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DE19620194A1 - Arrangement for reducing electromagnetic radiation with circuit boards and other electronic circuit carriers - Google Patents

Arrangement for reducing electromagnetic radiation with circuit boards and other electronic circuit carriers

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Publication number
DE19620194A1
DE19620194A1 DE19620194A DE19620194A DE19620194A1 DE 19620194 A1 DE19620194 A1 DE 19620194A1 DE 19620194 A DE19620194 A DE 19620194A DE 19620194 A DE19620194 A DE 19620194A DE 19620194 A1 DE19620194 A1 DE 19620194A1
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DE
Germany
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gnd
conductor
bus
compensation
arrangement
Prior art date
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Withdrawn
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DE19620194A
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German (de)
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Gunter Dipl Ing Langer
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Individual
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Priority to EP97105474A priority patent/EP0800338B1/en
Priority to DE59703635T priority patent/DE59703635D1/en
Priority to AT97105474T priority patent/ATE201803T1/en
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Abstract

The arrangement involves covering the conductive tracks or buses. This covering is arranged in the form of conductive strips and/or flat elements at a spacing of approx. 1.5 mm. The covering covers both sides of the bus. The respective component groups are connected at least at their corner points or their side edges, ti the GND system. Preferably the covering is provided as SMD components using surface mounting technology or using plug assembly the covers have pin type GND terminals. The covers may be formed as bridges made of several rectangular thin metal plates.

Description

Die Erfindung betrifft die Reduzierung bzw. Blockierung elektromagnetischer Abstrahlung von Leiterkarten oder anderer Träger elektronischer Schaltungen u. a. durch Maß­ nahmen am Layout.The invention relates to the reduction or blocking electromagnetic radiation from printed circuit boards or other carriers of electronic circuits u. a. by measure participated in the layout.

Leiterkarten oder andere Träger elektronischer Schaltun­ gen können auf Grund der Schaltvorgänge ihrer digitalen elektronischen Schaltungen hochfrequente elektromagnetische Wellen abstrahlen. Die Frequenz der Abstrahlung liegt im MHz- bis GHz-Bereich. Besonders hohe Abstrahlungswerte erzeugen schnelle, mit hoher Frequenz (MHz) periodisch arbeitende Digitalschaltungen insbesondere Schaltungen, die Mikrorechner enthalten.Printed circuit boards or other carriers of electronic circuits conditions due to the switching processes of your digital electronic circuits high frequency electromagnetic Blast waves. The frequency of the radiation lies in MHz to GHz range. Particularly high radiation values generate fast, high frequency (MHz) periodically working digital circuits, in particular circuits, which contain microcomputers.

Weiterhin wird die Funktion digitaler Schaltungen durch Störgrößen bedroht, die über Feld- und Leitungskopplungen von außen einwirken.Furthermore, the function of digital circuits Disturbances threatened by field and line couplings act from outside.

Durch Vorschriften zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) werden Grenzwerte für Geräte festgelegt. Um die vom Gesetzgeber geforderten Grenzwerte einzuhalten, sind vom Gerätehersteller an den Geräten bzw. Baugruppen bestimmte Maßnahmen zur EMV erforderlich.Through regulations on electromagnetic compatibility (EMC) limits are set for devices. To the of Legislators are required to comply with the limit values Device manufacturers determined on the devices or assemblies EMC measures required.

Es sind eine Vielzahl von Maßnahmen zur Schirmung und Filterung bekannt. Maßnahmen, die direkt auf Leiterkarten speziell am Layout angewendet werden, stehen noch an den Anfängen.There are a variety of shielding and protection measures Filtering known. Measures taken directly on circuit boards specifically applied to the layout are still on the Beginnings.

Eine Maßnahme, die auf Leiterkarten ausgeführt wird, ist die flächenförmige Ausbildung von Masse-(M), Versorgungs­ spannungs-(V) und Schirm(S)-Leiterzügen (im weiteren MVS-Leiterzüge). Durch die Verwendung breiter Leiterstreifen verringern sich der Widerstand und die Induktivität für die im Nanosekundenbereich ablaufenden Schaltvorgänge der digitalen integrierten Schaltkreise (IC). Damit werden die hochfrequenten Störspannungen längs des MVS-Systems, die Quelle für die elektromagnetischen Abstrahlungen sind, verringert.One measure that is carried out on printed circuit boards is  the sheet-like formation of mass (M), supply voltage (V) and shield (S) conductors (hereinafter MVS ladder tracks). By using wide conductor strips the resistance and inductance decrease for the switching processes of the nanosecond range digital integrated circuits (IC). With that the high-frequency interference voltages along the MVS system, are the source of the electromagnetic radiation, decreased.

Bei mehrlagigen Leiterkarten (Multilayer) wird, da keine Regeln für die Strukturierung der MVS-Leitungen bekannt sind, eine geschlossene Fläche von M, V oder S über die gesamte Leiterkarte erstreckt (GND/Vcc Plane).With multilayer printed circuit boards (multilayer), there is no Rules for structuring the MVS lines known are a closed area of M, V or S over the entire circuit board extends (GND / Vcc tarpaulin).

Bei ein- oder zweilagigen Leiterkarten ist eine geschlos­ sene Lage nicht ausführbar und der Verbreiterung von MVS-Leitungen sind praktische Grenzen gesetzt. Die verfügbare Fläche der Leiterkarte muß zwischen Signalleitungen und MVS-Leitungen aufgeteilt werden. An Orten hoher Signallei­ terzugdichte, wie Mikrorechner-IC, sind meist nur schmale Leitungen für MVS realisierbar.One or two layer circuit boards are closed This situation is not feasible and the widening of MVS lines have practical limits. The available The area of the circuit board must be between signal lines and MVS lines can be divided. In places with high signal levels density, such as microcomputer IC, are usually only narrow Lines for MVS possible.

In der Praxis kann durch eine engere innere Vermaschung der MVS-Leiterzüge unter Zuhilfenahme von Drahtbrücken eine geringe Verbesserung erzielt werden.In practice, this can be achieved through closer internal meshing the MVS conductor tracks with the help of wire jumpers a little improvement can be achieved.

Nach welchen Regeln die Vermaschung von GND bzw. die Gestaltung der Flächen ausgeführt werden muß, ist der Fachwelt noch nicht bekannt; positive Ergebnisse werden durch Zufall erreicht. Momentan werden bei mehrlagigen Leiterkarten die gesamte Leiterkarte umfassende geschlos­ sene Masseflächen (GND-Plane) und Versorgungsspannungs­ flächen (Vcc-Plane) angeordnet. Diese geschlossenen Flächen bieten nicht in jedem Fall ausreichend Schutz. Bei zweilagigen oder einlagigen Leiterkarten geht man davon aus, daß das Störaussendungs- und Störfestigkeitsproblem allein mit Mitteln des Layouts nicht lösbar ist.According to which rules the meshing of GND or the Design of the areas must be carried out Not yet known to experts; will be positive results reached by accident. At the moment are in multilayer PCBs closed the entire PCB its ground plane (GND tarpaulin) and supply voltage surfaces (Vcc tarpaulin) arranged. This closed Surfaces do not always offer sufficient protection. At two-layer or single-layer printed circuit boards are assumed  out that the emission and immunity problem cannot be solved by means of the layout alone.

Weitere Maßnahmen können nach dem Stand der Technik nur an den Schnittstellen zur Leiterkarte (Filter) oder außerhalb der Leiterkarte z. B. als Schirmung ausgeführt werden.According to the state of the art, further measures can only be taken the interfaces to the circuit board (filter) or outside the circuit board z. B. be performed as a shield.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, wirksame Mittel zur Verringerung der elektromagnetischen Abstrahlung vorzu­ schlagen, die direkt auf Leiterkarten und speziell am Layout anwendbar sind und konkrete Gestaltungsmerkmale enthalten.The object of the invention is therefore to provide effective means Preference to reduce electromagnetic radiation beat that directly on printed circuit boards and especially on Layout are applicable and specific design features contain.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch Grundanordnungen, die in den Patentansprüchen 1, 2, 5, 10, 12 und 15 angegeben sind. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved by Basic arrangements that in the claims 1, 2, 5, 10, 12 and 15 are specified. Developments of the invention are contained in the subclaims.

