powerplane mit VCC einmal um die PCB zu gehen. Ist das sinnvoller? 
Ab welchen Risetimes wird das wirklich relevant? Wie wägt man das bei 
komplexeren Boards ab, wo man nicht so einfach außen rum kommt? Wie nah 
an den Signallagenwechseln sollte ein Via die Groundplanes verbinden?

: Bearbeitet durch User
von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


Lesenswert?

Power planes habe ich eigentlich nie (ja, es gibt Sonderfälle).

GND-plane dagegen zu 99%.
GND schön nahe am IC per via verbinden und möglicht kleine (0402 ist 
schon ziemlich gut) Cs verwenden.

Dieses C-stacking mit 1n...X uF ist dann eigentlich so gut wie nie 
notwendig.

Top ist meist Power+high-speed. Darunter dann GND für die 
Signalintegrität und darunter dann den Rest. (Ergibt sich aus meinem 
stackup)

Unter 4 layer mache ich eigentlich nicht mehr. Normal hast du irgendwas 
mit Impedanz Anforderungen am PCB. Da müsstest du dann wieder 0.8mm PCB 
und darunter bestellen, damit du von den Trace-Abmessungen in 
vernünftige Dimensionen kommst... zahlt sich aller meistens nicht aus...

73

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Bis jetzt habe ich mir der Luxus gegönnt und vierlagig mit Ground- und
> Powerplane geroutet.

tl;dw: Video ist zu lang. Gibt es relevante Ausschnitte, die man sich 
anschauen sollte?

Ich lasse meine Platinen mittlerweile immer mit zB +3.3V und GND Planes 
als 4-lagige Platinen machen. Oftsogar, wenn 2 seitig gehen würde - aber 
wieso? Routing dauert länger, weil man überlegter und sauberer arbeiten 
muss usw, und 4-Lagen kosten kaum noch etwas mehr.

Ich hinterfrage das schon lange nicht mehr, weil ich niemals 
irgendwelche Nachteile bermerkt hab.

Stattdessen wird die Stromversorgung sauberer und solider und 
Versorgungspins werden stur und hirnlos einfach in die Zwischenlayer 
genagelt. Äußerst pragmatisch quasi ...^^

Bei HF-Kram wie Antennen auf der Platine oder Leitungen zu einem 
Antennenanschluss oder impedanzkontrollierten Leitungen schau ich aber 
nochmal genau ...

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Moin,

Meine Ansicht ist die:

Wenn der M1 SMD Verbinder nicht wäre, wäre eine zweilagige PCB völlig 
ausreichend für einen AVR wenn man die Vdd/Vss sinnvoll realisiert. 
Natürlich muß man die Abblockung zwischen den MCU Vdd/Vss Pins den 
üblichen Regeln nach realisieren. So aber wäre für Dein Design eine 
4-lagige LP besser.

Generell ist eine vierlagige LP mit GP/VCC Layer wegen der 
induktivitätsarmen Eigenschaften des Masse- und Versorgungsnetz sauberer 
und daher vorzuziehen.

Für empfindliche Analogbeschaltung gilt wie immer Schleifen zu vermeiden 
und das Design Stromflußmässig durchzugehen, daß die üblichen 
Empfehlungen für Analog Verdrahtung nicht verletzt werden. Das gilt such 
für gemischte Analog/Digital Designs.

Man sollte sich immer vor Augen halten, daß Stromfluß immer einen 
Kreislauf darstellt und sich Ströme immer einen Rückweg zur Quelle 
suchen. Wenn man da nicht richtig plant, gibt es unkontrolliertes 
Verhalten, was EMC Kontrolle erschwert.

Moderne MCUs weisen oft IO Flankensteilheit Einstellungsmöglichkeiten 
auf, die man ausnützen sollte. Generell gilt, die IOs nur so schnell zu 
konfigurieren wie es die Anwendung erfordert. Im Interesse bestmöglicher 
EMC sollten IO generell auf langsamsten Modus eingestellt werden. Nur 
individuelle IOs, die es unbedingt benötigen werden schneller 
eingestellt. Das verringert EM Austrahlungen beträchtlich.

