DE4400160A1

DE4400160A1 - Bus circuit board for electronic system

Info

Publication number: DE4400160A1
Application number: DE19944400160
Authority: DE
Original assignee: Wuerth Elektronik GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik GmbH and Co KG
Priority date: 1994-01-05
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 1995-07-06

Abstract

The bus circuit board is provided for an electronic system with several connection points for input/output leads which are to be coupled to the bus. An additional surface is provided in the form of an earth surface (3). This is not connected to any other potential of the electronic system. The earth surface (5) is a large surface area and essentially covers the whole circuit board (4) in the input/output area. It is preferably continued up to the connection points for the input/output leads. Preferably, the earth surface (5) has identical connection facilities (8) for a filter element for the connection points of all the input/output leads.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bus-Leiterplatte für ein Elektro niksystem, mit einer Vielzahl von Anschlußstellen für Ein gabe-/Ausgabe-Leitungen, die im folgenden als I/O-Leitungen bezeichnet werden.The invention relates to a bus circuit board for an electrical system niksystem, with a variety of connection points for Ein supply / output lines, hereinafter referred to as I / O lines be designated.

Es ist bekannt, daß auf I/O-Leitungen hochfrequente Störungen auf Bus-Systeme eingekoppelt werden. Insbesondere in der Au tomatisierungstechnik, wo lange Leitungen durch störungsver seuchte Bereiche geführt werden, sind diese hochfrequenten Störungen besonders deutlich.It is known that high-frequency interference on I / O lines be coupled to bus systems. Especially in the Au automation technology, where long cables due to fault affected areas are guided, these are high-frequency Disorders particularly clear.

Solche hochfrequente Störungen führen zu unübersichtlichen und schwer lokalisierbaren Fehlern mit beträchtlichen Auswir kungen.Such high-frequency interference leads to confusing and difficult to locate errors with significant impact kungen.

Es ist bekannt, abgeschirmte I/O-Leitungen in ein Gehäuse einzuführen und über indirekte Steckverbinder mit der emp findlichen Elektronik zu verbinden. Da es sich bei den ge nannten Störungen vorzugsweise um Gleichtaktstörungen han delt, ist eine eventuell vorhandene Filterung zum Bezugs potential der Elektronik in der Regel unwirksam. Auch eine HF-mäßige Kontaktierung einer vorhandenen Abschirmung mit dem Gehäusepotential ist nicht möglich. Daher wird normaler weise die Schirmung nicht angeschlossen, so daß sie bei hohen Frequenzen keine Wirkung zeigt, oder an das Bezugspotential der Elektronik (GND) angeschlossen, was zu zusätzlichen Stö rungen des Bezugspotentials führen kann.It is known to have shielded I / O lines in a housing introduce and via indirect connectors with the emp connect sensitive electronics. Since the ge called disturbances preferably for common mode disturbances delt, is any filtering available for reference potential of the electronics generally ineffective. Also one HF-like contacting of an existing shield with the housing potential is not possible. Therefore, it becomes more normal as the shield is not connected, so that at high Frequencies has no effect, or to the reference potential the electronics (GND) connected, which leads to additional interference of the reference potential.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bus-Leiter platte zu schaffen, bei der die auf I/O-Leitungen des zugehö rigen elektronischen Systems auftretenden hochfrequenten Störimpulse eine möglichst geringe störende Auswirkung auf weisen.The invention has for its object a bus ladder to create a plate in which the associated I / O lines of the high-frequency electronic system occurring Interference impulses have as little disruptive effect as possible point.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Bus- Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiter bildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.To achieve this object, the invention proposes a bus Printed circuit board with the features of claim 1. Next Formations of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Anordnung einer auf einem neutralen, floatenden potential liegenden Massefläche ermöglicht es, mit einfachen technischen Mitteln eine hochfrequenzgerechte Fil terung aller oder mindestens der hiervon betroffenen I/O-Lei tungen durchzuführen und dadurch eine hohe Störfestigkeit ge genüber den Störungen beim Betrieb komplexer elektronischer Gerätesysteme zu gewährleisten.The arrangement according to the invention on a neutral, Floating potential ground surface allows using simple technical means a high frequency fil All or at least the I / O Lei affected by this measurements and thereby high immunity to interference compared to the malfunctions in the operation of complex electronic To ensure device systems.

