Layout

Ideen für das Layout

wichtige Temperatur ändernde Bauteile, wie Messwiderstand, in eine Box einbauen → passive Temperaturstabilität

Box von Würth und nur einen Massepunkte!

Layout auf EURO-Karten 160x100mm (jedoch kompakt drauf packen)

SMA-Buchsen verwenden anstatt BNC oder Sub-D9 → nein, weil SMA-Stecker an Masse des Gehäuses/Racks wäre

Elektronik kühlen anstatt heizen → Kühlen würde weniger niderfrequentes Rauschen erzeugen <fc #ff0000>?</fc>

Transistor/Messwiderstand an einen Kühlkörper

Gehäuse

Eine der wichtigsten Fragen ist die nach dem Gehäuse. Diese sollte möglichst bevor angefangen wird, an dem Layouit zu arbeiten, beantwortet werden, da viele Entscheidungen davon abhängen.

zum Testen

1HE schwarzes 19-Zoll Rack-Gehäuse

Maße: 25cm tief, ca. 4,1cm hoch, ca. 40cm breit

Zwei Platinen darin nebeneinander

Platinenmaße: 19cm breit, 24cm tief (größer als Europlatine mit 10×16)

Endversion

als Rackeinschub

auf Europlatine

Leiterplatte

19x24cm, vier Lagen

Lagen

Möchten vier Lagen benutzen

Verschiedene Varianten zum Lagenaufbau: link

Variabler Lagenaufbau: Prepregs und Kerne können variieren

Definierter Lagenaufbau: Vier Lagen, wie hier definiert. Prepregs und Kerne sind genau wie dort definiert.

Kundenspezifischer Aufbau: Sonderfertigung

FRAGE: Intuitiv würde ich den definierten Lagenaufbau bevorzugen, da dort genau definiert ist, wie die Leiterplatte am Ende ist. Aber ist das ein konkreter Vorteil, oder ist Variable Fertigung auch OK für uns?

Empfehlungen zum Lagenaufbau: link

Beispiele zum Lagenaufbau für Prototypen-Platinen: link

WICHTIG: Im Weiteren gehe ich voererst von den Dimensionen beim definierten Lagenaufbau aus

Leiterbahndicke

Zum Berechnen einer Kupfer-Leiterbahndicke:

Widerstand R = phi*l/A

phi_Cu: 0.0178 Ohm mm^2/m

Cu Leiterbahn: A [mm^2]

Länge: l [m]

Höhe: 35 müm

Breite: anwenden in A

Tauschen von Komponenten in Eagle

Werkzeug-Button

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Technologie

Auf Bauteilelement klicken

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Welche Footprints für welche Bauteile?

Bauteil	Größe	Footprint	Abmessungen	Kommentar
Widerstand	0805	Alle Widerstände außer Messwiderstand; GIbt welche mit 5ppm/K und auch welche, die Leistung abkönnen (siehe hier für welche mit mehr Leistung oder hier für stabile/präzise
Keramikkondensator	100n	0805
Folienkondensator	1u	5,08 mm zwischen den Beinchen	Größere Kondensatoren nicht SMD, da die Spezifikationen sonst unzuverlässig sind
Elko	100u	3,81 mm zwischen den Beinchen, Durchmesser: 6,5 mm
1000u	5,08 mm zwischen den Beinchen, Durchmesser: 10 mm
Diode (M6 anstatt 1N400*)	eckige SMD
Spule	100uH, 2,1A	12×12 mm², siehe Datenblatt Ferrocore DE1207	sollten mindestens 1A Einschaltstrom abkönnen
100uH, 100mA	Footprint wie M6, etwas breiter (Breite: 3,2 mm)
Steckverbinder	Throug-hole	Stromdichte pro Steckkontakt überprüfen

Footprints von SMD-Bauteilen sind häufig darauf optimiert, möglichst wenig Fläche zu verbrauchen und bzgl. der Abmaße möglichst genau den Bauteilen zu entsprechen. Das ist beim Ein- und Auslöten bei eventuellem Bauteilwechsel unpraktisch, weshalb die Footprints etwas großzügiger dimensioniert gewählt werden sollten. Als Größenordnung: Die Diode M6 hat eine Länge von 5 mm, die Gesamtlänge des Footprint sollte mindestens zwischen 6 und 7 mm liegen.

Temperaturgehäuse für Spannungsreferenzen

Es ist für Spannungsreferenzen wie die LM399 nutzlich sie thermisch zu isolieren. LM399 wird intern auf etwa 90°C stabilisiert. Ein extra Gehäuse drum herum hilft deutlich den Stromverbrauch der Temperaturstabilisierung zu reduzieren. Auch ist es etwas empfindlich auf Luftströmung wegen unregelmäßige Kühlung durch Luftwirbelungen. Bei modernere Spannungsreferenzen wie der LTC6655 oder der LT1236 spielt dies weniger weil diese keine Temperaturregelung enthalten, aber auch diese profitieren von stabile Umgebungstemperaturen. Es ist dabei zeimlich unerheblich ob die Abdeckung aus Styropor, PLA (3D-Drucker), oder Alu ist. Hauptsache die Luftströmung wird unterdrückt. So eine Abdeckung braucht aber etwas Platz um diese Bauteile.

→ Wir haben uns für den 3D-Druck entschieden:

- LM399 wird alleine in Box 1 gepackt. - LTC6655LN wird mit C1 in Box 1 gepackt. - LT1236 wird mit C64, R11 und R32 in Box 2 gepackt.

Boxen

- Löcher sind für M3 ausgelegt. - Wandstärke des 3D-Drucks sind 3mm - Innenmaße:

Box 1: 15x15mm

Box 2: 20x20mm

- Löcher in den Platinen für die Schrauben sollten einen Durchmesser von 3,5mm haben

Isolationsabstand zu Ploygone

Man sollte 12 oder 16 mil in beide Richtungen der Leiterbahnen zu den Polygonen nehmen. Wir bauen ein großes Board. Deshalb ist eine grobe Struktur besser zum Fixen/Reparieren sowie besser sichtbar. Daher nehmen wir 16mil.

Lasorb

- Mehr Informationen hier: lasorb.com - Layout für Lasorb:

Regarding part layout for Eagle, it's simply through-hole part with 200-mil spacing between the two pins. Picture a TO-220 package, but without the middle pin.

- Verbindung:

And regarding how to connect it, that's the easy part. You just connect the LDA pin of LASORB to the Anode of the laser diode, and connect the LDK pin of LASORB to the cathode of the laser diode.

- Welche Lasorb wir nehmen:

Wir nehmen die L44-208-X Reihe:

Optimiert für sehr empfindliche rote und IR Laser Dioden

Datenblatt: 208.pdf