Die Oberfläche von Busleitungssystemen ist besonders stark an der Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen betei­ ligt. Die Signalleitungen einer digitalen Baugruppe sind, wenn sie mit zyklischen bzw. periodischen Signaländerungen hoher Frequenz (MHz) beaufschlagt sind, Quelle für elek­ tromagnetische Störaussendungen.The surface of bus line systems is particularly strong in the emission of electromagnetic waves leap The signal lines of a digital module are if they are with cyclic or periodic signal changes high frequency (MHz) are applied, source for elec tromagnetic interference emissions.

Die Signalleitungen (Leiterzüge) und Integrierten Schaltkreise (IC) einer Baugruppe sind zu trennen in:The signal lines (conductor lines) and integrated Circuits (IC) of an assembly are to be separated into:

  • 1. inaktive Leitungen (Leiterzüge) und IC
    Diese Leiterzüge/IC sind mit niedrigen Frequenzen belastet (KHz) und haben keinen Anteil an der Störaussendung.
    1. inactive lines (tracks) and IC
    These conductor tracks / IC are loaded with low frequencies (KHz) and have no part in the emission.
  • 2. aktive Leitungen (Leiterzüge) und IC
    Diese Leiterzüge/IC sind mit hohen Frequenzen belastet (MHz) und haben damit einen Anteil an der Störaussendung. Solche Leitungen können realisiert sein durch: Bussysteme von Mikrorechnern, Taktleitungen, usw.
    2. active lines (tracks) and IC
    These conductor tracks / IC are loaded with high frequencies (MHz) and thus have a share in the emission of interference. Such lines can be realized by: bus systems of microcomputers, clock lines, etc.

Die aktiven Leitungen werden im weiteren als BUS bezeich­ net, auch wenn es sich im Sonderfall nur um eine Leitung handelt. Im weiteren wird von zweilagigen Leiterkarten ausgegangen; praktisch kann auch eine einlagige oder eine mehr als zweilagige Leiterkarte vorliegen.The active lines are referred to below as BUS net, even if it is only a line in special cases acts. Furthermore, two-layer circuit boards went out; a single-ply or a there are more than two-layer printed circuit boards.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend für verschie­ dene Ausführungen bzw. Anordnungen von BUS-GND-Systemen beschrieben.The solution according to the invention is below for various designs or arrangements of BUS-GND systems described.

Bei einer ersten Ausführung ist der BUS in GND eingebet­ tet, d. h. er ist vollständig mit GND-Flächen abgedeckt und eingegrenzt, s. Anspruch 1.In a first version, the BUS is embedded in GND tet, d. H. it is completely covered with GND areas and limited, see Claim 1.

Hier gelten folgende Gestaltungsmerkmale: Inaktive Leiter­ züge werden vom BUS getrennt geführt.The following design features apply here: Inactive ladder trains are run separately from the bus.

Der BUS wird auf der Unterseite der zweilagigen Leiter­ karte (L-Seite) eng zusammengefaßt und aus möglichst dünnen Leiterzügen gebildet, die einen geringen Abstand zueinander aufweisen; dabei soll die technologische Grenze angestrebt werden.The BUS is on the bottom of the two-layer conductor map (L-side) closely summarized and from possible thin conductor lines formed, which are a short distance to each other; the technological limit be aimed for.

Auf dem zweiten Layer der zweilagigen Leiterkarte, also auf der Oberseite (B-Seite), wird der BUS mit GND hinter­ legt. Die GND-Flächen überlappen den BUS seitlich minde­ stens so weit, daß Durchkontaktierungen angeordnet werden können. Im weiteren wird diese Hinterlegung als BUS-GND bezeichnet. Natürlich können auch B-Seite und L-Seite mit der vorbeschriebenen Anordnung in analoger Weise vertauscht ausgeführt werden.On the second layer of the two-layer circuit board, so on the top (B side), the BUS with GND is behind sets. The GND areas overlap the BUS at the side Mostly so far that vias are arranged can. In the following this deposit is called BUS-GND designated. Of course, the B-side and L-side can also be used the arrangement described above interchanged in an analogous manner be carried out.

Auf beiden Seiten vom BUS wird ein GND-Leiterzug gelegt, der den BUS mit GND eingrenzt. Dieser Leiterzug wird im weiteren als GND-Umfassung bezeichnet. A GND conductor line is laid on both sides of the BUS, which limits the BUS with GND. This ladder train is in referred to as GND encapsulation.  

Der BUS-GND und die GND-Umfassung sind mit Durchkontak­ tierungen verbunden. Der Kontaktierungsabstand ist ca. kleiner gleich 20 mm.The BUS-GND and the GND enclosure are with through contact tations connected. The contact distance is approx. less than or equal to 20 mm.

Eine derartige Anordnung wird im weiteren als BUS-GND-System bezeichnet.Such an arrangement is hereinafter referred to as BUS-GND system.

Auf diese Anordnung bauen sich weitere kompliziertere Anordnungen auf.More complicated ones are built on this arrangement Orders on.

Eine zweite Ausführung betrifft Kreuzungen und Verzweigun­ gen von BUS-GND-Systemen. Sie entsteht, wenn sich zwei oben beschriebene BUS-GND-Systeme kreuzen, oder wenn sich ein System verzeigt.A second version concerns intersections and branches conditions of BUS-GND systems. It arises when there are two above-described BUS-GND systems cross, or if shows a system.

In der Kreuzungs- bzw. Verzweigungszone des BUS ergibt sich eine Öffnung A-A-A-A, in der der BUS auf keinem Layer mit GND bedeckt ist. Derartige Öffnungen sind Quellen für Störaussendungen.In the intersection or branching zone of the BUS results an opening A-A-A-A, in which the BUS is not on any layer GND is covered. Such openings are sources of Interference emissions.

Zur erfindungsgemäßen Versorgung der Öffnung werden an den Eckpunkten X der Öffnung die GND-Systeme beider Layer über Durchkontaktierungen verbunden.To supply the opening according to the invention Corner points X of the opening over the GND systems of both layers Vias connected.

Die Öffnung muß möglichst klein gehalten werden, günstige Abmessungen sind kleiner gleich 5 mm x 10 mm, vgl. Ansprü­ che 2 und 3.The opening must be kept as small as possible, cheap Dimensions are less than or equal to 5 mm x 10 mm, cf. Claims che 2 and 3.

Diese Schaltungsmaßnahme kann prinzipiell auch für die Reduzierung der Störaussendungen bei Kreuzungen von BUS-GND-Systemen mit inaktiven Leiterzügen eingesetzt werden. Dabei sind außerhalb des BUS-GND-Systems am inaktiven Leiterzug keine Maßnahmen erforderlich. Des weiteren kann die GND-Umfassung im Bereich der Öffnung verbreitert werden, s. Anspruch 4.In principle, this circuit measure can also be used for Reduction of interference emissions at intersections of BUS-GND systems with inactive tracks can be used. Thereby are inactive outside the BUS-GND system Ladder train no measures required. Furthermore, widened the GND encirclement in the area of the opening be, s. Claim 4.

Eine dritte Ausführung der erfindungsgemäßen Maßnahmen betrifft den Anschluß von IC an das BUS-GND-System, s. Ansprüche 5 und 6.A third embodiment of the measures according to the invention  concerns the connection of IC to the BUS-GND system, s. Claims 5 and 6.

