Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
TitelstoryVia FencingDas
TitelstoryVia FencingDas Umgeben eines Abschnitts desDesigns mit einer oder zwei Reihenvon Durchkontaktierungen, die mit derGND-Lage verbunden sind, ist ein sehrkostengünstiges Mittel zur Abschirmunggegen elektromagnetische Interferenz.Kasten 5: Zu Via Fencing und physischer DistanzPhysische AbschirmungHierzu bringt man physische Metallabschirmungenüber bestimmtenSchaltkreisen an. Wenn man unbedingtverhindern will, dass EMI ein- oder ausgeht,ist eine Metallabschirmung kaum zuübertreffen. Diese Option muss sorgfältigabgewogen werden, da die Metallabschirmungdas Gewicht und den Platzbedarfdes Designs erhöht.Physische DistanzIn dem Fall trennt man bestimmteAbschnitte oder Schaltungen auf derLeiterplatte. Zum Beispiel kann manstörende Stromversorgungsschaltungenvon empfindlichen HF-Schaltungenfernhalten.Via StitchingWenn das Design große Kupfer flächen(„Leerräume“) auf mehreren Lagen aufweist,füllt man die Kupferflächen systematischmit Durchkontaktierungen und „näht“sie zusammen. Dieses Verfahren sorgtfür kürzere Rückstromschleifen und eineniedrigere Impedanz für die Leiterplatte.Die Stromversorgungsschaltungen aufeiner Seite der Leiterplatte und die HFSchaltungen auf der gegenüberliegendenSeite zu platzieren, ist eine Möglichkeit zurMinimierung von Interferenzen, muss abernicht die einzige sein.Es empfiehlt sich, alle notwendigen Maßnahmenzu ergreifen, um negative Auswirkungenvon elektromagnetischen Störungenauf die Schaltung zu verhindern. Die einzigenEinschränkungen sind die Abmessungenund das Gewicht, denen das fertigeProdukt entsprechen muss.Befasst man sich bereits während desEntwurfsprozesses mit Interferenzen undergreift Vorsichtsmaßnahmen, kann mandie HF-Schaltung vor den negativen Auswirkungenvon unerwünschten Signalenund Störungen schützen.Das Vermeiden von Interferenzen kann sehrknifflig sein. Auch hierbei erweist sich Simulationals sehr nützlich, insbesondere wennman alle Aspekte des Entwurfs simulierenkann, um die kumulativen Auswirkungendes Produktbetriebs auf die Leistung zubestimmen.Zum Schluss: HF-Hokuspokus vs.strukturierte EntwicklungsarbeitKasten 6: Zu physischer Abschirmung und Via StichingDesignHF-Schaltungen und zusätzliche Layout-Überlegungen können mit den erweitertenFunktionen des OrCAD X PCB Designersund der Productivity Toolbox in die Leiterplatteintegriert werden, um recht einfachFolgendes zu implementieren:• Erdungstechniken• Via-Stitching• Via-Fencing• Abschirmung• HF-Signalabschirmung• LeiterbahnantennenKasten 7: Design und AnalyseAnalyseUm sicherzustellen, dass eine HF-Schaltungwie vorgesehen funktioniert, muss derEntwicklungsablauf methodisch, iterativund validierungsorientiert sein.Durch geeignete Software, wie z.B. AWRMicrowave Office, kann das Produkt in denverschiedenen Designphasen abgesichertwerden. Mit AWR lässt sich eine umfassendeAnalyse der HF- und Mikrowellenproduktedurchführen, darunter:Verstärker• Antennen• HF- / Drahtlose Kommunikation• Filter/Passive Bauteile• RadargeräteDie Errungenschaften der HF-Kommunikationerforderten viel Planung und Erfahrung,die aus vorausgegangenen Projektengewonnen wurde. Die Binsenweisheit dazulautet: Je mehr Planung wir am Anfangbetreiben, desto weniger „Trial and Error“erleben wir am Ende.Allerdings ist das Testen von Prototypenin der Regel zeit- und kostenintensiv. DieMöglichkeit, den Großteil oder das gesamteDesign vor der Herstellung der ersten Leiterplattezu simulieren, kann helfen, Problemeim Vorfeld zu erkennen und zu beheben.Geeignete Softwaretools können bei derErstellung, Simulation und Validierung desDesigns helfen – s. Kasten 7.FlowCAD bietet einen geschlossenenDesign-Flow zwischen Design und Analysean, um sicherzustellen, dass HF-Strukturendirekt fehlerfrei entworfen werden. ◄10 hf-praxis 6/2025
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