Für schnelle Verbindungen (beim AVR hauptsächlich SPI) enpfiehlt es sich 
kleine Serien Rs vorzusehen um Reflexionen der SCK/MISO/MOSI zu 
absorbieren. HCCMOS neigt generell zu Überschwingern wenn man 
Kompromisse im Layout machen muß.

Bei guten und durchdachtem Layout sind die SPI Signalflanken (mit 350MHz 
Oszi untersucht) generell sehr sauber und zeigen praktisch keine 
Überschwinger auf.

Im Interesse von EMC Reduzierung empfiehlt es sich, alle 
Signalverbindungen mit Serien Rs zu versehen. Die unvermeidlichen 
Verdrahtungskapazitäten zusammen mit den Serien Rs bilden einen milden 
Tiefpass der EMC Werte generell vermindert bzw. abschwächt. Obendrein 
bilden die Serien Rs einen gewissen Überlastungsschutz gegen 
versehentliche Überspannungen (Zu hoher Strom tötet). EMC 
Verträglichkeit benötigt einen holistischen Designansatz und viel 
Erfahrung um bestmögliche Werte zu erreichen. Generell, wenn man keine 
groben Fehler macht, machen AVRs keine besonderen Schwierigkeiten, was 
EMC angeht.

Was man unbedingt unter allen Umständen vermeiden sollte, ist, 
Drahtverbindungen, Flexkabel direkt und nahe über schnelle CMOS Devices 
zu führen. Die sind ein EM Abstrahlungspunkt höchster Ordnung. Ein Kunde 
von mir machte dies und fiel beim EMC Test durch, der gerade das gemacht 
hat. Verändern der inneren Modulverdrahtung beseitigte die Probleme. 
(Wer mir nicht glaubt, soll sich mit einem Stück Koaxkabel mit ein paar 
Wdg. Draht am Ende und einem Spectrumanalyzer mal systematisch die LP zu 
mappen). Direkt über solche ICs ist die Störleistung extrem hoch. (Ein 
statischer aufgeklebter Cu Shield über der IC Oberfläche hilft da 
Wunder)

Jedenfalls rate ich Dir in Deinen Fall bei Deinem 4-Lagigen Design zu 
bleiben. Ersparst Dir viel Sorgen.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Danke für euren Input. Dass sowas auf 2 Lagen ein Krampf wäre, ist mir 
bewusst. Deshalb ging ich bis dato immer nach dem Schema 
Signal-Ground-VCC-Signal vor. Die Frage die sich mir stellt, ist ob die 
Lösung im Anhang mit zwei Groundplanes und VCC nur da wo es gebraucht 
wird (und ohne die Planes unter Signalen zu zerschneiden) sinnvoller 
ist. Die Kondensatoren zwischen GND und VCC sitzen ja immerhin direkt da 
wo sie gebraucht werden.

Mampf F. schrieb:
> tl;dw: Video ist zu lang. Gibt es relevante Ausschnitte, die man sich
> anschauen sollte?

Die Diskussion um Powerplane oder nicht bei vier Lagen geht bei 18:45 
los.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Die Frage die sich mir stellt, ist ob die Lösung im Anhang mit zwei
> Groundplanes und VCC nur da wo es gebraucht wird (und ohne die Planes
> unter Signalen zu zerschneiden) sinnvoller ist.

Nö. Aus HF-Sicht ist eine komplette (möglichst wenig durchbrochene) Lage 
mit Vcc das gleiche wie eine mit GND.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Jörg W. schrieb:
> Nö. Aus HF-Sicht ist eine komplette (möglichst wenig durchbrochene) Lage
> mit Vcc das gleiche wie eine mit GND.

Laut Video und anderen Quellen gilt das nur, wenn man keine Lagenwechsel 
hat.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Entscheidend ist, eine möglichst große zusammenhängende Fläche zu haben, 
also möglichst nur einzelne kreisförmige Aussparungen um potenzialfremde 
Vias. Ob die Fläche gleichspannungsmäßig auf 0 V, 3,3 V, 5 V oder 230 V 
liegt, ist der HF völlig egal. Das gilt natürlich für eine GND-Fläche 
genauso.