Der IC-Bereich ist, wenn nicht folgende GND-Anordnungen eingehalten werden, eine Quelle für Störaussendungen; Merkmale dieser GND-Anordnungen sind:The IC range is if not the following GND arrangements be complied with, a source of interference; Features of these GND arrangements are:

  • - Der IC-Bereich wird mit GND hinterlegt und mit dem BUS-GND-System verbunden.- The IC area is stored with GND and with the BUS-GND system connected.
  • - Der IC-Bereich erhält eine GND-Umfassung.- The IC area receives a GND enclosure.
  • - Die GND-Hinterlegung und die GND-Umfassung sollten mindestens 1 cm über den IC-Bereich hinausführen. Dieser Bereich wird als GND-Rand (R) bezeichnet.- The GND deposit and the GND enclosure should Lead at least 1 cm beyond the IC area. This area is called the GND edge (R).
  • - Beide GND-Systeme (Hinterlegung und Umfassung) sind in Abständen von etwa 20 mm mit Durchkontaktierungen zu verbinden. Eckpunkte Z und Zungen sind durchzukontak­ tieren.- Both GND systems (deposit and enclosure) are in Distances of about 20 mm with vias connect. Key points Z and tongues are to be contacted animals.
  • - Beide verbundene Systeme Hinterlegung und Umfassung werden als IC-GND-System bezeichnet.- Both connected systems of deposit and enclosure are referred to as the IC-GND system.
  • - Öffnungen, wie bei der zweiten Ausführung beschrieben, können im IC-GND-System enthalten sein. Um Öffnungen klein zu halten, können Umfassungsleitungen auch unter­ halb des IC geführt sein.Openings as described in the second embodiment, can be included in the IC GND system. Around openings To keep small, enclosing lines can also under half of the IC.
  • - Wenn weitere GND-Systeme (IC, BUS) an das IC-GND-System anschließen, kann die Funktion des Randes (R) durch diese Bereiche übernommen werden.- If additional GND systems (IC, BUS) are connected to the IC GND system can connect, the function of the edge (R) through this Areas are taken over.
  • - Inaktive Leiterzüge können das IC-GND-System über den Rand verlassen.- The IC GND system can use the Leave the edge.

Eine vierte und fünfte Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung und Verschaltung von GND-Flächen betrifft den Einsatz von Brücken.A fourth and fifth embodiment of the invention Arrangement and interconnection of GND areas affects the Use of bridges.

Einmal werden Brücken eingesetzt, um die Öffnungen zu reduzieren.Once bridges are used to close the openings to reduce.

Die Öffnungen, die nach der zweiten Ausführung beschrieben wurden, die also in Kreuzungspunkten des BUS entstehen, können, wenn sie zu groß sind oder eine größere Zahl klei­ ner Öffnungen vorhanden ist, zu Störaussendungen führen. Mit Mitteln des Layouts ist oft keine Reduzierung der Abmessungen oder Verringerung der Zahl der Öffnungen mög­ lich. Abhilfe schafft hier ein Abdecken der Öffnungen mit Brücken.The openings described after the second embodiment  that arise at intersections of the BUS, can, if they are too big or a large number small If there are openings, this can lead to interference emissions. With means of the layout there is often no reduction in Dimensions or reduction in the number of openings possible Lich. This can be remedied by covering the openings Bridges.

Dazu wird ein Metallplättchen (Brücke) über der Öffnung so angeordnet, daß es die Öffnung mindestens an zwei gegen­ überliegenden Seiten überragt, s. Anspruch 8.To do this, place a metal plate (bridge) over the opening arranged that there is at least two against the opening overhanging overlying pages, see Claim 8.

An den überstehenden Seiten wird die Brücke mit dem GND-System leitfähig verbunden. Die Verbindung erfolgt z. B. nach dem Reflow-Lötverfahren. Für diesen Zweck muß das GND-System Anschluß-Pad besitzen.The bridge with the GND system conductively connected. The connection is made e.g. B. after the reflow soldering process. For this purpose, the Have a GND system connection pad.

Auf diese Weise verschließt die Brücke die Öffnung A-A-A-A oder teilt diese in zwei Öffnungen A-B-B-A und B-A-A-B.In this way, the bridge closes the opening A-A-A-A or split them into two openings A-B-B-A and B-A-A-B.

Zum anderen können Brücken das GND-System (IC oder BUS) ergänzen.On the other hand, bridges can use the GND system (IC or BUS) complete.

In der Praxis können bei hoher Leiterzugdichte und kompli­ zierten Leiterzugführungen keine geschlossenen GND-Hinter­ legungen nach der ersten Ausführung und keine hinreichend kleinen Öffnungen nach der zweiten Ausführung im BUS-Bereich realisiert werden. In diesem Fall kann das GND-System mit mehreren Brücken ergänzt werden, so daß hinreichend kleine Öffnungen entstehen, s. Anspruch 9.In practice, high conductor density and compli adorned conductor runs no closed GND rear after the first execution and none sufficient small openings after the second version in the BUS area will be realized. In this case the GND system can be used several bridges are added so that they are sufficiently small Openings arise, see Claim 9.

Bei einer 6. Ausführung zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe werden kurzschlußringförmige Kompensationselemente mit ihrer Schleifenebene senkrecht zur Leiterkartenebene angeordnet. Die Kompensationselemente bestehen aus dem Kompensationsleiter und mindestens zwei Stegen, die mit dem GND-System der Leiterkarte verbunden sind. In einen Abstand von 1 bis 5 cm parallel zur Leiterkarte ist der stab- oder flächenförmige Kompensationsleiter angeordnet. Der Kompensationsleiter ist Teil eines Kurzschlußringes.In a 6th embodiment to solve the invention The task will be short-circuit compensation elements with its loop plane perpendicular to the circuit board level arranged. The compensation elements consist of the Compensation ladder and at least two webs with  are connected to the circuit board's GND system. In a The distance from 1 to 5 cm parallel to the circuit board is rod-shaped or flat compensation conductor arranged. The compensation conductor is part of a short-circuit ring.

Der Kurzschlußring wird aus dem Kompensationsleiter, mindestens zwei leitfähigen Stegen und dem GND-System der Leiterkarte oder einem weiteren leitfähigen Steg auf der Leiterkarte gebildet. Die leitfähigen Stege stehen senk­ recht auf der Leiterkarte und kontaktieren auf einer Seite GND und auf der anderen Seite den Kompensationsleiter. Der gesamte Kompensationsleiter oder nur ein Abschnitt kann als Teil des Kurzschlußringes genutzt werden, s. Anspruch 10.The short circuit ring is made up of the compensation conductor, at least two conductive bars and the GND system of PCB or another conductive bridge on the Printed circuit board formed. The conductive webs are vertical right on the circuit board and contact on one side GND and on the other hand the compensation conductor. Of the Entire compensation ladder or only a section can can be used as part of the short-circuit ring, s. claim 10th

Der auf der Leiterkarte befindliche Teil des Kurzschluß­ ringes kann von GND oder einem Leiterstreifen gebildet werden.The part of the short circuit on the circuit board ringes can be formed by GND or a conductor strip will.

Der Kompensationsleiter hat die Funktion einer Antenne, die von zwei Stegen gespeist wird und die die Antennenwir­ kung der Leiterkarte zumindest teilweise kompensiert.The compensation conductor has the function of an antenna, which is fed by two bridges and which the antennas kung the printed circuit board at least partially compensated.

Die obigen Kompensationselemente für Leiterkarten können in einer kleineren Ausführung für einzelne IC verwendet werden. Passive IC-Kompensationselemente können mit GND verbunden werden, aktive mit einem aus der Hilfsenergie­ versorgung des IC abgezweigten Strom gespeist werden, vgl. Anspruch 12. Das Kompensationselement kann dabei aus einem oder mehreren Kompensationsleitern bestehen, die über oder neben dem IC angeordnet sind. Bei geteiltem Kompensations­ leiter für die IC-Anwendung sind die Enden elektrisch verbunden; sie sind in einem Abstand von 0,5 bis 10 mm über der Leiterkarte oder neben dem IC angeordnet, vgl. Anspruch 13.The above compensation elements for printed circuit boards can used in a smaller version for single IC will. Passive IC compensation elements can with GND be connected, active with one from the auxiliary energy supply of the IC tapped electricity, cf. Claim 12. The compensation element can consist of one or several compensation conductors, which are above or are arranged next to the IC. With shared compensation The ends for the IC application are electrical connected; they are at a distance of 0.5 to 10 mm arranged above the circuit board or next to the IC, cf. Claim 13.

