Kapazität mit Leite rplatte realisieren - wie berechnen

L

Lutz Schulze

Guest
Hallo,

bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Kapazität zwischen zwei
Flächen beim Entwurf einer einlagigen Leiterplatte einigermassen genau
(+/-10 %?) zu berechnen.

Das C soll im Bereich 30-40 pF liegen, wird also bestimmt auf einen
Kamm hinauslaufen. Die Frage sind eben die Abmessungen.

Für Tips dankt

Lutz
--
Temperatur und mehr mit dem PC messen - auch im Netzwerk: http://www.messpc.de
jetzt neu: Ethernetbox für direkten Anschluss der Sensoren im Netzwerk
http://www.netzwerkseite.de - die Seite rund um EDV-Netzwerke
http://www.snmpview.de - kostenloser SNMP-Monitor jetzt in Version 2.5
 
Lutz Schulze schrieb:
bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Kapazität zwischen zwei
Flächen beim Entwurf einer einlagigen Leiterplatte einigermassen genau
(+/-10 %?) zu berechnen.

Das C soll im Bereich 30-40 pF liegen, wird also bestimmt auf einen
Kamm hinauslaufen. Die Frage sind eben die Abmessungen.

Hallo,
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das Basismaterial nennst Du natürlich wieder nicht, unvollständige
Angaben, wie üblich. ;-)
Formeln dazu habe ich nicht, nur Diagramme.
Mit zwei parallelen Leitern kann man so etwa 2 bis 7 pF/cm erzeugen, das
wären dann also 4 bis 20 cm Gesamtlänge.
Etwa 5 pF/cm bei zwei Leitern von 2 mm Breite im Abstand von 0,25 mm.
Das Basismaterial macht glücklicherweise bei den meistens benutzen
Sorten nicht viel aus.
Aber +- 10 % geben die Diagramme nicht her.
Wenn es so genau sein soll, warum dann keinen Kondensator als Bauteil?
Allein die Streukapazitäten beim Einbau und sonstige Kapazitäten sorgen
schon für Fehler im genannten Bereich.

Bye
 
Kamm
Bei Bedarf scannbar:
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Müller "Konstruktive Gestaltung und Fertigung in der Elektronik"
Band 1 Vieweg 1981 3 Seiten.
Hanke, Fabian "Technologie elektronischer Baugruppen" Verlag
Technik 1975 ganz knapp auch Angaben dazu, 2 Seiten.
Bei der Auflage 1994 die es bei ebay gibt ist der Abschnitt
entfallen. Praktisch alle Neuauflagen guter DDR-Bücher sind
schlechter geworden, weil Seitenzahl reduziert. Merke: der
DDR fehlten die Bananen, Gesamtdeutschland fehlt das Papier.

einigermassen genau (+/-10 %?) zu berechnen.
O-Ton Fabian: "Eine exakte Vorausberechnung ... ist schwierig
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.... etwas grösser als erforderlich auslegen ... Abgleich".
Ob Simulation mit einem Feldberechnungsprogramm schneller/genauer
ist weiß ich nicht.

Es bliebe noch das Offensichtliche anzumerken:
* die Güte wird mau sein, man kriegt Induktivität kostenlos geschenkt
* man hängt von Umwelt ab. Die "gedruckten" Induktivitäten
die ich kenne waren alle in ihren Tunerblechschachteln verstaut.

MfG JRD
 
On Wed, 26 May 2004 09:09:33 +0200, Uwe Hercksen
<hercksen@mew.uni-erlangen.de> wrote:

Wenn es so genau sein soll, warum dann keinen Kondensator als Bauteil?
Allein die Streukapazitäten beim Einbau und sonstige Kapazitäten sorgen
schon für Fehler im genannten Bereich.
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Das sind im Moment noch Gedankenspiele, soll evtl. ein Sensor auch für
nichtleitendes Wasser werden.

Einfluss auf die Kapazität von aussen ist deshalb durchaus erwünscht.

Die Genauigkeit deshalb, weil eine Überlegung ein Schwingkreis war,
der dann durch das Medium verstimmt wird.

Lutz
--
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Lutz Schulze <lschulze@netzwerkseite.de> wrote:

:>Wenn es so genau sein soll, warum dann keinen Kondensator als Bauteil?
:>Allein die Streukapazitäten beim Einbau und sonstige Kapazitäten sorgen
:>schon für Fehler im genannten Bereich.