Wenn du solche Flächen mit irgendwelchen länglichen Öffnungen 
durchbrichst, produzierst du potenzielle Schlitzantennen.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Jörg W. schrieb:
> ist der HF völlig egal

Ich wiederhole mich, siehe oben..

Die Erklärung dahinter ist auch äußerst einleuchtend. Bei HF läuft der 
Rückstrom direkt unterm Signal. Wenn man dann einen Lagenwechsel hat und 
sich der Bezug von GND auf VCC ändert, muss sich der Rückstrom einen 
Umweg über den nächsten Kondensator suchen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Ich verstehe nicht, wieso du irgendwelche Lagen wechseln willst. Wenn du 
eine Lage für GND und eine für Vcc hast, dann geht doch alles auf kurzem 
Weg dahin, fertig ist es. Was soll da "wechseln"?

Dass die Cs natürlich auf einer Außenlage sind, ist klar, und genauso 
klar ist es, dass die Stromimpulse selbst aus diesen Cs befriedigt 
werden (auch wieder unabhängig davon, ob die GND- oder die Vcc-Seite).

Irgendwie musst du mal eine Skizze machen.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Jörg W. schrieb:
> Was soll da "wechseln"?

Das Signal wechselt von oben nach unten. An der Stelle wechselt auch die 
Bezugslage auf der der Rückstrom fließt, Thema Mikrostrip. Wenn die 
Innenlagen das gleiche Potential haben, macht man einfach ein nahes Via 
in die Bezugslagen. Bei VCC und GND kann der Rückstrom erst über den 
nächsten Kondensator die Bezugslage wechseln.

Die Problematik wird im Video sehr anschaulich erklärt, die 
Bilder/Skizzen fangen ab 18:45 an.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Ich habe mir das Video nicht angeguckt, aber ich finde das viel zu 
theoretisierend.

Die Stromimpulse kommen immer aus dem C, und das sollte nah an den Pins 
sitzen. Hin- und Rückstrom fließen dann genau da entlang. Genau dafür 
braucht ja CMOS auch den Stützkondensator, weil eben im Umschaltmoment 
viele interne Kondensatoren umgeladen werden müssen, aber statisch nur 
wenig Reststrom fließt.

Die Planes laden zwischenzeitlich die Cs nach. Die wichtigste Aufgabe 
der Planes (egal welches Potenzial) ist es, dabei niederimpedant zu 
sein, also wenig Induktivität zu haben. Das erreichst du mit einer 
möglichtst flächigen Verteilung. (Das trifft natürlich bei einem 
2lagigen Aufbau ganz genauso zu.)

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Im Anhang findet ihr ein Beispiel, bei dem es relativ simpel war statt
> der Powerplane mit VCC einmal um die PCB zu gehen. Ist das sinnvoller

Nein.

Um ein bei Digitaltechnik fast unbedeutendes Detail, den Noise auf der 
Spannungsversorgung, ein kleines bisschen kleiner zu machen, handelst du 
dir ein Riesen-EMV Problem mit der einen Windung auf VCC ein.

Bedenke, wo die Ströme langlaufen, jeder Strom über VCC fliesst über GND 
zurück und zwar nicht auf kürzesten Weg, sondern jeweils in nächster 
Nähe, also unter der VCC Leitung.

Verlege VCC wenigstens sternförmig, wenn du es schon routest, und sorge 
dafür, dass unter VCC eine ununterbrochene GND liegt.

Im Prinzip hat das Video recht, aber man sollte sabei nicht die wirklich 
grossen Klopfer aus dem Blick verlirren.

Kammartige VCC/GND Führung 'aussenrum' war die Ursache der Probleme als 
die Taktraten über 1MHz gingen.

von Brüno (dominic_m833)



Lesenswert?

Jörg W. schrieb:
> Ich habe mir das Video nicht angeguckt, aber ich finde das viel zu
> theoretisierend.