Die Anordnung von Kurzschlußringstrukturen läßt sich mit einer 7. Ausführung auf mehr als zweilagige Leiterkarten (Multilayer) übertragen. Derartige Leiterkarten besitzen eine geschlossene GND- und Vcc-Plane. Diese besteht aus einer metallischen weitestgehend geschlossenen GND-Lage (Fläche A) und Vcc-Lage (Fläche B), die durch eine Iso­ lierschicht getrennt übereinander liegen.The arrangement of short-circuit ring structures can be done with  a 7th version on more than two-layer circuit boards (Multilayer) transfer. Have such circuit boards a closed GND and Vcc tarpaulin. This consists of a metallic, largely closed GND layer (Area A) and Vcc location (area B) by an iso overlap separately.

Wirksame Anordnungen ergeben sich (s. Anspruch 14), wenn die Kurzschlußringebene rechtwinklig zur Leiterkartenebene im Bereich der GND- und Vcc-Plane angeordnet wird. Der Kurzschlußring wird etwa 2 bis 10 cm auf der Ober- und Unterseite des GND/Vcc-Plane-Systems mittels der Leiter C und/oder D geführt und mit Durchkontaktierungen geschlos­ sen. Dabei kann der Kurzschlußring von GND und Vcc iso­ liert oder mit einem der beiden Potentiale verbunden auf­ gebaut werden. Wesentlich ist, das die Durchkontaktie­ rungen über Bohrungen durch die metallischen Lagen geführt werden, d. h. nicht neben den metallischen Lagen A, B ange­ ordnet werden. Um die Führung der Kurzschlußringe über Flächen und Leitungen unterschiedlicher Potentiale zu realisieren, können anstelle der Durchkontaktierungen Blockkondensatoren verwendet werden. Aktive Gebiete der GND/Vcc-Plane werden mit einer Kette von Kurzschlußringen umfaßt. Aktive Gebiete sind diejenigen, die oberhalb oder unterhalb der GND/Vcc-Plane die oben beschriebenen Buslei­ tungen oder Bus-IC besitzen.Effective arrangements result (see claim 14) if the short circuit ring level perpendicular to the circuit board level is placed in the area of the GND and Vcc tarpaulin. Of the Short circuit ring is about 2 to 10 cm on the top and Bottom of the GND / Vcc tarpaulin system using the conductor C and / or D guided and closed with vias sen. The short-circuit ring from GND and Vcc iso or connected to one of the two potentials be built. It is essential that the through contact through holes through the metallic layers become, d. H. not next to the metallic layers A, B. be classified. To guide the short-circuit rings over Areas and lines of different potentials too can realize instead of vias Block capacitors are used. Active areas of the GND / Vcc tarpaulins come with a chain of shorting rings includes. Active areas are those that are above or below the GND / Vcc tarpaulin the Buslei described above lines or bus IC.

Die Leiterzüge C, D können auch auf Innenlagen angeordnet werden. In diesem Fall bestehen die äußeren Lagen aus Metallflächen A, B. Die Kurzschlußringe werden wiederum bei Flächen mit gleichen Potentialen durch Durchkontak­ tierungen realisiert und bei Flächen unterschiedlicher Potentiale mittels Blockkondensatoren, s. Anspruch 16. The conductor tracks C, D can also be arranged on inner layers will. In this case, the outer layers are made of Metal surfaces A, B. The short-circuit rings are again for areas with the same potential through contact realizations and with different areas Potentials using block capacitors, see Claim 16.  

Ausgangspunkt für eine weitere vorteilhafte Ausführung ist der Fall, daß eine Multilayerkarte ein oder mehrere GND-Plane aber keine Vcc-Plane, sondern ein Vcc-Leitungssystem besitzt. Das Vcc-Leitungssystem weist hier bei jedem IC einen Blockkondensator auf.The starting point for a further advantageous embodiment is the case that a multilayer card one or more GND tarpaulin but not a Vcc tarpaulin, but a Vcc line system owns. The Vcc line system points here at every IC a block capacitor.

Erfindungsgemäß werden zur Reduzierung der elektromagneti­ schen Abstrahlung die zwischen Vcc-Anschluß des IC und GND-Plane befindlichen Blockkondensatorzuleitungen nicht die bisher üblich, auf kürzestem Weg geführt. Der Block­ kondensatorstromweg wird als Kompensationsleiter in Form eines Leiterzuges unter dem IC geführt. Der Blockkondensa­ torstromweg verläuft vom Vcc-Anschluß des IC unter dem IC bis zum GND-Anschluß des IC und ist dort mit GND-Plane verbunden, vgl. Anspruch 18.According to the invention to reduce the electromagnetic radiation between the Vcc connection of the IC and Block capacitor leads are not located in the GND tarpaulin which was previously the shortest route. The block capacitor current path is in the form of a compensation conductor of a conductor run under the IC. The block condenser Torstromweg runs from the Vcc connection of the IC under the IC to the GND connection of the IC and is there with GND tarpaulin connected, cf. Claim 18.

In einer anderen Ausführung kann der Kompensationsleiter flächig ausgeführt sein, wobei die Leitergeometrie etwa dem Grundriß des IC angepaßt ist. Bei einer bevorzugten Ausführung ist der IC von einer GND-Umfassung mit der bereits beschriebenen Durchkontaktierung zu GND-Plane zumindest neben dem Kompensationsleiter umgeben. Die Anordnung des Kompensationsleiters kann sowohl unter als auch in geteilter Form unter und/oder neben dem IC erfolgen, s. Anspruch 19.In another embodiment, the compensation conductor be made flat, the conductor geometry approximately is adapted to the layout of the IC. In a preferred one The IC is a GND version with the Plating to GND tarpaulin already described surrounded at least next to the compensation conductor. The arrangement of the compensation conductor can both under as well as in split form below and / or next to the IC done, see Claim 19.

In analoger Weise kann auch ein Bus mit einem Kompensati­ onsleiter, der sich unter oder über dem Bus befindet, gekoppelt werden. Die Verbindung des Kompensationsleiters mit GND erfolgt am GND-Anschluß des den Bus treibenden IC.In a similar way, a bus with a compensation can conductor who is below or above the bus be coupled. The connection of the compensation conductor with GND takes place at the GND connection of the IC driving the bus.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Patent­ ansprüche verwiesen.To further explain the invention, reference is made to the patent claims referred.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen. In der zugehörigen Zeichnung zeigenDetails, features and advantages of the invention emerge also from the following description of Ausfüh  examples. Show in the accompanying drawing

Fig. 1 eine zweilagige Leiterkarte mit BUS-GND-System, Fig. 1 is a two-layer printed circuit board with BUS GND system,

Fig. 2 einen Leiterkartenausschnitt mit einer Verzweigung von BUS-GND-Systemen, Fig. 2 is a ladder chart with a branch of BUS systems GND,

Fig. 3 eine Kreuzung eines BUS-GND-Systems mit einem nicht aktiven Leiterzug, Fig. 3 is an intersection of a BUS-GND-system with a non-active conductor line,

Fig. 4 den Anschluß eines IC an ein BUS-GND-System, Fig. 4 shows the connection of an IC to a bus GND system,

Fig. 5 eine Brückenanordnung zur Reduzierung der Öffnung, Fig. 5 shows a bridge arrangement for reducing the opening,

Fig. 6 eine Brückenanordnung zur Ergänzung des GND-Systems, Fig. 6 shows a bridge arrangement to supplement the GND-system,

Fig. 7 die Anordnung von Kompensationselementen für Leiter­ karten und IC, Fig. 7 shows the arrangement of compensation elements for printed circuit cards and IC,

Fig. 8 verschiedene Kurzschlußringstrukturen für GND/Vcc-Plane Multilayer und Fig. 8 different short circuit ring structures for GND / Vcc plane multilayer and

Fig. 9 eine Anordnung von GND-Plane mit Vcc-Leitungssystem in einer Multilayer-Leiterkarte. Fig. 9 shows an arrangement of GND tarpaulin with Vcc line system in a multilayer circuit board.

