{"id":657,"date":"2025-10-16T07:14:33","date_gmt":"2025-10-16T07:14:33","guid":{"rendered":"https:\/\/bcpcbsz.com\/?p=657"},"modified":"2025-10-16T07:26:07","modified_gmt":"2025-10-16T07:26:07","slug":"elektromagnetische-vertraglichkeit-und-einschrankungen-im-leiterplattendesign","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/elektromagnetische-vertraglichkeit-und-einschrankungen-im-leiterplattendesign\/","title":{"rendered":"Elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit und Einschr\u00e4nkungen beim PCB-Design"},"content":{"rendered":"<p>Die Leiterbahnf\u00fchrung auf der Leiterplatte hat einen erheblichen Einfluss auf deren elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit. Um den einwandfreien Betrieb der Schaltungen zu gew\u00e4hrleisten, sollte die Leiterbahnf\u00fchrung gem\u00e4\u00df den in diesem Dokument beschriebenen Einschr\u00e4nkungen optimiert werden. Dies umfasst das Layout von Bauteilen\/Steckverbindern sowie von Entkopplungsschaltungen f\u00fcr bestimmte integrierte Schaltungen (ICs).<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">I. Auswahl des Leiterplattenmaterials<\/h2>\n\n\n\n<p>Durch die gezielte Auswahl von Leiterplattenmaterialien und Leiterbahnf\u00fchrungen lassen sich \u00dcbertragungsleitungen mit geringer Kopplung zu anderen Leitungen realisieren. Ist der Abstand d zwischen den Leitern einer \u00dcbertragungsleitung kleiner als der Abstand zu benachbarten Leitern, kann eine geringere Kopplung bzw. ein reduziertes \u00dcbersprechen erreicht werden.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"577\" src=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/EMC-in-PCB-1024x577.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-658\" style=\"width:359px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/EMC-in-PCB-1024x577.webp 1024w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/EMC-in-PCB-300x169.webp 300w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/EMC-in-PCB-768x433.webp 768w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/EMC-in-PCB-1536x866.webp 1536w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/EMC-in-PCB-2048x1154.webp 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Vor der Konstruktion kann die wirtschaftlichste Leiterplattenform anhand der folgenden Kriterien ausgew\u00e4hlt werden:<\/p>\n\n\n\n<p><strong>EMV-Anforderungen<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>\u2022 Leiterplattendichte<\/p>\n\n\n\n<p>\u2022 Montage- und Fertigungskapazit\u00e4ten<\/p>\n\n\n\n<p>\u2022 F\u00e4higkeiten des CAD-Systems<\/p>\n\n\n\n<p>\u2022 Designkosten<\/p>\n\n\n\n<p>\u2022 Leiterplattenanzahl<\/p>\n\n\n\n<p>\u2022 Kosten f\u00fcr elektromagnetische Abschirmung<\/p>\n\n\n\n<p>Bei der Verwendung ungeschirmter Geh\u00e4usekonstruktionen ist besonderes Augenmerk auf die Gesamtkosten, die Bauteilanordnung, die Pinbelegung, den Leiterplattenformfaktor, die elektromagnetische Abschirmung sowie die Konstruktion und Montage zu legen. In vielen F\u00e4llen kann durch die Wahl eines geeigneten Leiterplattenformfaktors die Notwendigkeit eines zus\u00e4tzlichen Metallabschirmungsgeh\u00e4uses innerhalb des Kunststoffgeh\u00e4uses entfallen.<\/p>\n\n\n\n<p>Zur Verbesserung der St\u00f6rfestigkeit von Hochgeschwindigkeits-Analogschaltungen und allen digitalen Anwendungen bei gleichzeitiger Reduzierung sch\u00e4dlicher Strahlung sind \u00dcbertragungsleitungstechniken erforderlich. Abh\u00e4ngig von der Ausgangssignalwandlung m\u00fcssen \u00dcbertragungsleitungen zwischen S-VCC, S-VEE und VEE-VCC realisiert werden, wie in Abbildung 1 dargestellt.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Signalstrom wird durch die Symmetrie der Ausgangsstufe der Schaltung bestimmt. Bei MOS-Schaltungen gilt IOL = IOH, w\u00e4hrend bei TTL-Schaltungen IOL &gt; IOH gilt.