Dann solltest du dir das Video vielleicht ansehen? Da ist nicht wirklich 
viel Theorie dabei und das Thema hier darzulegen, wäre sehr umfangreich. 
Dass bei HF der Rückstrom direkt in der Plane unter der Leiterbahn 
läuft, sieht man im ersten Anhang. Wenn dann auf einmal die andere Plane 
mit anderem Potential übernimmt, muss der Rückstrom seinen Weg erstmal 
suchen. Bei 100um Kern zwischen den Planes mag das kapazitiv noch 
einigermaßen klappen (siehe zweiter Anhang), aber schön ist das wohl 
nicht, und typischerweise sind das mehrere 100um. Dazu sieht man 
entsprechende Simulationen im Video.

Deshalb die Frage, ob das ein relevanter Effekt ist...

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

GND und Power sind normalerweise so sehr kapazitiv gekoppelt, dass man 
sie HF-mäßig beide als GND ansehen kann. Wenn natürlich deine ganze 
Platine nur drei Abblock-Cs zwischen beiden hat, trifft das nicht mehr 
zu, aber wenn da zwanzig Cs verteilt sind, dann schon.

Aber wie schon geschrieben, das passt auch nur dann, wenn eben auch die 
Power-Plane wenig zerstückelt ist, denn dann hat sie auch nur wenig 
Induktivität.

Umgedreht gilt das gleiche auch für GND, auch die darf nicht zerstückelt 
sein.

Ich verstehe wirklich nicht, warum da jemand Unterschiede zwischen GND 
und Vcc machen will. Wenn du die Power-Plane in Frage stellst, müsstest 
du die GND-Plane genauso in Frage stellen. Die unterliegt den gleichen 
Kriterien.

von Brüno (dominic_m833)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Verlege VCC wenigstens sternförmig, wenn du es schon routest, und sorge
> dafür, dass unter VCC eine ununterbrochene GND liegt.

Du meinst wie im Anhang?

Michael B. schrieb:
> Bedenke, wo die Ströme langlaufen, jeder Strom über VCC fliesst über GND
> zurück und zwar nicht auf kürzesten Weg, sondern jeweils in nächster
> Nähe, also unter der VCC Leitung.

Meinem Verständnis nach kommen die Ströme aus dem Kondensatoren und 
laufen dann unterm Signal in der nächsten Fläche. Wechselt man bei zwei 
Flächen mit unterschiedlichem Potential die Seite, ist jedes Signalvia 
ein Störer.

von Gerhard O. (gerhard_)


Lesenswert?

Moin,

Wie schafften es früher nur die Konsumerelektroniker Designer 
funktionierende AV Elektronik mit einseitigen Pertinax LP und vielen, 
vielen Drahtbrücken zu zaubern?

Erst wenn es um wirklich anspruchsvolle Designs geht wie High Speed 
Busse (PCIe, SATA, Displayport, etz.) lohnt es sich alles richtig zu 
machen.

Was mich betrifft, mache ich so viel richtig wie es die 
Rahmenbedingungen und Konstruktiknsgegebenheiten noch erlauben.

Wenn das nicht wahr wäre, würde ja keine Elektronik auf Steckbrett mehr 
oder weniger gut funktionieren.

Dem MCU geht es in der Hauptsache um ordnungsgemässes Abblocken der Vdd, 
Vss Pins, Quarzbeschaltung, Eindeutige Logiklevel Zuordnungen und schon 
ist das arme Ding "Happy". Wenn dann noch die Masserückführungen 
einigermassen stimmen ist der arme Teufel restlos glücklich:-)

HCMOS ist dafür bekannt Rechtecke mit starken Überschwinger zu 
produzieren. Auch bei schlechten Aufbau helfen dann immer 
Serienwiderstände (33-100R) diese Gesellen im Zaum zu halten, Laddie:-)

Generell muß man lediglich bei den SPI und weniger beim UART oder I2C 
aufpassen. Normale MCU Steuer IO ist da in der Regel ziemlich 
anspruchslos. Man sollte halt alles Sorgenvolle mit einem geeigneten 
Oszi untersuchen um sicher zu sein.