Fig. 1 zeigt die Prinzipdarstellung eines BUS-GND-Systems. Auf einer zweilagigen Leiterkarte, bestehend aus L-Seite 1, B-Seite 2 und der Isolierschicht zwischen den Lagen 7, werden das auf der L-Seite 1 angeordnete Bussystem 3 oder Leitungen mit hochfrequenten Digitalsignalen von einer weiteren Lage GND 5 überdeckt bzw. hinterlegt. Fig. 1 shows the principle of a BUS-system GND. On a two-layer circuit board, consisting of L-side 1 , B-side 2 and the insulating layer between the layers 7 , the bus system 3 or lines arranged on the L-side 1 are covered or deposited with a further layer GND 5 with high-frequency digital signals .

Die Überdeckung durch das BUS-GND 5 auf der B-Seite 2 muß dabei soweit reichen, daß über Durchkontaktierungen 6 in Abständen von etwa aller 20 mm eine Verbindung zur GND-Umfassung 4 auf der L-Seite erfolgen kann. Die GND-Umfas­ sung 4 stellt dabei die seitliche Eingrenzung des BUS 3 mit GND-Streifen dar.The coverage by the BUS-GND 5 on the B-side 2 must reach such an extent that a connection to the GND enclosure 4 on the L-side can be made via vias 6 at intervals of approximately every 20 mm. The GND-Umfas solution 4 represents the lateral limitation of the BUS 3 with GND strips.

Bei diesem BUS-GND-System wird der BUS 3 vollständig mit GND-Flächen 4, 5 (die auch eine Rasterung/Durchbrüche aufweisen können) abgedeckt und eingegrenzt; Öffnungen dürfen nicht vorhanden sein.In this BUS-GND system, the BUS 3 is completely covered and delimited with GND areas 4 , 5 (which can also have a grid / openings); There must be no openings.

Fig. 2 veranschaulicht eine Verzweigungsstelle von BUS-Signalen. Fig. 2 illustrates a branch point of bus signals.

Der BUS 3.1 auf der L-Seite und der BUS 3.2 auf der B-Seite sind nach Fig. 1 durch die jeweils zugehörige GND-Umfassung 4.1 (L-Seite) sowie 4.2 (B-Seite) und die GND-Abdeckung 5.1 (L-Seite) sowie 5.2 (B-Seite) eingegrenzt.The BUS 3.1 on the L side and the BUS 3.2 on the B side are shown in FIG. 1 by the associated GND enclosure 4.1 (L side) and 4.2 (B side) and the GND cover 5.1 (L Side) and 5.2 (B side).

In der Verzweigungszone A-A-A-A mit der Busdurchkontaktie­ rung Y entsteht jedoch eine Öffnung 8 im GND-System des Busbereiches.In the branching zone AAAA with the bus via Y, however, an opening 8 is created in the GND system of the bus area.

Die Öffnung 8 soll möglichst klein gehalten werden und dabei die Abmessungen von 10 mm × 5 mm nicht überschrei­ ten.The opening 8 should be kept as small as possible and the dimensions of 10 mm × 5 mm should not be exceeded.

An den Eckpunkten X der Öffnung 8 sind beide GND-Systeme (4, 5) mittels Durchkontaktierungen 6 miteinander ver­ bunden.At the corner points X of the opening 8 , both GND systems ( 4 , 5 ) are connected to one another by vias 6 .

In der zeichnerischen Darstellung sind GND 4.1, 5.1 und Leiterzüge 3.1 der L-Seite gepunktet sowie die GND 4.2, 5.2 und die Leiterzüge 3.2 der B-Seite schraffiert darge­ stellt.In the drawing, GND 4.1 , 5.1 and conductor lines 3.1 on the L side are dotted and the GND 4.2 , 5.2 and conductor lines 3.2 on the B side are hatched.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen für die Reduzierung der Störaussendungen bei der Kreuzung eines BUS-GND-Systems mit einer nichtaktiven Leitung zeigt Fig. 3.The application of the measures according to the invention for reducing the noise emissions at the intersection of a BUS-GND-system with a non-active line FIG. 3 shows.

In der Kreuzungszone des BUS 3 mit dem inaktiven Leiterzug 9 ergibt sich eine Öffnung 8 A-A-A-A, in der der BUS 3 auf einem Layer 1, 2 mit GND bedeckt ist. Derartige Öffnungen sind Quellen für Störaussendungen. Die erfindungsgemäße Gestaltung der Öffnung muß deshalb wie folgt ausgeführt werden:In the intersection zone of the BUS 3 with the inactive conductor line 9 there is an opening 8 AAAA, in which the BUS 3 is covered with GND on a layer 1 , 2 . Such openings are sources of interference. The design of the opening according to the invention must therefore be carried out as follows:

  • - Außerhalb des BUS-GND-Systems sind am inaktiven Leiter­ zug 9 keine Maßnahmen erforderlich.- Outside the BUS-GND system, no measures are required on the inactive conductor 9 .
  • - An den Eckpunkten X der Öffnung 8 sind die GND-Systeme 4, 5 beider Layer 1, 2 über Durchkontaktierungen 6 mitein­ ander verbunden.- At the corner points X of the opening 8 , the GND systems 4 , 5 of both layers 1 , 2 are connected to each other via plated-through holes 6 .
  • - Die Öffnung 8 muß klein gehalten werden, günstige Abmessungen sind kleiner gleich 5 mm × 10 mm.- The opening 8 must be kept small, favorable dimensions are less than or equal to 5 mm × 10 mm.
  • - Die GND-Umfassung 4 kann im Bereich der Öffnung 8 mit einer Verbreiterung 10 ausgeführt werden.- The GND enclosure 4 can be carried out in the area of the opening 8 with a widening 10 .

Die Grundanordnung mit der Hinterlegung der GND-Abdeckung 5 auf der B-Seite 2 als BUS-GND entspricht der Darstellung gemäß Fig. 1.The basic arrangement with the depositing of the GND cover 5 on the B side 2 as BUS-GND corresponds to the illustration according to FIG. 1.

Die bei Anschluß eines IC an ein BUS-GND-System erforder­ liche Anordnung und Verschaltung von GND-Flächen zeigt Fig. 4.The arrangement and interconnection of GND areas required when connecting an IC to a BUS-GND system is shown in FIG. 4.

Der IC-Bereich mit den Lötpad 13 ist durch die weiterge­ führte GND-Fläche 4 (GND-Umfassung des BUS-GND-Systems) der L-Seite 1 hinterlegt und mit diesem BUS-GND-System verbunden.The IC area with the soldering pad 13 is deposited by the continued GND area 4 (GND encapsulation of the BUS-GND system) of the L-side 1 and connected to this BUS-GND system.

Auf der B-Seite 2 besitzt der IC-Bereich eine mit aus­ reichendem Rand R von R = 1,5 cm versehene GND-Umfassung 11. Auch die GND-Hinterlegung 4 hat diesen Rand R. Über Durchkontaktierungen 6, die u. a. in den Eckpunkten des IC-Bereiches Z und den Zungen 12 vorhanden sind, sind die beiden GND-Systeme Hinterlegung 4 und Umfassung 11 verbunden.On the B side 2 , the IC area has a GND enclosure 11 provided with a sufficient edge R of R = 1.5 cm. The GND deposit 4 also has this edge R. The two GND systems deposit 4 and enclosure 11 are connected via vias 6 , which are present in the corner points of the IC area Z and the tongues 12 , among other things.

Fig. 5 zeigt die SMD-Variante für einen Brückeneinsatz mit der Zielstellung Reduzierung der Öffnungsweite und damit der Störaussendung. Fig. 5 shows the SMD variant for a bridge used with the objective of reducing the opening width and thus the interference.