: Das sind im Moment noch Gedankenspiele, soll evtl. ein Sensor auch für
: nichtleitendes Wasser werden.

: Einfluss auf die Kapazität von aussen ist deshalb durchaus erwünscht.

: Die Genauigkeit deshalb, weil eine Überlegung ein Schwingkreis war,
: der dann durch das Medium verstimmt wird.
Da kommt es IMHO aber auf den _absoluten_ Wert nicht an, sondern nur,
ob der Schwingkreis verstimmt wird. Das heißt, die Frequenz wird im
"trockenen" Zustand des Sensors gemessen und als Soll gespeichert.
Wenn sich die Frequenz signifikant ändert, so ist Wasser am Sensor.
 
Hallo Lutz,

Das berechnet sich nach der ueblichen Formel fuer einen Kondensator mit flachen
Platten. Man muss aber die Dielektrizitaetskonstante des Leiterplattenmaterials
wissen (FR4 Material?). Die gibt's beim Hersteller.

Trick siebzehn: Wenn Du so ein Material hast, nimm die groesste verfuegbare Platte
und haenge sie an ein Multimeter mit dem ueblichen 0-2000pF Messbereich. Mache ich
des oefteren wenn Taschenrechner oder Rechenschieber mehr als 50m weit weg sind,
aber nicht weitersagen...

Regards, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
On Wed, 26 May 2004 21:11:11 GMT, Joerg
<notthisjoergsch@removethispacbell.net> wrote:

Hallo Lutz,

Das berechnet sich nach der ueblichen Formel fuer einen Kondensator mit flachen
Platten. Man muss aber die Dielektrizitaetskonstante des Leiterplattenmaterials
wissen (FR4 Material?). Die gibt's beim Hersteller.
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Bei nebeneinanderliegenden Flächen ist das mit der Definition des
Abstands aber etwas schwierig, oder stehe ich da auf der Leitung?

Trick siebzehn: Wenn Du so ein Material hast, nimm die groesste verfuegbare Platte
und haenge sie an ein Multimeter mit dem ueblichen 0-2000pF Messbereich. Mache ich
des oefteren wenn Taschenrechner oder Rechenschieber mehr als 50m weit weg sind,
aber nicht weitersagen...
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Und ich dachte immer, das wäre nur meine Methode ...

Ein kleines Testobjekt mit 2 quadratischen Flächen liegt eingegossen
hier. Für genauere Untersuchung einer Kammstruktur müsste ich mir
erstmal eine entsprechende Struktur ätzen oder fräsen. Da ich noch
beim abwägen verschiedener Lösungen bin, wollte ich erstmal auf der
theoretischen Seite bleiben.

Lutz
--
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Joerg schrieb:
Das berechnet sich nach der ueblichen Formel fuer einen Kondensator mit flachen
Platten. Man muss aber die Dielektrizitaetskonstante des Leiterplattenmaterials
wissen (FR4 Material?). Die gibt's beim Hersteller.

Hallo,
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er schrieb von einseitigem Material und nebeneinanderliegenden
Leiterbahnen als Kondensatorplatten, da versagt die übliche Formel völlig.

Bye
 
Lutz Schulze schrieb:
Das sind im Moment noch Gedankenspiele, soll evtl. ein Sensor auch für
nichtleitendes Wasser werden.

Einfluss auf die Kapazität von aussen ist deshalb durchaus erwünscht.

Die Genauigkeit deshalb, weil eine Überlegung ein Schwingkreis war,
der dann durch das Medium verstimmt wird.

Hallo,
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die Dielektrizitätskonstante von Wasser ist nur um den Faktor 80 höher
als die von Luft, da wird also die Kapazität recht ordentlich zunehmen
und die Kapazität bei nur Luft ist fast völlig vernachlässigbar.

Bye
 
Rafael Deliano <Rafael_Deliano@t-online.de> schrieb:

Merke: der DDR fehlten die Bananen, Gesamtdeutschland fehlt das
Papier.
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Der DDR fehlte auch das Papier, deshalb waren gute Bücher oft
vergriffen, Abos guter Zeitschriften praktisch nicht frei zu bekommen.
Aber Bücher wie dieses gehörten erstens zu einer ,,Schlüssel-
technologie'' (hatten dadurch ein wenig Vorrang) und waren zweitens
offizielles Hochschullehrmaterial, so daß es sie dann irgendwann in
verschiedenen Auflagen einigermaßen ausreichend gab, da sowas gern von
Jahrgang zu Jahrgang weiterverkauft worden ist.