Die Störfestigkeit ist insbesondere im Hinblick auf die elek tromagnetische Verträglichkeit von besonderer Bedeutung.The immunity is particularly with regard to the elek tromagnetic compatibility of particular importance.

In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die zusätzliche Massefläche großflächig ausgebildet ist und im wesentlichen die gesamte Leiterplatte im I/O-Bereich abdeckt. Dies führt zu einer großflächigen Hochfrequenz-Abschirmung, beispiels weise auf der Rückseite der Bus-Leiterplatte.In further training it can be provided that the additional Ground surface is formed over a large area and essentially covers the entire printed circuit board in the I / O area. this leads to to a large-area high-frequency shielding, for example on the back of the bus circuit board.

In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Massefläche nahe an die Anschlußstellen für die I/O-Leitungen herange führt ist. Es wird mit kurzen Leiterwegen eine hochfrequenz gerechte, niederinduktive Anordnung von induktivitätsarmen Filterkondensatoren ermöglicht. Dieses Filterkonzept wirkt sowohl gegen Gleichtaktstörungen von außen als auch gegen Kabelabstrahlungen nach außen.In a further development it can be provided that the ground surface close to the connection points for the I / O lines leads is. It becomes a high frequency with short conductor paths fair, low-inductance arrangement of low inductance Filter capacitors enabled. This filter concept works against common mode interference from outside as well as against Cable radiation to the outside.

Insbesondere kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Massefläche für jede Anschlußstelle aller I/O-Leitungen, min destens aber für die Anschlußstellen der speziell betroffenen I/O-Leitungen, eine vorzugsweise identisch ausgebildete An schlußmöglichkeit für ein Filterelement aufweist.In particular, it can be provided according to the invention that the Ground area for each connection point of all I / O lines, min but at least for the connection points of the specially affected I / O lines, preferably an identically designed type has a possibility for a filter element.

Diese Anschlußmöglichkeit kann als Kontaktstelle für ein Fil terelement in SMD-Technik ausgebildet sein. Dadurch läßt sich vor Einbau der Leiterplatte diese mit den gegebenenfalls auch für jede Leitung verschiedenen Filterelementen, insbesondere Kondensatoren auch unterschiedlicher Werte, automatisch be stücken.This connection option can be used as a contact point for a fil terelement be formed in SMD technology. This allows before installing the circuit board with the if necessary different filter elements for each line, in particular Capacitors of different values, automatically be pieces.

In nochmaliger Weiterbildung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Massefläche für mindestens eine, vorzugsweise jede Anschlußstelle aller I/O-Leitungen eine Anschlußmöglich keit für eine Abschirmung der I/O-Leitung aufweist. Dies kann beispielsweise über zusätzliche Pfostenstecker am jeweiligen I/O-Stecker erfolgen.In a further development can be provided according to the invention be that the ground plane for at least one, preferably Every connection point of all I / O lines one connection possible speed for shielding the I / O line. This can for example via additional pin connectors on the respective I / O connector.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Massefläche auch mit einem Metallgehäuse verbindbar ist, insbesondere an vielen Stellen durch einfache Schraubverbindungen, so daß dadurch eine niederimpedante Verbindung vorhanden ist.According to the invention it can be provided that the ground surface can also be connected to a metal housing, in particular on many places by simple screw connections, so that thereby there is a low impedance connection.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge ergeben sich aus den Patentansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschrei bung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung.Further characteristics, details and advantages result from the claims, the wording of which by reference to Content of the description is made of the following description exercise of a preferred embodiment of the invention as well based on the drawing.

Hierbei zeigt die einzige Zeichnungsfigur eine schematische Aufsicht auf einen Ausschnitt aus einer Bus-Leiterplatte nach der Erfindung.The only drawing figure shows a schematic Supervision of a section of a bus circuit board the invention.