Die Öffnung 8 ist durch die Brücke 14 überspannt und wird dadurch in zwei wesentlich kleinere Öffnungen A-B-B-A und B-A-A-B aufgegliedert.The opening 8 is spanned by the bridge 14 and is thereby broken down into two substantially smaller openings ABBA and BAAB.

Die Kontaktierung der Brücke 14 mit dem GND-System erfolgt mittels Lötpad 13.The bridge 14 is contacted with the GND system by means of a solder pad 13 .

Mit der Brückenanordnung auf Leiterzugführungen nach Fig. 6 wird eine nicht geschlossene GND-Fläche so ergänzt, daß sie im Sinne der Aufgabenstellung der Erfindung funktions­ fähig wird.With the bridge arrangement on Leiterzugführungen of FIG. 6 is a non-closed GND surface is supplemented so that it is capable of function in terms of the object of the invention.

Diese Lösung kommt dann zur Anwendung, wenn in einem Leiterkartenbereich keine geschlossene und auch keine mit Öffnungen 8 durchsetzte GND-Fläche 4 ausgebildet werden kann.This solution is used if no closed and also no openings 8 with GND area 4 can not be formed in a circuit board area.

Die Brücke 14.3 erzeugt die Öffnung A-A-A-A und die Brücken 14.1 bis 14.3 erzeugen die Öffnung C-C-C-C. Die Gebiete A-A-A-A und C-C-C-C verhalten sich ähnlich einer GND-Fläche, der BUS ist in diesem Bereich bezüglich Störaussendung und Störeinkopplung geschützt.Bridge 14.3 creates opening AAAA and bridges 14.1 through 14.3 create opening CCCC. The areas AAAA and CCCC behave similar to a GND area, the BUS is protected in this area with regard to interference emission and interference coupling.

Verschiedene Anordnungen von Kompensationselementen zeigt Fig. 7, dabei in Fig. 7.1 Leiterkartenkompensationselemen­ te und in Fig. 7.2 bis Fig. 7.4 IC-Kompensationselemente.Various arrangements of compensation elements, FIG. 7, while in Fig. 7.1 Leiterkartenkompensationselemen and te in Fig. 7.2 to Fig. 7.4 IC-compensating elements.

Die senkrechten Stege 16 in Fig. 7.1 können als Kontakt­ federn ausgebildet sein, die mit GND der Leiterkarte 1, 2 fest verbunden sind und mit ihren Kontaktflächen den Kom­ pensationsleiter 15 kontaktieren. Der Kompensationsleiter 15 ist als Blechstreifen (vgl. auch Fig. 7.4) im umgeben­ den Gehäuse in einem Abstand von ca. 2 cm parallel zur Leiterkarte angebracht. Die Verbindung der Kontaktfedern mit der Leiterkarte kann durch eine Löt-, Klebe- oder Steck­ verbindung erfolgen.The vertical webs 16 in Fig. 7.1 can be designed as contact springs, which are firmly connected to GND of the circuit board 1 , 2 and contact the compensation conductor 15 with their contact surfaces. The compensation conductor 15 is attached as a sheet metal strip (see also Fig. 7.4) in the surrounding of the housing at a distance of about 2 cm parallel to the circuit board. The contact springs can be connected to the circuit board using a solder, adhesive or plug connection.

Bei den IC-Kompensationselementen nach Fig. 7.2 und 7.3 kann der gesamte Speisestrom des IC oder ein durch Strom­ teilung mit einem gegen GND führenden Leiterzug geteilten Strom genutzt werden. Dabei kann das Kompensationselement 15, 16 in den gegen GND führenden Ableitweg des IC-Block­ kondensators 18 gegen GND geschaltet werden, so daß ein Teil des GND-seitigen Blockkondensatorstroms über das Kom­ pensationselement fließt (Fig. 7.2). Weiterhin kann das Kompensationselement als Hilfsenergiezuführung 17 in den zum IC-Anschluß und Blockkondensator 18 führenden Stromweg geschaltet werden (Fig. 7.3). Die dem Blockkondensator 18 abgewandte Seite erhält einen zusätzlichen Blockkondensa­ tor 19.In the case of the IC compensation elements according to FIGS. 7.2 and 7.3, the entire supply current of the IC or a current divided by current division with a conductor path leading against GND can be used. In this case, the compensation element 15 , 16 can be switched to GND-leading discharge path of the IC block capacitor 18 against GND, so that part of the GND-side block capacitor current flows through the compensation element ( FIG. 7.2). Furthermore, the compensation element can be connected as an auxiliary power supply 17 in the current path leading to the IC connection and block capacitor 18 ( Fig. 7.3). The side facing away from the block capacitor 18 receives an additional block capacitor 19 .

Die Stege 16 und der Kompensationsleiter 15 können aus einem gekanteten Blechteil bestehen, s. Fig. 7.4, welches an den unteren Enden der Stege 16 Lötanschlüsse 20 für SMD oder Durchsteckmontage besitzt. Der Rest der Schaltung befindet sich als Leiterzug oder GND-Fläche auf der Lei­ terkarte. Die Höhe des Bauteiles kann etwa 0,5 bis 2 cm betragen.The webs 16 and the compensation conductor 15 can consist of a bent sheet metal part, see. Fig. 7.4, which has 16 solder connections 20 for SMD or push-through mounting at the lower ends of the webs. The rest of the circuit is located on the circuit board as a trace or GND area. The height of the component can be approximately 0.5 to 2 cm.

Fig. 7.5 und 7.6 zeigen geteilte Kompensationselemente 15, 16 für eine IC-Anordnung. Die an den Seiten des IC befind­ lichen geteilten Kompensationsleiters 15 sind dabei an ihren Enden direkt (Fig. 7.6) oder über Stege 16 (Fig. 7.5) elektrisch verbunden und in einem Abstand von 10 mm über der Leiterkarte, den IC überdeckend angeordnet. Fig. 7.5 and 7.6 show split compensation elements 15, 16 for an IC device. The divided compensation conductor 15 located on the sides of the IC are electrically connected at their ends directly ( FIG. 7.6) or via webs 16 ( FIG. 7.5) and arranged at a distance of 10 mm above the printed circuit board, covering the IC.

Fig. 8 zeigt verschiedene Ausführungen von Kurzschlußring­ strukturen für aus GND-Plane A 22 und Vcc-Plane B 23 auf­ gebaute Multilayer. Fig. 8 shows different versions of short-circuit ring structures for multilayer made of GND tarpaulin A 22 and Vcc tarpaulin B 23 .

Das aktive Gebiet wird in einer Lage der Multilayerkarte über und/oder unter der Fläche A 22 und B 23 beschlossen oder abschnittsweise mit einem Leiter C 24.1 und/oder D 24.2 umgeben. Der Leiter C 24.1 kann ca. 10 mm breit sein.The active area is decided in a layer of the multilayer map above and / or below the areas A 22 and B 23 or surrounded in sections with a conductor C 24.1 and / or D 24.2 . The conductor C 24.1 can be approx. 10 mm wide.

Die Kurzschlußringe nach Fig. 8.1 entstehen von der Lage B 23 ausgehend über eine Durchkontaktierung 25, die über eine Bohrung 26 isoliert durch die Lage A 22 führt und mit dem Leiter C 24.1 verbunden ist. Der Leiter C 24.1 besitzt im Abstand von ca. 2 bis 10 cm eine weitere derartige Durchkontaktierung, so daß sich ein Kurzschlußring im Material der Leiterkarte in einer Kurzschlußringebene 21 senkrecht zur Leiterkartenebene bildet. Entscheidend dabei ist, daß der Kurzschlußring durch eine Bohrung 26 in der Lage A 22 geführt wird und damit die Lage A 22 die iso­ lierte Durchkontaktierung 25 einschließt. Mehrere derarti­ ge Ringe können zusammenhängend oder mit Unterbrechungen das aktive Gebiet der Leiterkarte umgeben.The short-circuit rings according to FIG. 8.1 arise from the position B 23 via a through-connection 25 which leads through the position A 22 in an insulated manner via a bore 26 and is connected to the conductor C 24.1 . The conductor C 24.1 has a further such plated-through hole at a distance of approximately 2 to 10 cm, so that a short-circuit ring is formed in the material of the circuit board in a short-circuit ring plane 21 perpendicular to the circuit card plane. It is crucial that the short-circuit ring is guided through a bore 26 in the position A 22 and thus the position A 22 includes the iso-plated via 25 . Several rings of this type can surround the active area of the circuit board in a continuous or intermittent manner.