UC sind da im Allgemeinen wesentlich anspruchsloser wie 
Mikroprozessorbusse. Wie schafften es die früheren Designers nur? Die 
alten Apple Clones, IBM PCs earen zum Teil mit nur zweilagigen LP 
aufgebaut.

Das wirkliche Geheimnis ist, daß man sich immer vor Gesicht führte wie 
Strom fließen will. Solange man da keine eklatanten Fehler macht, fliegt 
sogar ein Scheunentor:-)

Was ich damit sagen will, jede Art von Verbindung zum uC hat seine 
eigenen Ansprüche. Nicht alles muß perfekt sein. Perfekt muß es nur dirt 
sein wo es aus ekektromagnetischen Gesichtspunkten zwingend notwenig 
ist.

Ein erfahrener Designer weiß wo er sich gehen lassen darf und wo es auf 
Einhaltung der einschlägigen Maßnahmen ankommt. Das ist so ziemlich das 
Geheimnis des Erfolgs. Aber was weiß denn ich? Ich mach's ja erst seit 
vierzig Jahren+:-)

Ich war übrigens erstaunt vor vielen Jahren eine zweilagige 386SX PC 
Hauptplatine zu sehen. Hatte sechs ISA Steckleisten. Ging auch 
einwandfrei. (Das ist kein Jägerlatein!). Allerdings war die 
hochintegriert. Da waren vielleicht sechs ICs drauf.

VG,
Gerhard

P.S. nichts für ungut, Leute...

: Bearbeitet durch User
von Brüno (dominic_m833)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Jörg W. schrieb:
> Wenn natürlich deine ganze
> Platine nur drei Abblock-Cs zwischen beiden hat, trifft das nicht mehr
> zu, aber wenn da zwanzig Cs verteilt sind, dann schon.

Selbst bei 20, die Umwege der Rückströme sind ziemlich lang.

Jörg W. schrieb:
> Wenn du die Power-Plane in Frage stellst, müsstest
> du die GND-Plane genauso in Frage stellen. Die unterliegt den gleichen
> Kriterien.

Es ist egal ob Power- oder Groundplane, solange beide Planes gleiches 
Potential führen und mit Vias nahe der Signalvias verbunden sind, hat 
man natürlich keinen Stress, siehe Anhang.

Problematisch wird es (angeblich), wenn die Planes unterschiedliches 
Potential führen, und die Erklärungen und Simulationen aus dem Video wie 
auch aus sehr vielen Paperns (googeln nach "return current via") sind 
zumindest einleuchtend.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Gerhard O. schrieb:
> Was mich betrifft, mache ich so viel richtig wie es die
> Rahmenbedingungen und Konstruktiknsgegebenheiten noch erlauben.

Das ist auch mein Ansatz, und ich fahre mit Signal-Ground-VCC-Signal 
seit Jahren problemlos. Nichts desto trotz hinterfrage ich meine 
Angewohnheiten regelmäßig, und bezüglich Powerplane war das Video ein 
Anstoß.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Selbst bei 20, die Umwege der Rückströme sind ziemlich lang.

Ich halte das trotzdem für völlig theoretisierend. Sicher kann man da 
einen pathologischen Fall simulieren, aber wie praxisrelevant ist der?

Highspeed-Signale werden eh symmetrisch geführt, da interessiert das 
keinen.

Die größten Stromimpulse sind die in der Versorgung, dafür sind die Cs 
nahe an den Pins unterzubringen. Moderne ICs haben dafür auch 
Vcc/GND-Paare nebeneinander, anders als das DIL-Urgestein früher.

Schnelle single-ended Signale sind oft nur kurz, und wenn man Wert drauf 
legt, kann man diese ja priorisiert auf einer Seite führen. Ansonsten, 
den von Gerhard beschriebenen Fall eines SPI, der über die ganze Platine 
herum flog, hatte ich auch schon mal, und für den brauchte ich schon aus 
Signalintegritätsgründen eine Serienterminierung an der Quelle.

