Theorie der Durchkontaktierungen

  • Kurze Anmerkung: In einem Forum hat ein Thread (oder auf deutsch Faden) ein bestimmtes Topic, oder auch Thema genannt. Dabei sollte man bleiben. Nachdem hier aber das Thema gewechselt wurde, hat DO5PI seine Beiträge gelöscht und den Thementitel geändert. Chaos, Panik, Desaster!


    Was zeigt das? Genau: Threads sollten bei dem Thema bleiben. Wer sich für Durchkontaktierungen interessiert, hätte ruhig einen anderen Thread aufmachen können und in diesem weiter diskutieren.

  • Offensichtlich hat man dies von anderer Stelle als so wichtig empfunden, dass man es anonym in einen blauen Kasten als mahnendes Beispiel im Forum voranstellen musste.


    Als einer der allerersten Gründungsmitglieder der DL-QRP-AG kenne ich den Schriftverkehr von der Packet-Radio-Zeit über die Mailingliste bis zum jetzigen Forum. Leider gibt es immer wieder Phasen, in dem derlei Problematiken (schulmeisterei, persönliche Angriffe, Abkanzelungen etc.) zunehmen. Die betreffenden Verfasser werden von den Admins nach einer gewissen Toleranzphase angeschrieben.


    Ab und an ist es halt mal wieder notwendig, Denkanstösse an exponierter Stelle anzuregen. Das reicht in den meisten Fällen aus, um erhitzte Gemüter zu beschwichtigen. ;)

    73 Michael, DF2OK.

    ~ AFU seit 1975 ~ DARC ~ G-QRP-Club ~ DL-QRP-AG ~ AGCW ~ FISTS ~ QRPARCI ~ SKCC ~

    "Der Gesunde weiß nicht, wie reich er ist."

  • Nur falls sich jemand wundert,


    die Beiträge, denen der Verfasser selbst den Titel "OFF TOPIC" gegeben hat, habe ich genau dorthin verschoben, damit mir nicht wieder vorgeworfen wird, die Moderation wäre schlecht.

    73/2 de Peter, DL2FI
    Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

  • Hallo forum,


    das müsste sich doch in einem Versuch bestätigen lassen: doppelseitige Platine mit Hülse und sonst keiner Verbindung untereinander, HF Durchgang von Ober-zu Unterseite messen wie auch immer, dann Hülse zulöten, nochmal messen.


    @ Uli, mni tnx für Deinen Beitrag Nr. 43 mit der Zeichnung vom freigeschnittenen Masseauge! Brachte mir ein Aha-Erlebnis, wusste bisher nicht, was die zu bedeuten haben.


    73 Wolfgang

  • Hallo Wolfgang


    Die freigeschnittenen Lötaugen dienen aber bei nicht HF Anwendungen der thermischen Isolation, damit beim Löten das Zinn einwandfrei duch die Lötstelle durchsteigt.
    Ohne diese wird der Wärmeabfluss zu gross, so dass die Lötstelle nicht ok. ist. Das gilt natürlich beim Wellenlöten.
    Das nur als Ergänzung.


    vy 73 de Mark, HB9DRN

  • Hallo Mark,


    aber es gibt auch solche Konstrukte, bei denen die 4 Stege eine größere Fläche als das Lötauge selbst haben. Will man in diesem Fall händisch löten, macht das wenig Freude, denn dann gelangt wenig Wärme an die Lötstelle (Auflagefläche für Lötkolbenspitze am Draht und dem Lötauge-gemein hin Restring genannt), dafür kann über die Stege dann umso mehr abfliessen. Wenn man also nicht mit dem Wellenlötbad lötet, bei dem die komplette Platine der Wärme ausgesetzt ist, muss man auch auf solch kleinen Fieslichkeiten Obacht geben...


    vy 73
    Andy
    Dk3JI

    AK

  • Hallo,


    in diesem Threat habe ich wieder viel gelernt. Vielen Dank.
    Noch eine Frage: bei manchen Platinen gibt es nur wenige VIAs zwischen den Masseflächen, bei anderen gibt es so viele VIAs, dass kaum noch Massefläche bleibt.
    Was ist hierfür der Grund ?

  • Vergrößerung der Kühlfläche. Über die Vias fließt ein deutlicher Wärmestrom.


    Mit Vias kann man aber eigentlich nie zu sparsam sein, ausser ab ein paar Ghz - Aber da gelten wieder andere Maßstäbe.

  • Noch eine Frage: bei manchen Platinen gibt es nur wenige VIAs zwischen den Masseflächen, bei anderen gibt es so viele VIAs, dass kaum noch Massefläche bleibt


    Zu Via Arrays siehe Post #39 in diesem Thread und die Links darin.