Von der Fläche A 22 und B 23 isolierte Kurzschlußringe, s. Fig. 8.2 und 8.5, ergeben sich, wenn ein ca. 1 cm breiter Leiter D 24.2 unterhalb vom Leiter C 24.1 unter der Fläche B 23 geführt wird und die Leiter C und D mit zwei im Ab­ stand von 2 bis 5 cm befindliche Durchkontaktierungen 25 zu einem Kurzschlußring zusammengefügt werden. Die Durch­ kontaktierungen werden isoliert über Bohrungen 26 durch die metallischen Lagen A und B geführt. Short-circuit rings insulated from the surfaces A 22 and B 23 , see. Fig. 8.2 and 8.5, result when an approximately 1 cm wide conductor D 24.2 is guided below the conductor C 24.1 below the surface B 23 and the conductors C and D with two vias 25 located from 2 to 5 cm be put together to a short-circuit ring. The through contacts are isolated through holes 26 through the metallic layers A and B.

Ein Kurzschlußring nach Fig. 8.3 ergibt sich, wenn die Lagen A 22 und B 23 mit zwei im Abstand von 2 bis 10 cm befindlichen Kondensatoren 27 verbunden werden.A short-circuit ring according to Fig. 8.3 results if the layers A 22 and B 23 are connected to two capacitors 27 located at a distance of 2 to 10 cm.

Eine weitere Art von Kurzschlußring gemäß Fig. 8.4 ergibt sich, wenn die Blockkondensatoren 27 an der Lage B 23 kontaktiert werden und isoliert durch die Lage A 22 ge­ führt mit einem Leiter C verbunden werden. Der Leiter C und D kann ein Potentialausgleichsleiter oder Schirmleiter sein.Another type of short-circuit ring according to FIG. 8.4 results when the block capacitors 27 are contacted at the position B 23 and insulated by the position A 22 leads to a conductor C. The conductors C and D can be an equipotential bonding conductor or a shield conductor.

Fig. 8.6 beinhaltet die analog vertauschte Anordnung mit Metallflächen 22, 23 auf den Außenlagen und Leiterzügen 24 in den Innenlagen. Dabei ist mindestens das aktive Gebiet 30 mit Metallflächen 22, 23 überdeckt. Des weiteren ist das aktive Gebiet 30 durch die erfindungsgemäßen Kurz­ schlußringstrukturen in Form einer Kette von Kurzschluß­ ringen umgrenzt. Diese Kette entsteht, indem beide Metall­ flächen 22, 23 an den Rändern bzw. an der Umgrenzung des aktiven Gebietes 30 im Abstand von 2 bis 10 cm mittels Durchkontaktierungen 25 verbunden werden. Fig. 8.6 contains the similarly interchanged arrangement with metal surfaces 22 , 23 on the outer layers and conductor tracks 24 in the inner layers. At least the active area 30 is covered with metal surfaces 22 , 23 . Furthermore, the active area 30 is delimited by the short-circuit ring structures according to the invention in the form of a chain of short-circuit rings. This chain is created by connecting both metal surfaces 22 , 23 at the edges or at the boundary of the active area 30 at a distance of 2 to 10 cm by means of plated-through holes 25 .

Fig. 9.1 zeigt eine Multilayer-Leiterkarte mit GND-Plane 22 und Vcc-Leitungssystem 28. Fig. 9.1 a multi-layer printed circuit card with GND plane 22 and shows Vcc line system 28.

Die Anordnung in der oberen Hälfte der Leiterkarte (Fig. 9.1.1) veranschaulicht die bisher übliche Ausführung, wonach die Zuleitungen des Blockkondensators 18 zwischen Vcc-Anschluß des IC 29 und GND-Plane 22 auf dem kürzesten Weg verläuft.The arrangement in the upper half of the circuit board ( Fig. 9.1.1) illustrates the previously customary design, according to which the leads of the block capacitor 18 run between the Vcc connection of the IC 29 and GND tarpaulin 22 by the shortest route.

Die mit der Erfindung vorgeschlagene Anordnung ist im unteren Teil der Leiterkarte (Fig. 9.1.2) dargestellt. Hier ist der Stromweg des Blockkondensators 18 als Kompensationsleiter 15 ausgeführt, der als Leiterzug unter dem IC verläuft.The arrangement proposed by the invention is shown in the lower part of the circuit board ( Fig. 9.1.2). Here, the current path of the block capacitor 18 is designed as a compensation conductor 15 , which runs as a conductor path under the IC.

Der Leiterzug des Kompensationsleiters 15 kann in einer Ausführungsvariante die Form einer Fläche besitzen, die etwa den Konturen eines IC (Fig. 9.2) oder eines Bus (Fig. 9.4) entspricht.In one embodiment variant, the conductor path of the compensation conductor 15 can have the shape of a surface which roughly corresponds to the contours of an IC ( FIG. 9.2) or a bus ( FIG. 9.4).

In der Darstellung nach Fig. 9.2 befindet sich der Kompen­ sationsleiter 15 in einer Lage als metallische Fläche unter dem IC. An den Außenseiten des IC ist eine GND-Umfassung 4 zur IC-Eingrenzung mit Durchkontaktierungen 25 zur GND-Plane 22 in den Eckpunkten und ggf. in Zwischenab­ ständen ( 20 mm) angeordnet.In the illustration of Fig. 9.2, the Kompen sationsleiter 15 is in a position as a metallic surface under the IC. On the outside of the IC, a GND enclosure 4 for IC delimitation with vias 25 to the GND tarpaulin 22 is arranged in the corner points and, if necessary, in intermediate positions (20 mm).

Die gezeigten Anordnungen sind Schnittdarstellungen, wobei der Schnitt außerhalb der Kontaktierungszone des Kompensa­ tionsleiters 15 verläuft.The arrangements shown are sectional views, the section extending outside the contacting zone of the compensation conductor 15 .

Bei der Anordnung nach Fig. 9.3 ist der Kompensationsleiter 15 geteilt ausgeführt; er befindet sich auf beiden Seiten des IC. Der Kompensationsleiter kann aber auch geteilt zwischen den Pad-Reihen 13 des IC liegen.In the arrangement according to Fig. 9.3, the compensation conductor 15 is made divided; it is located on both sides of the IC. The compensation conductor can also be split between the rows of pads 13 of the IC.

Die Fig. 9.4 zeigt einen Bus 3 mit Kompensationsleiter 15, wobei der Kompensationsleiter an einem Ende oder an beiden Enden mit dem GND-Anschluß des den Bus treibenden IC verbunden ist. Der hier eingesetzte Kompensationsleiter 15 besteht aus einem metallischen Streifen von der Breite und Länge des Bus 3; er kann auch aus mehreren parallelen Leiterzügen aufgebaut sein. Fig. 9.4 shows a bus 3 with compensation conductor 15 , the compensation conductor being connected at one end or at both ends to the GND connection of the IC driving the bus. The compensation conductor 15 used here consists of a metallic strip of the width and length of the bus 3 ; it can also be constructed from several parallel conductor lines.