Der Ausschnitt aus der Leiterplatte zeigt drei Reihen A, B, C von durchkontaktierten Löchern 1, 2, 3. Die drei Reihen A, B, c verlaufen parallel zueinander. Die Löcher 2 der Reihe B sind den einzelnen Leitungszügen des Bus zugeordnet, für den die Leiterplatte gedacht ist, beispielsweise einen VME-Bus. Die Reihen A, C der Löcher 1, 3 sind anzuschließenden I/O- Leitungen zugeordnet. Zur Herstellung der Verbindung wird an der Leiterplatte eine Buchsenleiste befestigt, die mit lei tenden Pins in die Löcher 1, 2, 3 eingepreßt werden. Die Ver bindung erfolgt dann über diese Buchsenleiste. Der Einfach heit halber wird bei der folgenden Darstellung aber von den Löchern 1, 2, 3 selbst gesprochen.The section from the printed circuit board shows three rows A, B, C of plated-through holes 1 , 2 , 3 . The three rows A, B, c run parallel to each other. Holes 2 of row B are assigned to the individual lines of the bus for which the circuit board is intended, for example a VME bus. The rows A, C of holes 1 , 3 are assigned to I / O lines to be connected. To establish the connection, a socket strip is attached to the circuit board, which are pressed into the holes 1 , 2 , 3 with lei tend pins. The connection is then made via this socket strip. For the sake of simplicity, the following illustration speaks of holes 1 , 2 , 3 themselves.

Die drei Reihen A, B, C werden üblicherweise als Slot be zeichnet. Die Leiterplatte enthält im Normalfall mehrere derartiger Slots.The three rows A, B, C are usually used as slots draws. The circuit board normally contains several of such slots.

Die Leiterplatte 4 enthält eine zusätzliche metallische Nassefläche 5, die großflächig ausgebildet ist und den die Reihen A, B, C aufweisenden Slot allseits umgibt. Zwischen je drei Löchern 1, 2, 3 einer Zeile ist die Massefläche durch querverlaufende Leitungen 6 miteinander verbunden. Auch in Richtung der Längserstreckung der drei Reihen A, B, C ver laufen Leitungsstränge 7, die ebenfalls mit der Massefläche 5 verbunden sind. Dadurch ist die Massefläche 5 auch im Bereich direkt zwischen den Anschlußstellen für die I/O-Leitungen vorhanden.The printed circuit board 4 contains an additional metallic wet surface 5 which is of large area and surrounds the slot having the rows A, B, C on all sides. Between each three holes 1 , 2 , 3 of a row, the ground surface is connected to one another by transverse lines 6 . Also in the direction of the longitudinal extent of the three rows A, B, C ver run 7 , which are also connected to the ground surface 5 . As a result, the ground surface 5 is also present in the area directly between the connection points for the I / O lines.

Die zu der Leiterplatte führenden oder von ihr wegführenden I/O-Leitungen sollen entweder mit den Löchern 1 der Reihe A oder mit den Löchern 3 der Reihe C verbunden werden. Die Lei terplatte 4 enthält nun im dargestellten Beispiel für jedes Loch 1 der Reihe A und für jedes Loch 3 der Reihe c eine An schlußmöglichkeit 8 zum Anbringen eines Filterelements, das zur Filterung von hochfrequenten Störungen auf den entspre chenden Leitungen dient. Die Anschlußmöglichkeit 8 enthält zwei Kontaktflächen 9, 10, die einen Abstand voneinander auf weisen. Auf die Kontaktstellen 9, 10 kann ein in SMD-Technik ausgebildetes Filterelement, beispielsweise ein Filterkonden sator, aufgelötet werden. Nach der Erfindung wird es möglich, je nach Verwendungszweck der Leiterplatte 4, für jede einzel ne I/O-Leitung einen unterschiedlichen Filterkondensator in SMD-Technik aufzulöten.The I / O lines leading to the printed circuit board or leading away from it should either be connected to the holes 1 of the row A or to the holes 3 of the row C. The Lei terplatte 4 now contains in the example shown for each hole 1 of the row A and for each hole 3 of the row c a connection 8 to attach a filter element, which is used to filter high-frequency interference on the corresponding lines. The connection option 8 contains two contact surfaces 9 , 10 which are at a distance from one another. A filter element designed in SMD technology, for example a filter capacitor, can be soldered onto the contact points 9 , 10 . According to the invention, it becomes possible, depending on the intended use of the printed circuit board 4 , to solder a different filter capacitor in SMD technology for each individual I / O line.