    73, Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Hallo Roland,

    da ich einige Probleme beim Verständniss dieser (nicht uninteressanten) Diskussion hatte, hänge ich hier mal eine Grafik an, die das zeigt, was (meines Erachtens) Uli versucht , uns zu beschreiben. Ich hoffe mal, daß ich es richtig begriffen habe...

    und warum nimmt der auf beiden Seiten fließende Strom nicht einfach den roten Weg?


    73/72 de Ingo, DK3RED - Don't forget: the fun is the power!

  • Hallo Uli


    Aber kannst du mir dann erklären warum der Strom nicht den roten UND den blauen Pfad nimmt? von meiner Warte aus fliesst ein Strom immer rund um den Leiter und nicht nur zufällig oben oder unten bei einer Leiterplatten. Zumal ja oben idR Lötstopplack ist also auch nicht Luft.


    73 de Mark, HB9DRN

  • Moin Ingo,

    und warum nimmt der auf beiden Seiten fließende Strom nicht einfach den roten Weg?


    weil er (meines -durch diese Diskussion erlangten- Verständnisses nach) dort nicht hinkommt, wenn sich die Stromquelle auf der Oberfläche befindet. In wie weit der Skineffekt den Strom davon abhält, einfach mal die Oberfläche eines Leiters (hier: der angenommenen Massefläche) zu wechseln, um eine kürzeren Weg zu finden, vermag ich nicht zu sagen. Dazu wären die Ergebnisse von Messungen notwendig. Die Skizze sollte auch eher dazu dienen, denen, die -genau wie ich- den Beschreibungen nur schwer folgen konnten/können, die Theorie "dahinter" etwas deutlicher darzustellen. Wie viel an diesem Effekt wirklich "dran ist" (er wurde ja sogar schon als "esotherisch" bezeichnet), kann ich z.Zt. nicht einschätzen.


    73 de Roland / DK1RM

  • Das ist falsch!



    Strom ist ein Fluss von elektronen, die gleiche Ladung haben. Das bedeutet, die Stormdichte im Leiter ist überall gleich. Durch hochfrequenten Wechselstrom werden die Magnetfelder (senkrecht zum Stromfluss), die bei Stromfluss entstehen so groß, dass der Strom eher aussen an der Leitung fließt, nicht aber im Kern - Egal wie die Leitung aussieht (Quadratisch, rund, oval, Haus vom Nikolaus). Das ist genau die gleiche Wechselwirkung zwischen Strom und Magnetfeld, die wir auch in induktiven Kochplatten haben: Strom fließt, erzeugt ein Magnetfeld, das wieder Strom zum fließen anregt, welcher ein Gegenmagnetfeld erzeugt. Die Gegenmagnetfelder sind es dann, die die Stromdichteverteilung im Leiter ändern.


    Der Effekt wird erst bei GHz Frequenzen wirklich zum Problem.

  • Hallo,


    ich habe an Uli Dk4SX ein paar Fragen:


    Wie ist das von Dir beschriebene Vorgehen messtechnischzu erfassen( Amplitudengang, Phasengang, Impedanzmessung...)?
    Welche äußeren Bedingungen führen Deiner Ansicht nach zu "fehlerhaftem" Verhalten der Schaltung, wenn man nicht Röhrchen oder explizit speziell strukturierte Duchkontaktierungsaugen anwendet (Frequenzen, Anwendung als Kleinsignalverstärkerstufe oder Leistungsendstufe in welchem Leistungsbereich)? Sprich wann wird es relevant?


    Die Fragen stelle ich bewußt, denn Uwe wird bestimmt seinen Aufbau gründlich in der Funktion gestestet haben, so dass sein Projekt nicht an den Röhrchen scheiterte. Dazu folgt dann auch meine Frage: Was würde sich denn wie ändern (bezüglich eben beschriebener Anwendung), wenn er es anders gemacht hätte?


    an Nobby:
    Wäre schade, wenn sich jemand abwendet, wenn es mal " brodelt".


    an Alle:
    Warum machen "die Profis" bspw. in einen Tuner eines Satempfängers in dem Frontend "nur stinknormale Hohlvias", die durch die Produktion dennoch mal mit Zinn zugesabbert werden können?


    Ich habe etliche Äußerungen in diesem Strang nun mehrfach gelesen und kann punktuell dem einen oder anderen OM bepflichten, stelle aber leider fest, dass manchmal doch ein wenig aneinander vorbeigeschrieben wird.


    Mir liegt sehr daran, dass wir an dem nicht ganz einfachen Thema in Ruhe weiter kommen- bitte mit allen, die es interessiert, und ohne Streiterei. Und ja- es gilt die freie Meinungsäußerung. Ich fände es allerdings Klasse, wenn diejenigen, die spezielle Erfahrungen auf diesem Gebiet gemacht haben, sich die Geduld nehmen könnten, den bisher noch nicht so geschulten OM mit nachvollziehbaren Mess-oder Testhinweisen den Weg zu ebnen.