<\/p>\n\n\n\n<p>Funktions-\/Logiktyp ZO(\u03a9)<\/p>\n\n\n\n<p>Netzteil (typisch) &lt;&lt;10<\/p>\n\n\n\n<p>ECL-Logik 50<\/p>\n\n\n\n<p>TTL-Logik 100<\/p>\n\n\n\n<p>HC(T) Logik 200<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">II. Signalleitungen und Signalschleifen<\/h2>\n\n\n\n<p>Um die Abstrahlung aus dem umschlossenen Schleifenbereich zu verhindern und die magnetische Permeabilit\u00e4t der induzierten Spannung in der Schleife zu verringern, sollten die Signalleitungen so nah wie m\u00f6glich an ihren Signalschleifen verlegt werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Typischerweise betr\u00e4gt der Kopplungskoeffizient etwa 0,5 bis 0,6, wenn der Abstand zwischen zwei Leitungen der Leitungsbreite entspricht. Dadurch verringert sich die effektive Selbstinduktivit\u00e4t von 1 \u03bcH\/m auf 0,4\u20130,5 \u03bcH\/m.<\/p>\n\n\n\n<p>Dies bedeutet, dass der Signalstrom von 40% nach 50% ungehindert zu anderen Leitungen auf der Leiterplatte flie\u00dfen kann.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"661\" src=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Semi-flexible_PCB-1024x661.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-659\" style=\"width:358px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Semi-flexible_PCB-1024x661.webp 1024w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Semi-flexible_PCB-300x194.webp 300w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Semi-flexible_PCB-768x496.webp 768w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/Semi-flexible_PCB.webp 1183w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Beim \u00dcbergang von einem hohen zu einem niedrigen Pegel in TTL-Logikschaltungen \u00fcbersteigt der Senkenstrom den Quellstrom. In solchen F\u00e4llen wird die \u00dcbertragungsleitung typischerweise zwischen Vcc und S definiert, anstatt zwischen VEE und S. Durch die Verwendung von Ferritringen l\u00e4sst sich der Stromfluss sowohl in der Signalleitung als auch in der Signalr\u00fcckleitung vollst\u00e4ndig steuern.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei parallelen Leitern wird die charakteristische Impedanz der \u00dcbertragungsleitung durch das Ferrit beeinflusst. Bei Koaxialkabeln hingegen beeinflusst das Ferrit nur die \u00e4u\u00dferen Kabelparameter.<\/p>\n\n\n\n<p>Daher sollten benachbarte Leiterbahnen so schmal wie m\u00f6glich sein, w\u00e4hrend vertikal gestapelte Leiterbahnen das Gegenteil aufweisen sollten (typischerweise weniger als 1,5 mm Abstand bzw. die Dicke des Epoxidharzes auf einer Doppelschichtplatine). Beim Routing sollten Signalleiterbahnen und ihre R\u00fcckleitungen so nah wie m\u00f6glich beieinander liegen (gilt sowohl f\u00fcr Signal- als auch f\u00fcr Versorgungsleitungen). Ist die Kopplung zwischen den Leitern unzureichend, k\u00f6nnen Ferritringe eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">III. IC-Entkopplung<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Entkopplung von integrierten Schaltungen (ICs) erfolgt typischerweise ausschlie\u00dflich \u00fcber Kondensatoren. Da Kondensatoren nicht perfekt sind, kann Resonanz auftreten. Oberhalb der Resonanzfrequenz verhalten sich Kondensatoren wie Induktivit\u00e4ten und begrenzen die Strom\u00e4nderungsrate (di\/dt). Die Kondensatorwerte werden durch die zul\u00e4ssige Restwelligkeit der Versorgungsspannung zwischen den IC-Pins bestimmt. Erfahrungsgem\u00e4\u00df sollte die Restwelligkeit weniger als 251\u03c0T des maximalen Rauschtoleranzwerts der Signalleitung betragen.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1010\" height=\"613\" src=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/PCB-design-decoupling.