Windows7_PUFF21-Tuto.. - von Gunthard Kraus

5.2.4. Wichtige Tipps für den erfolgreichen Entwurf der Leiterplatte bis 10 GHz
Es gibt nichts Schlimmeres als einen Verstärker, der zum Schwingen neigt. Bei solchen
Entwicklungen müssen wir deshalb auf etliche Dinge beim Entwurf achten, aber:
Wenn man die Hinweise beherzigt, benehmen sich plötzlich solche GHz-Schaltungen gutmütig
wie ein 50Hz-Netzteil!
a) Die Leiterplattendicke muss mit steigernder Frequenz abnehmen, um die Entstehung
unerwünschter „Modes“ bei den Signalen auf ihren Leitungen zu verhindern. Eine Dicke von 0,813mm
= 32mil ist für den Betrieb bis zu einigen GHz üblich, während bei Schaltungen bis und um 10GHz
allgemein nur noch mit 0,25mm-Platinen (10mil) gearbeitet wird.
b) Die Unterseite der Leiterplatte ist IMMER durchgehend mit einer Kupferschicht bedeckt.
c) Beim Platinenwerkstoff haben wir es schon mal erwähnt: FR4 hat für hochwertige Ansprüche
oberhalb von 1GHz nichts mehr zu suchen (Grund: Verluste steigen rapide, ε r nimmt ab). Der
preisgünstige und sehr hochwertige Standard-Werkstoff bis 10 GHz heißt „Rogers RO4003“
bzw. als flammhemmende Version „Rogers RO4350B“ (Lieferant: Mauritz in Hamburg).
c) Signalführende Leitungen dürfen nur noch als „Microstrip-Lines“ ausgeführt werden. Da hat es
sich bewährt, links und rechts von der Leiterbahn eine zusätzliche Masseschicht mitzuführen,
um Einstreuungen und Verkopplungen zu reduzieren. Der Leitungscalculator in PUFF hat diese
„Einbettung“ nicht vorgesehen, aber ab einer „Luftspaltbreite“ (= gap) von etwa der
Leiterbahnbreite auf jeder Seite können bereits die PUFF-Ergebnisse übernommen werden.
Macht man dagegen den „Gap“ enger, dann handelt es sich um einen „Grounded Coplanar
Waveguide“ und der kann mit dem Transmission Line Calculator im Programm „Ansoft Designer SV“
ganz exakt dimensioniert werden. Diese Software gibt es kostenlos (samt einem Tutorial) in der
Homepage des Autors (www.gunthard-kraus.de).
d) Für notwendige HF-Erdungspunkte in einer Schaltung gilt die eiserne Regel der „Sternpunkt-
Erdung über durchkontaktierte Masse-Inseln mit strikter gegenseitiger Trennung“. Dieses
Beispiel für einen Verstärker mit einem ABA52563 sagt alles:
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