Das wesentliche Thema ist, daß DDR-Autoren nicht dicke Seitenzahlen
aufbauschen mußten, um mehr Honorar einzustreichen oder sowas (das
Papierlimit haben sie vermutlich sowieso vom Verlag vorgegeben
bekommen). Der Z80-Befehlssatz wurde kurz und knapp in einem
electronica-Heftchen auf vielleicht 100 Seiten erschöpfend abgehandelt
(das nach hinreichend langer Maschinenprogrammierung entsprechen
zerfleddert aussah ;-), nach der Wende habe ich vergleichsweises in
einem dicken 300-seitigen Wälzer mit jeweils mindestens einer Seite
pro Befehl wiedergesehen.

--
Jörg Wunsch

"Verwende Perl. Shell will man können, dann aber nicht verwenden."
Kristian Köhntopp, de.comp.os.unix.misc
 
On Thu, 27 May 2004 09:42:45 +0200, Uwe Hercksen
<hercksen@mew.uni-erlangen.de> wrote:

die Dielektrizitätskonstante von Wasser ist nur um den Faktor 80 höher
als die von Luft, da wird also die Kapazität recht ordentlich zunehmen
und die Kapazität bei nur Luft ist fast völlig vernachlässigbar.
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Genau den Effekt will ich nutzen, brauche aber erstmal eine Kapazität
in 'trockenem' Zustand, wenn der Schwinkreis auf feste Frequenz
eingestellt sein soll. Das ganze soll dann später möglichst ohne
Abgleich der Einzelstücke auskommen.

Wird wohl doch auf Experimente hinauslaufen oder ich wähle noch ein
anderes Prinzip.

Lutz
--
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Oops, das uebersah ich. Dann wird das auch mit der Messung schwierig weil diese
Kapazitaet sehr klein ist.

Lutz koennte ja die Maxwell Gleichungen auspacken um das zu berechnen. Aber hier
wuerde ich auch wieder "pfuschen". Man koennte eine Spule bekannter Induktivitaet
dranhaengen und sehen wo es resoniert. Dann hat man die Kapazitaet.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Lutz Schulze wrote:
Das sind im Moment noch Gedankenspiele, soll evtl. ein Sensor auch für
nichtleitendes Wasser werden.

Einfluss auf die Kapazität von aussen ist deshalb durchaus erwünscht.
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Es gibt kein nichtleitendes Wasser. Falls die Schaltung
das aber voraussetzt, muss die Leiterbahn noch lackiert
werden. Ist der Film dünn, wird er keinen grossen
Einfluss haben, aber noch mal nachrechnen wär sicherer.

--
mfg Rolf Bombach
 
Hallo Lutz,

vielleicht ist dieser link für Dich interresant :

http://www.qprox.com/

Grüßle

Andreas


Lutz Schulze schrieb:
Hallo,

bin auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Kapazität zwischen zwei
Flächen beim Entwurf einer einlagigen Leiterplatte einigermassen genau
(+/-10 %?) zu berechnen.

Das C soll im Bereich 30-40 pF liegen, wird also bestimmt auf einen
Kamm hinauslaufen. Die Frage sind eben die Abmessungen.

Für Tips dankt

Lutz
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Hallo Rolf,

Ein Film haelt nicht immer stand. Wir haben etwa 1.5ppm Chlor im
Leitungswasser, das frisst alles auf was nicht niet- und nagelfest ist.
Weshalb sogar unsere Hunde gefiltertes Wasser bekommen.

Am besten man vergiesst so einen Sensor in eine glasartige Huelle. Oder
tut ihn gleich in Glas. Ich weiss nur nicht, warum es unbedingt 30-40pF
sein muessen. Das ist selbst fuer einen Kamm sehr viel, wird alles sehr
gross.

Regards, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
On Fri, 28 May 2004 20:09:12 +0200, Rolf Bombach
<rolfnospambombach@bluewin.ch> wrote:

Es gibt kein nichtleitendes Wasser.
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Welcher maximale Widerstand wäre dann zu erwarten, Verunreinigungen in
nicht mehr nachzuweisender Grössenordnung vorausgesetzt?