Gerhard O. schrieb:
> Wie schafften es früher nur die Konsumerelektroniker Designer
> funktionierende AV Elektronik mit einseitigen Pertinax LP und vielen,
> vielen Drahtbrücken zu zaubern?

Wobei man der Gerechtigkeit (heute gegenüber) natürlich anmerken muss, 
dass diese sich damals um irgendwelche EMV-Abstrahlungen keine Rübe 
gemacht haben. Eine 2-m-Handfunke neben einem Computer zu betreiben, war 
in den 1990er Jahren völlig aussichtslos. Heutzutage hat jeder 
Funkamateur einen Computer im Shack …

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Jörg W. schrieb:
> aber wie praxisrelevant ist der?

Genau das ist die Frage.

Jörg W. schrieb:
> Highspeed-Signale werden eh symmetrisch geführt, da interessiert das
> keinen.

Was mit Signallagenwechseln und Power- und Groundplane auf 4 Lagen nicht 
möglich ist. Im Video wird ab 44:30 übrigens ein Extremfall gemessen, 
die zweite Plane als "isoliertes" Netz ohne Bypasscaps oä gegen beide 
als Ground mit Vias verbunden gibt mehrere hundert mVpp in einem 
parallel verlaufenden Leiterzug. Da mich das Ganze interessiert, werde 
ich wohl einfach ein paar Testboards bestellen, einmal mit Ground- und 
Powerplane, einmal mit zwei Groundplanes und VCC außenrum, einmal mit 
zwei Groundplanes und VCC sternförmig und einmal ohne Planes.

Ich habe leider weder VNA noch Feldsonden zur Verfügung, aber mit einem 
2GHz Oszi sollte man wenn ein ganzer Port gleichzeitig gegen Last 
schaltet vielleicht was ähnliches wie im Video sehen. Vielleicht sieht 
man bei den relativ langsamen Flanken auch garnichts, schauen wir mal..

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Laut diversen Quellen soll man Powerplanes aber bei
> Signallagenwechseln partout vermeiden (siehe z.B. hier:

Bei dir geht es um wenige zehn MHz, nicht GHz.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Bei dir geht es um wenige zehn MHz, nicht GHz

Im verlinkten Video wird mehrfach der einfache Mikrocontroller erwähnt, 
die Messungen werden an einer Platine mit Standardgattern durchgeführ.

Die Ausgangsfrage bleibt von den Antworten hier weiterhin 
unbeantwortet..

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Bis jetzt habe ich mir der Luxus gegönnt und vierlagig mit Ground-
> und
> Powerplane geroutet. Laut diversen Quellen soll man Powerplanes aber bei
> Signallagenwechseln partout vermeiden

Umgekehrt finde ich es verständlicher: man soll bei kritischen Signalen 
Signallagenwechsel vermeiden. Bevor ich auf meine GND-Lage verzichte, 
spendiere ich 2 Lagen mehr oder nehme einen anderen Chip.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Bauform B. schrieb:
> Umgekehrt finde ich es verständlicher: man soll bei kritischen Signalen
> Signallagenwechsel vermeiden.

Jap genau, oft richtet sich die Anzahl der Lagen und der Lagenaufbau 
auch an dem aus, was man an kritischen Signalen hat und wie / wo man 
diese routen muss.

Beispielsweise, wenn man nicht drum herumkommt, dass man ein 
differentielles impedanzkontrolliertes Paar auf den beiden Außenlagen 
routen muss, dann muss man schon drüber nachdenken, ob man nicht 6 Layer 
spendiert und der 2te und 5te Layer jeweils GND ist.

Bei µC-Schaltungen ohne jegliche HF-Signale (zB WLAN, Bluetooth, USB 
(high-speed), Ethernet) würde ich mir nichtmal Gedanken machen, ob meine 
+3,3V der 2te oder 3te Layer von 4 ist.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7498686 wurde vom Autor gelöscht.
von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Im verlinkten Video wird mehrfach der einfache Mikrocontroller erwähnt,
> die Messungen werden an einer Platine mit Standardgattern durchgeführ.