    So nebenbei:
    ich mach gerade mit Bandfiltern rum- einseitiges Layout und konnte daran wieder mal einen Layoutfehler meinerseits erkenen. Falsche Masseführung. Das werde ich aber in einem anderen Strang zeigen...oder auch nicht.


    vy 73
    Andy
    DK3JI

    AK

  • Hallo Zusammen,


    wie ich schon im Beitrag 31 andeutete, darf man die Durchkontaktierungen niemals losgelöst vom Aufbau der Platine betrachten.


    ZB. ist die Platine: nur einseitig mit SMD bestückt ; beidseitig mit SMD bestückt oder gemischt SMD/bedrahtet bestückt usw..


    Ich würde mir wünschen, daß die gemachten Aussagen an einem konkreten Beispiel genannt werden , und nicht losgelöst nur die Durchkontaktierungen betrachtet werden.


    Ich bin zwar kein Freund von SMD, aber seit dem NWT zwangsweise damit in Verbindung gebracht.
    Meine bisherigen Platinen dahingehend, sind alle, HF-baugruppenmäßig) einlagige Leiterplatten mit einer auf der zweiten Seite durchgehenden Kupfer(Masse)-Fläche - das ist auch die einfachste Variante SMD-Platinen selbst herzustellen.
    Auf der Leiter(Bestückungs)seite befindet sich keine durchgehende Massefläche. Die masseseitigen Lötpads der SMDs werden mittels einfachen Draht durchkontaktiert. Und das ist da auch richtig, denn der Strom fließt so bei allen Bauelementen zur platinenzugewandten Seite der durchgehenden Kupferfläche.


    Es ist also sehr wichtig den ganzen Aufbau der Platine richtig zu betrachten.


    Mich würde nun mal interessieren ab welchen Frequenzen diese Betrachtung der Durchkontaktierungen nun notwendig wird - die Leistungen mal auf meinetwegen paar hundert Milliwatt begrenzt, also im Kleinleistungsbereich.


    Viele Grüße
    Bernd

  • Hallo Bernd,


    ich wage mal eine Antwort.
    Ist eine Seite Masse so gilt in etwa:
    eine Durchkontaktierung mit Draht hat ca 2nH. D.h eine Impedanz von ca. 0,4 Ohm bei 30Mhz. Die Frage ist wann das Probleme macht?
    Bei einer durchgehenden Masseseite, ist das bis in den KW-Bereich (0-30Mhz) im allg. kein Problem. Ausnahme: Bauteile sind fähig im Ghz-Bereich zu verstärken, oder "hoher" Strom. 2m und dürfte auch noch so gerade drin sein 2nH ~ 2 Ohm.


    Für höhere Frequenzen, siehe:
    http://lea.hamradio.si/~s53mv/spectana/sa.html
    unter Contruction Tips.


    Also 2,5mm Loch bohren, eine Seite mit Cu-Folie zulöten, dann Loch mit Lötzinn auffüllen.


    73 de Günter
    dl5sdc


    Anmerkung: Nachdem ich Günters nachfolgende Antwort gelesen habe, gebe ich diesem Recht und schränke noch ein, dass Impulse/steile Flanken auch zu Problemen führen können. Derartiges findet man bei unserer QRP Bastelei eher weniger.

  • Mich würde nun mal interessieren ab welchen Frequenzen diese Betrachtung der Durchkontaktierungen nun notwendig wird


    Das kann man nicht allgemein festlegen, sondern hängt auch von der Art der Schaltung und von den Bauelementen ab. Wenn steile Impulse verarbeitet werden, kann das schon bei wenigen MHz erforderlich sein (Bussysteme, Computerboards, RAM-Speicher). Bei der Abblockung von Verstärkern mit hohem Verstärkungsfaktor gilt Ähnliches. Durch Aufteilung von Strömen durch induktive unsaubere Masseführung auf mehreren Wegen - um diesen Aspekt handelt sich ja im Grunde bei der Diskussion hier - können Verkopplungen enstehen, die eine Schaltung instabil werden lassen. Gerade bei Verwendung von Transistoren oder Verstärkern mit hoher Grenzfrequenz sollte man auf korrekte Masseführung achten, um Selbsterregung auf hohen Frequenzen zu vermeiden, auch wenn die Nutzfrequenz nur 100 kHz beträgt. Solche Grundsätze beherzigte Opa schon früher in der guten alten Röhrenzeit mit freier Verdrahung. Man erinnere sich an den berühmten Grundsatz der sternförmigen Masseverbindung. (jetzt sind die Nostalgiker im Forum hoffentlich wieder etwas versöhnt)


    73, Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)