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-660\" style=\"width:316px;height:auto\" srcset=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/PCB-design-decoupling.webp 1010w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/PCB-design-decoupling-300x182.webp 300w, https:\/\/bcpcbsz.com\/wp-content\/uploads\/2025\/10\/PCB-design-decoupling-768x466.webp 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 1010px) 100vw, 1010px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<p>Bei schnellen Logikschaltungen kann die Kapazit\u00e4t des Entkopplungskondensators unwirksam werden, wenn dieser eine signifikante Serieninduktivit\u00e4t aufweist (bedingt durch seine Struktur, lange Zuleitungen oder Leiterbahnen auf der Leiterplatte). In solchen F\u00e4llen sollte ein zus\u00e4tzlicher kleiner Keramikkondensator (100\u2013100 pF) m\u00f6glichst nahe am IC-Pin parallel zum \u201cLF-\u201d-Entkopplungskondensator geschaltet werden. Die Resonanzfrequenz des Keramikkondensators (einschlie\u00dflich der Leiterbahnl\u00e4nge zum IC-Versorgungsanschluss) sollte die Bandbreite der Logikschaltung [1\/(\u03c0\u00b7\u03c4r)] \u00fcberschreiten, wobei \u03c4r die Spannungsanstiegszeit in der Logikschaltung ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Wenn jeder IC \u00fcber einen eigenen Entkopplungskondensator verf\u00fcgt, k\u00f6nnen die Signalstromkreise den g\u00fcnstigsten Pfad \u2013 VEE oder VCC \u2013 w\u00e4hlen, der durch die gegenseitige Kopplung zwischen Signal- und Leistungsleitern bestimmt wird.<\/p>\n\n\n\n<p>Zwischen den beiden Entkopplungskondensatoren (einer pro IC) und der Induktivit\u00e4t L&lt;sub&gt;trace&lt;\/sub&gt; der Stromversorgungsleitung bildet sich ein Serienschwingkreis. Diese Resonanz tritt nur bei niedrigen Frequenzen (&lt;1 MHz) oder bei niedrigem G\u00fctefaktor (&lt;2) des Schwingkreises auf.<\/p>\n\n\n\n<p>Durch die Reihenschaltung einer Drosselspule mit hohen HF-Verlusten zwischen dem Vcc-Netzwerk und dem zu entkoppelnden IC kann die Resonanzfrequenz unter 1 MHz gehalten werden. Sind die HF-Verluste zu gering, k\u00f6nnen sie durch parallel oder in Reihe geschaltete Widerst\u00e4nde kompensiert werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Drosselspule sollte immer einen geschlossenen Kern verwenden; andernfalls kann sie zu einem HF-Sender oder einem Magnetfeldsensor werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Beispiel: 1 MHz * 1 \u03bcHz Z1 = 6,28 \u03a9 Rs = 3,14 \u03a9 Q &lt; 2 Rp = 12,56 \u03a9<\/p>\n\n\n\n<p>Oberhalb der Resonanzfrequenz betr\u00e4gt die charakteristische Impedanz Z0 der \u201c\u00dcbertragungsleitung\u201d (wobei die Impedanz des IC als Last der Stromversorgung behandelt wird): Z0 = \u221a(Ltrace\/Cdecoupling).<\/p>\n\n\n\n<p>Benchuang Electronics bietet hochwertige\u00a0<a href=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/leiterplattenlayout\/\">PCB-Layout<\/a>\u00a0und\u00a0<a href=\"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/pcb-portfolio\/hochfrequenz-leiterplatten-hf-leiterplatten\/\">Hochgeschwindigkeits-Leiterplatte<\/a>\u00a0Dienstleistungen. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und senden Sie uns Ihre Spezifikationen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Leiterbahnf\u00fchrung auf einer Leiterplatte hat einen erheblichen Einfluss auf deren elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit. Um den einwandfreien Betrieb der Schaltungen zu gew\u00e4hrleisten, sollte die Leiterbahnf\u00fchrung gem\u00e4\u00df den in diesem Dokument beschriebenen Einschr\u00e4nkungen optimiert werden. Dies umfasst das Layout von Bauteilen\/Steckverbindern sowie von Entkopplungsschaltungen f\u00fcr bestimmte integrierte Schaltungen (ICs). I. Auswahl der Leiterplattenmaterialien Durch die gezielte Auswahl von Leiterplattenmaterialien und Leiterbahnf\u00fchrungen [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[23,18,17],"class_list":["post-657","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-high-speed-pcb-design","tag-pcb-design","tag-pcba"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/657","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=657"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/657\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":664,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/657\/revisions\/664"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=657"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=657"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bcpcbsz.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=657"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}