Da geht es um Rauschen durch Verkopplung des Massepfades beim Einsatz 
von Vias und Rechnerkerne, die etliche Ampere ziehen.

von Brüno (dominic_m833)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> die etliche Ampere ziehen

Das wird als einer der wenigen 'compelling reasons' für Powerplanes 
genannt, ansonsten soll man keine nehmen.

Die Ergebnisse der Tests werden es zeigen, ich mache nächste Woche die 
Layouts fertig.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Die Ergebnisse der Tests werden es zeigen, ...

Was für Tests willst du verwenden, um den Unterschied mit/ohne 
Powerplane zu bewerten?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
> Brüno schrieb:
>> Die Ergebnisse der Tests werden es zeigen, ...
>
> Was für Tests willst du verwenden, um den Unterschied mit/ohne
> Powerplane zu bewerten?

Wird spannend.

Unter anderem auch, weil er dann auch mit passendem Equipment richtig 
messen können muss, um auf richtige Schlüsse zu kommen.

Daran zweifle ich etwas ...

: Bearbeitet durch User
von Christian B. (luckyfu)


Lesenswert?

Brüno schrieb:
> Selbst bei 20, die Umwege der Rückströme sind ziemlich lang.

dafür gibt es einen total einfachen Ausweg: So wie man GND Vias braucht 
in der Nähe eines Signalvias, wenn man die (GND) Bezugsflächen wechselt 
(relevant natürlich nur bei Designs mit mehreren GND Planes) so kann man 
einfach einen kleinen (0402) 10nF Kondensator zwischen der VCC und der 
GND plane bauen in der Nähe des Signallagenwechsels. Dadurch kann der 
Rückstrom einfach über den Kondensator springen und muss nicht erst bis 
zum nächstgelegenen Abblockkondensator laufen. Das ist überhaupt kein 
Problem. Ja, man kann auf die Signalplane verzichten und eine Baum- oder 
U Struktur erstellen (Keinen geschlossenen Ring, Jörg hat erklärt, wieso 
das eher ungünstig ist!) aber das ist nur dann wirklich sinnvoll, wenn 
man damit eine Lage sparen kann. Man muss dann aber aufpassen, dass die 
Signalleitungen in benachbarten Lagen nicht allzulang parallel 
verlaufen, sonst kauft man sich ein Übersprechen auf den Signalleitungen 
ein. Da ist es sicherer, eine GND (oder VCC) Fläche zwischen die Signale 
zu legen. Die Bezugsfläche eines Signals ist immer die nächstgelegene 
Fläche, egal welches Potential sie hat. Bei zwischen Flächen 
eingeschlossenen Signalen sind diese anteilig zum Abstand beteiligt.

Es ist übrigens im ganz allgemeinen so, dass beim Thema EMV Gerechtem 
Design mehrere Meinungen kursieren, welche alle ihre Vor- und Nachteile 
haben. Du kannst da problemlos 5 Experten fragen, 5 aussagen vorfinden 
die alle richtiig sind und sich doch komplett ausschließen gegenseitig. 
Man muss halt mit etwas Erfahrung an die Sache herangehen und dann für 
jedes Projekt, teilweise für jeden Schaltungsteil separat entscheiden, 
welches Konzept jeweils wohl am Zielführendsten ist. Es gab mal einen 
Demonstrator, mit FPGA und jede Menge schneller Bausteine (Ram und Co) 
auf einer Multilayer Platine ohne einen einzigen Stützkondensator, 
welche EMV und funktionstechnisch unauffällig war. Das ist also möglich. 
Aber das jetzt herzunehmen und auf Basis dessen auf Stütz und 
Abblockkondensatoren zu verzichten ist doch mehr als fragwürdig.

p.p.s.: Ein Video schauen macht einen noch lange nciht zum Meister des 
EMV designs. Das wird man bestenfalls wenn man mehrere Vorträge mit 
unterschiedlichen Herangehensweisen und deren Begründungen gehört hat 
und wenn man des Weiteren schon in einigen eigenen Designs die Vor- und 
Nachteile selbst erfahren durfte. Auf dem Papier allein wird das nichts.

: Bearbeitet durch User
Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.