Falls die Schaltung
das aber voraussetzt, muss die Leiterbahn noch lackiert
werden. Ist der Film dünn, wird er keinen grossen
Einfluss haben, aber noch mal nachrechnen wär sicherer.
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Hatte ein kleines Gehäuse im Hinterkopf, in das der Sensor eingegossen
wird. Abstand zum Wasser dann ca. 0,5 mm PVC.

Lutz



--
Temperatur und mehr mit dem PC messen - auch im Netzwerk: http://www.messpc.de
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Es gibt kein nichtleitendes Wasser.
Welcher maximale Widerstand wäre dann zu erwarten, Verunreinigungen in
nicht mehr nachzuweisender Grössenordnung vorausgesetzt?
"18 Megohm Wasser" d.h. 0,06uS-cm bei 20´C und ähnliches ist
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bestenfalls für Halbleiterfertigung von Intresse.

Leitfähigkeit wird aber offensichtlich nicht kapazitiv gemessen.
Entweder mit Elektroden und AC direkt. Oder im Falle hoher
Leifähigkeit z.B. bei Salzwasser eventuell per Trafo indirekt.

MfG JRD
 
Hallo Lutz,

Ein PVC Gehauese ist eine gute Idee, besonders wenn Chlor im Wasser ist.
Solange das PVC nicht andere negative Effekte in Deiner Anwendung hat.
Wir nehmen zum Verkleben dann immer "Irrigation Pipe Glue" und violetten
Primer zum Saeubern vor dem Verkleben. Das wurde noch immer absolut
dicht. Es stinkt nur fuerchterlich bei der Arbeit und man muss lueften.

Regards, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
On Sun, 30 May 2004 21:43:28 GMT, Joerg
<notthisjoergsch@removethispacbell.net> wrote:

Ein PVC Gehauese ist eine gute Idee, besonders wenn Chlor im Wasser ist.
Solange das PVC nicht andere negative Effekte in Deiner Anwendung hat.
Wir nehmen zum Verkleben dann immer "Irrigation Pipe Glue" und violetten
Primer zum Saeubern vor dem Verkleben. Das wurde noch immer absolut
dicht. Es stinkt nur fuerchterlich bei der Arbeit und man muss lueften.
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Die geplante Anwendung ist die, dass der Sensor die meiste Zeit
ohnehin auf dem Trockenen liegt, Wasser (Leitungswasser oder
Kondenswasser aus Klimaanlagen) stellt also den seltenen Störfall dar.

Die 30-40 pF resultierten im Moment einfach daraus, dass das nach
meiner Erfahrung schon eine handliche Grösse ist, bei der nicht mehr
allzuviele parasitäre Effekte eingehen.

Lutz
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Rafael Deliano wrote:
Es gibt kein nichtleitendes Wasser.

Welcher maximale Widerstand wäre dann zu erwarten, Verunreinigungen in
nicht mehr nachzuweisender Grössenordnung vorausgesetzt?

"18 Megohm Wasser" d.h. 0,06uS-cm bei 20´C und ähnliches ist
bestenfalls für Halbleiterfertigung von Intresse.
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Mit Bügeleisenwasser-Vollentsalzerharz aus dem Supermarkt
kommt man merkwürdigerweise auch schon auf besser 1uScm
hin, insbesondere in umgewälzten Systemen. Hab ich schon
Lasertechniker verzweifeln lassen, die wollten eine
200E Ersatzpatrone verkaufen, ich hab die aufgeschraubt,
die alte Pampe weggeworfen und für 2E Harzkügelchen
aus dem Supermarkt eingefüllt. Anzeige war innert
kürzester Zeit auf "grün". Mittlerweile sind die original-
Patronen nicht mehr geschraubt sondern geschweisst :-]

Leitfähigkeit wird aber offensichtlich nicht kapazitiv gemessen.
Entweder mit Elektroden und AC direkt. Oder im Falle hoher
Leifähigkeit z.B. bei Salzwasser eventuell per Trafo indirekt.
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Hab grad ein reichlich antikes Gerät von Metrohm ausgebaut.
Da war der "Sensor" aus zwei einige cm^2 grossen Edelstahl-
blechen in einem Plastikhalter aufgebaut. Die Elektronik
hab ich noch nicht näher angeschaut, aber viel ist's nicht.
Die haben gern alles so hingebogen, dass man es mit
einem 3046 Transi-array hingekriegt hat ;-).

--
mfg Rolf Bombach
 
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