Planes

Die alte Theorie besagt: Analog GND und Digital GND muss getrennt werden und über einen „Sternpunkt“ zusammengeführt werden. Dies ist jedoch eine nicht so optimaler Gedankengang und es wurde schon mehrfach bewiesen, dass eine durchgängiger GND Plane um weiten besser ist, als zwei separierte Flächen. Jedoch sollte darauf geachtet werden, das GND nicht nur ein 0V Potenzial ist, sondern auch ein Signal, welches Schwankt und als eine Antenne fundiert. Daher ist eine Separierung der GND Flächen wichtig: Achtung!! Separierung bedeutet nicht Trennung (siehe Abbildung oben)!!
Ebenso wichtig ist es, sicherzustellen, dass keine Highspeedsignale oder Powersignale über die Analoge GND Fläche geleitet werden. Dies würde das Rauschen in die Masse einbringen, was sich auf benachbarte analoge Signale auswirken würde. Um sicherzustellen, dass die analogen Komponenten eine saubere und stabile Stromversorgung erhalten, ist es hilfreich, einen Bypass-Kondensator in der Nähe des Versorgungspins eines analogen ICs einzusetzen.


Rückleitung Es liegt zwar auf der Hand, dass das Routing von Highspeedsignalen auf einer analogen Massefläche ein Probleme ist, aber Sie müssen auch vorsichtig sein, was den Rückweg von Signalen betrifft, die um die Plane herumgehen. Niederfrequente Signale nehmen den Rückweg mit dem geringsten Widerstand und können die analoge Massefläche trotz Ihrer Massnahmen durchlaufen.

PCB-Experte Viele unter den Ingenieuren sind auch folgender Meinung:
„Mit Signalintegrität haben wir keine Probleme, unser Problem ist die EMV und die ESD, wir haben kein Highspeed auf der Leiterplatte, nur ein Mikrocontroller mit 168MHz." Beispielsweise ein STM32 F4, hat eine Flankensteilheit von 140ps–900ps, je nach Port und Verwendung.
Demzufolge müsste das Design für eine Signalbandbreite fBW von ca. 1.2 GHz ausgelegt werden, ergo wir befinden uns in einem Bereich, wo die Signalintegrität eine sehr grosse Rolle spielt. Denn genau diese Peaks verursachen die Störungen auf benachbarten Leiterbahnen oder Schaltkreisen.

Unabhängig davon, ob es um die Platzierung von Komponenten oder die Festlegung strenger Designregeln geht, es ist wichtig dass Sie einen PCB-Experten herbei ziehen. Ein Experte in der Leiterplatten-Entwicklung betrachtet nicht nur die Schaltung, sondern setzt sich auch mit der Physik auseinander. Klar ist, dass jeder ein Layout tool bedienen kann, oder auch beherrschen. Jedoch ist ein PCB Design viel mehr als nur ein zeichnen der Leiterbahnen.
In der heutigen Zeit, wo die Komponenten eine steilere Flankensteilheit aufweisen wie vor 5 oder 10 Jahren, kommt es auf jeden µm darauf an wie und wo eine Leiterbahn mit welcher Breite, Länge oder Dicke gezogen wird.

• Wieviel Via’s verträgt die Leitung?
• Wie gross muss oder darf eine Fläche sein?
• Wie schaut es mit der Thermik aus?
• Verändert das Thermal Management die Charakteristik der jeweiligen Schaltung?
• Wie soll die Junction Temperatur „unter Kontrolle“ gebracht werden?