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3-2015

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Praxis Masseführung auf

Praxis Masseführung auf Platinen mit gemischten Chips, Teil 2 Dieser zweite von drei Teilen nimmt zunächst die Bypasskondensatoren, dann die Art und Weise der Masseflächengestaltung und schließlich die Signalführung oberhalb der Platine näher ins Visier. Originaltitel: “Successful PCB Grounding with Mixed- Signal Chips - Follow the Path of Least Impedance” by Mark Fortunato, Senior Principal Member of Technical Staff, Maxim Integrated Products, Inc., October 2012 telco_ins_291113 frei übersetzt 29.11.2013 von FS 1 Ein rundes Programm • AT Schnitt Quarze • Uhrenquarze • TCXO/VCTCXO Bypasskondensatoren sind wichtig Wie in Teil 1 klargeworden sein dürfte, kommt eine vollständigere Beschreibung des Signalstromkreises an den Bypasskondensator an jedem IC und an der Stromquelle nicht vorbei. Die skizzenhaft besprochenen Beispiele werden jetzt ausgebaut und konkretisiert. Das kann so aussehen wie im Aufmacherbild. IC1 versorgt dabei ICs mit einem Signal. Hier sind die Pfade für AC und DC eingezeichnet. Wie zu erwarten, decken sie sich im Massebereich nicht. DC nimmt den direkten Weg, AC ab einer bestimmten Frequenz läuft unterhalb des oberen Signalpfades entlang, obwohl eine durchgehende Massefläche besteht. Die Versorgungsstromleitung ist auf der oberen Ebene in Grau zu erkennen. Verbindungen zur Massefläche erfolgen mit Vias in den grünen Bereichen. Die Signalströme auf der Oberseite werden mit der Farbe Ocker gezeigt. Sie sind am leichtesten zu verstehen, da außerhalb der ICs an die Leitungen gebunden. Die Rückkehrströme haben andere Möglichkeiten, zu fließen. Gleichstromströme wählen den Pfad des geringsten Widerstands, also den kürzesten Abstand. Die hochfrequenten Ströme fließen unter der oberen Signalspur mit einer bestimmten Verbreiterung, die mathematisch zu fassen ist. Man kann noch tiefer in den Ablauf einsteigen, indem man die Betrachtung im Bereich mittlerer Frequenzen verfeinert. Für die gezeigten praktischen Beispiele wären das Frequenzen zwischen 500 kHz und 1 MHz. Diese Frequenzen sind tief, genug, dass ein signifikanter Teil des Stroms aus der Versorgungsquelle statt praktisch vollständig aus den Kondensatoren fließt. In diesem Fall fließt ein Teil des Rückkehrstroms unter der Signalspur, aber die Verteilung wird natürlich viel breiter sein als bei deutlich höheren Frequenzen. Und am IC fließt der Rückkehrstrom nicht vollständig durch den Kondensator, sondern teilweise auch durch die Batterie. Mit weiter sinkender Frequenz haben die parasitären Kapazitäten und Induktivitäten immer weniger Auswirkungen, und mehr Strom fließt durch den Gleichstrompfad. Glücklicherweise wird dieser „Mittelfall“ schon von den Versuchen eingeschlossen. Es wurden ja optimale DC- und AC-Pfade geschaffen. • SAW Filter • Clock Oszillatoren • Quarzfilter www.telcona.de info@telcona.de Bild 12: Stromflüsse für den Fall, dass IC1 von IC2 versorgt wird 6 hf-praxis 3/2015

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