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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Daumenregel für Masseflächen gesucht


Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo,

ich habe eine Platine layoutet, die sowohl mehrere analoge Teil-
Schaltungen, als auch einiges an Digitalem (AVR, 74HCs) enthält.

Digitale und analoge Teile sind örtlich sauber getrennt, aber halt
über die Platine verteilt.

Die analogen Teile (Opamps) bekommen ihre Masse jeweils über zwei 
Testpads
(eines GND, eines AGND) jeweils nahe des jeweiligen Stützkondensators,
die ich dann später einfach per Lötzinn verbinden möchte.
Unter jedem Analogteil ist eine (auf beiden Seiten) jeweils
eine eigene AGND-Plane vorgesehen.
In diese Planes führen also folglich je quasi eine Stichleitung mit GND
rein.

Dies habe ich mir so ausgedacht, damit sich die AGND-Leitungen
jedes Analogteils immer am jeweils Testpads treffen und dort in GND
übergehen. Ich fand das halt zum Routen einfach übersichtlich.

Jetzt meine Frage: Was kann man als Daumenregel sagen bevor ich die
Platine ätzen lasse?

Variante 1: Man läßt die Groundplanes so wie sie sind.

Variante 2: Man löscht jetzt die verschiedenen AGND-Planes und macht
einfach nur eine große GND-Plane. Für kurze, dicke Masseverbindungen
ist ja durch das Route schon gesorgt.

Grüße
Jürgen

Autor: Martin Kohler (mkohler)
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Was kann man als Daumenregel sagen bevor ich die
> Platine ätzen lasse?
Dass evtl. ein Bild davon hier sinnvoll wäre. Bilder sagen meist mehr 
als Worte...

Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo,

wenns hilft, gerne.

Ich habe mal die drei AGND-Planes markiert.
Alles andere ist quasi eine große, digitagel GND-Plane.

Die Rückseite der Platine habe ich weggelassen. Die
Planes dort sind exakt identisch.

In jede der AGND-Planes läuft bislang jeweils eine GND-Leitung rein als
Verbindung.

Lasse ich das so oder lösche ich die AGND-Planes und habe dann
folglich eine große GND-Plane, die auch unter den analogen Teilen
verläuft?


Grüße
Jürgen

Autor: Berti (Gast)
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Wenn die Plane (wie hier nicht gefüllt ist is das schwer zu sehen wo da 
die Masse lang läuft...
Fülls doch mal und stell bitte noch mal rein.

Autor: Jürgen (Gast)
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Oberseite...

Autor: Jürgen (Gast)
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und Unterseite (nicht gespiegelt).

Beide mit Orphans = Off.


Grüße
Jürgen

Autor: Peter (Gast)
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Meine Erfahrung zeigt, dass eine durchgehende (niederohmige) 
Groundfläche immer besser ist, als wenn man die Masseflächen in einzelne 
Analoge und digigale "Inseln" aufteilt.

Autor: Rooney Bob (rooney)
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Durchgehende Massefläche funktioniert nur, wenn digitaler Strom nicht 
durch analoge Bereiche "fließt". Ansonsten hast den ganzen Mist auch im 
analogen Signal. Mein Vorschlag ist, dass du analoge Bereiche von den 
digitalen trennst. Also trenne AGND und DGND und verbinde die beiden 
Flächen über eine kleine Verbindungsstelle. Achte darauf, dass du kurze 
Anbindungen zur Masse hast. Denke auch daran, dass der Strom den 
kürzesten und einfachsten Weg fließt, GND ist dein Rückleiter, deswegen 
sollen digitale Stromwege niemals analoge Teile kreuzen.
Wenn du solche "Masse-Inseln" machst sorgst du dafür, dass Ströme lokal 
bleiben und sich nicht unbedingt übers Board verteilen, wie gehabt, der 
Strom nimmt den Weg mit dem geringsten Widerstand.

Vergiß nicht auf reichlich Pufferkondensatoren sonst bringen dir 
Masseflächen auch nix. Verwende Ferrit oder Filter in den 
Versorgungsleitungen um Störungen lokal zu halten.

Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo,

so, nun steht es Unentschieden. ;-)
Bislang ist die Platine so layoutet (und mit Stütz-Cs versehen)
wie es Thomas beschreibt.

Ansonsten habe ich noch mal die Masseleitungen
nachverfolgt. Wären keien Groundplanes vorhanden, gäbe
es für alle Digitalteile einen direkten Pfad, vorbei am analogen.

Mit GND-Planes kann ich es nur schwer beurteile, inwieweit der
Weg durchs Analoge dann doch wieder niederohmiger wäre.

Any other comments?


Grüße
Jürgen

Autor: Daniel (Gast)
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Im normalfall mach ich jeweils eine Massefläche für analog- und 
digitalteil. Hab damit noch nie probleme bekommen (verwende auch 
grundsätzlich Störschutzkondensatoren bei jedem bauteil wos halbwegs 
sinnvoll ist..., sprich bei fast jedem ic...)
wenn ich keine massefläche mache, trenne ich GND für analog- und 
digitalteil jeweils und füre sich an einem zentrallen punkt mit 
zusätzlichen stützkondensatoren zusammen...

Autor: JÜrgen Grieshofer (Firma: 4CKnowLedge) (psicom) Benutzerseite
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Masse würd ich besonders im "hohen" Frequenzbereich so groß wie möglich 
machen!

Autor: Jürgen (Gast)
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Hallo,

in diesem Fall ist alles <30KHz.

Grüße
Jürgen

Autor: Jürgen (Gast)
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Nachtrag:

Damit sind natürlich nur die anlogen Signale gemeint.

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Wenn du Signalleitungen über Grenzen zwischen verschiedenen Masseflächen 
führst schadet die Trennung mehr als sie nutzt, weil der Strom unnötig 
große Schleifen fließen muss -> mehr Induktivität, mehr Abstrahlung, 
mehr Empfang von Störungen.

Autor: JensG (Gast)
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Die verbindung beider Massen sollte natürlich an einer für die einzelnen 
Bereiche zentralen Stelle erfolgen, und nicht erst sonstwo. Wenn 
Digital- und Analogteil bzw. deren Komponenten nicht an mehreren Stellen 
miteinander kommunizieren müssen, sondern nur an einer einzigen, sollte 
es damit kein Problem geben. Gibt's meherer IC's in der Schaltung, die 
A/D-Komponenten hat und somit masseseitig Berührngespunkte haben, dann 
würde ich trotzdem nur an einer Stelle beide Massen verbinden, und zwar 
dort, wo der IC mit dem größten Störpotential sitzt.
Allerdings denke ich, daß dies nur dann so richtig gut funktionieren 
kann (oder zumindest nur dann relativ einfach im Massedesign wird), wenn 
man eine LP-Seite möglichst vollständig für Masse benutzen kann, die 
nicht zu sehr mit irgendwelchen längeren Leiterzügen durchzogen sind. 
und die ebnfalls nach D und A getrennt ist, und auch wiederum nur an der 
bewussten zentralen Stelle miteinander verbunden werden. Erst dadurch 
wird es eine relativ große Massefläche, mit geringen induktiven 
Komponenten, so daß auch der (HF-mäßige) Potentialversatz zw. A- und 
D-Masse auch in entlegenen Winkeln klein bleibt.

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