Die Massefläche 5 der Leiterplatte 4 enthält zusätzlich di rekt neben der Anschlußmöglichkeit 8 für ein Filterelement zusätzlich eine durchkontaktierte Bohrung 11 zur elektrischen Verbindung mit einer Abschirmung der der Anschlußstelle zuge ordneten I/O-Leitung. Anstelle des direkten Anbringens der Abschirmung durch Löten kann hier selbstverständlich auch wieder ein Pfostenstecker vorgesehen sein, an dem die Ab schirmung elektrisch leitend angebracht wird.The ground surface 5 of the circuit board 4 additionally contains di right next to the connection option 8 for a filter element, in addition, a plated-through hole 11 for electrical connection with a shield of the associated I / O line. Instead of directly attaching the shield by soldering, a post connector can of course also be provided here, to which the shield is attached in an electrically conductive manner.

Denkt man sich die Leiterplatte 4 in der Figur nach rechts und links fortgesetzt, so sind dort wiederum Slots vorhanden. Jede Bohrung 11, die als Anschlußstelle für die Abschirmung eines I/O-Kabels dient, kann dann auch zur elektrischen Ver bindung mit der Abschirmung einer I/O-Leitung des benachbar ten Slots dienen.If you think of the circuit board 4 in the figure continued to the right and left, there are slots again. Each hole 11 , which serves as a connection point for the shielding of an I / O cable, can then also serve for the electrical connection with the shielding of an I / O line of the adjacent slot.

Die Massefläche 5 der Leiterplatte 4 ist mit keinem Teil der zugehörigen Elektronik verbunden. Sie kann daher als floatie rende mit O/A-Masse angesehen werden.The ground surface 5 of the circuit board 4 is not connected to any part of the associated electronics. It can therefore be regarded as floating with O / A mass.

Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Massefläche 5 der Lei terplatte 4 an vielen Stellen mit dem metallischen Gehäuse oder einer metallischen Struktur eines Gehäuses zu verbinden, in der die Leiterplatte 4 angeordnet wird. Zu diesem Zweck enthält die Leiterplatte 4 in der Massefläche 5 eine Vielzahl von Löchern 12, die insbesondere im Randbereich der Leiter platte vorgesehen sind. Durch diese Befestigungslöcher 12 kann die Leiterplatte 4 mit der Gehäusestruktur verschraubt werden.It is also possible, however, the ground surface 5 of the Lei terplatte 4 at many points with the metal housing or a metallic structure of a housing to be connected, in which the conductor plate 4 is arranged. For this purpose, the circuit board 4 in the ground surface 5 contains a plurality of holes 12 , which are provided in particular in the edge region of the circuit board. The circuit board 4 can be screwed to the housing structure through these fastening holes 12 .

Claims

1. Bus circuit board for an electronics system, with a variety of connection points for I / O lines that are to be coupled to the bus, characterized by an additional conductor surface, which is designed as a ground surface ( 5 ) and with no other potential of the electronics system connected is.

2. Bus circuit board according to claim 1, wherein the ground surface ( 5 ) is formed over a large area and in Chen wesentli covers the entire circuit board ( 4 ) in the I / O area.

3. Bus circuit board according to claim 1 or 2, wherein the ground surface ( 5 ) is brought close to the connection points for the I / O line.

4. bus circuit board according to one of the preceding claims, in which the ground surface ( 5 ) for the connection point of at least one I / O line, preferably for each connection point of all I / O lines, an identically formed connection option ( 8 ) for a filter element.

5. bus circuit board according to claim 4, wherein the connection possibility ( 8 ) as a contact point ( 9 , 10 ) for a Fil terelement is formed in SMD technology.

6. bus circuit board according to any one of the preceding Ansprü surface, the ground surface ( 5 ) for at least one, preferably before each connection point of all I / O lines, a connection option ( 11 ) for shielding the associated I / O line.

7. Bus circuit board according to one of the preceding claims, wherein the ground surface ( 5 ) can be electrically connected to a metal housing, preferably at a large number of locations.