BezugszeichenlisteReference list

1 L-Seite der Leiterkarte
2 B-Seite der Leiterkarte
3 BUS
4 GND-Umfassung
5 GND-Abdeckung, BUS-GND
6 Durchkontaktierungen
7 Basismaterial der Leiterkarte
8 Öffnung A-A-A-A
9 inaktive Leiterzüge
10 Verbreiterung der GND-Umfassung
11 GND-Umfassung im IC-Bereich
12 Zungen
13 Lötpad (des IC)
14 Brücke
15 Kompensationsleiter
16 Stege
17 Hilfsenergieversorgung des IC
18 Blockkondensator
19 zusätzlicher Blockkondensator
20 Lötanschluß des Kompensationselements
21 Kurzschlußringebene
22 GND-Plane A
23 Vcc-Plane B
24 Leiter C, D
25 Durchkontaktierung
26 Bohrungen
27 Blockkondensatoren
28 Vcc-Leitungssystem
29 Vcc-Anschluß des IC
30 aktive Gebiete
1 L side of the circuit board
2 B side of the circuit board
3 BUS
4 GND enclosure
5 GND cover, BUS-GND
6 vias
7 Base material of the circuit board
8 AAAA opening
9 inactive tracks
10 Broadening of the GND coverage
11 GND coverage in the IC area
12 tongues
13 solder pad (of the IC)
14 bridge
15 compensation manager
16 bridges
17 IC power supply
18 block capacitor
19 additional block capacitor
20 Solder connection of the compensation element
21 short-circuit ring level
22 GND tarpaulin A
23 Vcc tarpaulin B
24 heads C, D
25 plated-through holes
26 holes
27 block capacitors
28 Vcc line system
29 Vcc connection of the IC
30 active areas

Claims (20)

1. Anordnung zur Reduzierung der elektromagnetischen Ab­ strahlung bei Leiterkarten und IC, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zweilagigen Leiter­ karte mit der Unterseite (L-Seite) (1) und der Oberseite (B-Seite) (2) der BUS (3) oder Leitungen mit hochfrequen­ ten Digitalsignalen eng zusammengefaßt auf der L-Seite (1) (oder in analoger Anordnung auf der B-Seite) geführt und von GND=Leiterzügen (4), der GND-Umfassung, eingegrenzt sind,
und auf der B-Seite (2) (oder in analoger Anordnung auf der L-Seite) der BUS (3) mit einer GND-Abdeckung (5), BUS-GND hinterlegt ist, und dabei die GND-Abdeckung (5) den BUS (3) seitlich ausreichend überlappt, um in diskreten Abständen Durchkontaktierungen (6) von der GND-Abdeckung (5) zur GND-Umfassung (4) anzuordnen.
1. Arrangement for reducing the electromagnetic radiation from printed circuit boards and IC, characterized in that in the case of a two-layer printed circuit board with the underside (L side) ( 1 ) and the upper side (B side) ( 2 ) of the BUS ( 3 ) or lines with high-frequency digital signals closely summarized on the L-side ( 1 ) (or in an analogous arrangement on the B-side) and delimited by GND = conductor lines ( 4 ), the GND enclosure,
and on the B side ( 2 ) (or in an analogous arrangement on the L side) the BUS ( 3 ) is deposited with a GND cover ( 5 ), BUS-GND, and the GND cover ( 5 ) BUS ( 3 ) overlaps sufficiently on the side to arrange through-holes ( 6 ) from the GND cover ( 5 ) to the GND enclosure ( 4 ) at discrete intervals.
2. Anordnung zur Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung bei Leiterkarten und IC, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kreuzungen und Verzweigun­ gen von BUS-GND-Systemen die sich in der Kreuzungs- bzw. Verzweigungszone des BUS (3) ergebende Öffnung (8) A-A-A-A, in der der BUS (3) auf keinem Layer (1, 2) mit GND (5) bedeckt ist, mit Durchkontaktierungen (6) umrahmt ist, die an den Eckpunkten X der Öffnung (8) angeordnet sind und die GND-Systeme (4, 5) beider Layer (1, 2) verbinden.2. Arrangement for reducing the electromagnetic radiation in printed circuit boards and IC, characterized in that at intersections and branches of BUS-GND systems in the crossing or branching zone of the BUS ( 3 ) resulting opening ( 8 ) AAAA, in which the BUS ( 3 ) is not covered with GND ( 5 ) on any layer ( 1 , 2 ), is framed with plated-through holes ( 6 ) which are arranged at the corner points X of the opening ( 8 ) and the GND systems ( 4 , 5 ) connect both layers ( 1 , 2 ). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Öffnung (8) zweckmäßigerweise 5 × 10 mm betragen.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the dimensions of the opening ( 8 ) are advantageously 5 × 10 mm. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kreuzungen von BUS-GND-Systemen mit inaktiven Leiterzügen (9) die GND-Umfassung (4) im Bereich der Öffnung (8) als Verbreiterung (10) ausgeführt ist.4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that at intersections of BUS-GND systems with inactive conductor lines ( 9 ), the GND enclosure ( 4 ) in the region of the opening ( 8 ) is designed as a widening ( 10 ). 5. Anordnung zur Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung bei Leiterkarten und IC, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß von IC an das BUS-GND-System
  • d) der auf der B-Seite (2) angeordnete IC-Bereich mit GND (4) der L-Seite (1) hinterlegt und mit dem BUS-GND-System verbunden ist,
  • b) der IC-Bereich eine GND-Umfassung (11) aufweist, wobei
  • c) die GND-Hinterlegung (4) und die GND-Umfassung (11) einen über den IC-Bereich hinausgehenden Rand R von mindestens 1 cm besitzen und
  • d) die beiden GND-Systeme Hinterlegung (4) und Umfassung (11) über beabstandete Durchkontaktierungen (6), die insbesondere die Eckpunkte Z des IC-Bereiches und die Zungen (12) umfassen, verbunden sind.
5. Arrangement for reducing the electromagnetic radiation in printed circuit boards and IC, characterized in that for connecting IC to the BUS-GND system
  • d) the IC area arranged on the B side ( 2 ) is deposited with GND ( 4 ) on the L side ( 1 ) and is connected to the BUS-GND system,
  • b) the IC area has a GND enclosure ( 11 ), wherein
  • c) the GND deposit ( 4 ) and the GND enclosure ( 11 ) have an edge R of at least 1 cm beyond the IC range and
  • d) the two GND systems deposit ( 4 ) and enclosure ( 11 ) via spaced through-holes ( 6 ), which in particular include the corner points Z of the IC area and the tongues ( 12 ).
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß weitere GND-Systeme (IC, BUS) an das IC-GND-System anschließen, diese Bereiche den Rand R bilden.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that in the event that further Connect GND systems (IC, BUS) to the IC GND system Areas form the border R. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Durchkontak­ tierungen (6) im Bereich 20 mm liegt.7. Arrangement according to one of claims 1, 2, 5, characterized in that the distance between the vias ( 6 ) is in the range 20 mm. 8. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brücke (14) in Form eines Metallplättchens über der Öffnung (8) so angeordnet ist, daß sie über dieser Öffnung (8) mindestens an zwei gegen­ über liegenden Seiten hinausragt und mit den überstehenden Enden mit dem GD-System kontaktiert ist.8. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that a bridge ( 14 ) in the form of a metal plate over the opening ( 8 ) is arranged so that it projects over this opening ( 8 ) at least on two opposite sides and with the protruding ends are contacted with the GD system. 9. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei hoher Leiterzugdichte und komplizierten Leiterzugführungen zusätzlich zum lediglich aus Teilflächen bestehenden GND-System mehrere Brücken (14) so angeordnet sind, daß hinreichend kleine Öffnungen (8) entstehen und/oder aus Brücken (14) und GND-Teil­ flächen (4) Kurzschlußringe resultieren.9. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that at high conductor density and complicated conductor guides in addition to the GND system consisting only of partial areas, several bridges ( 14 ) are arranged so that sufficiently small openings ( 8 ) are formed and / or bridges ( 14 ) and GND part surfaces ( 4 ) short-circuit rings result. 10. Anordnung zur Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung bei Leiterkarten und IC, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Kurz­ schlußringes mit einer Schleifenebene senkrecht zur Lei­ terkartenebene (1, 2) Kompensationselemente, bestehend aus aus dem Kompensationsleiter (15) und mindestens zwei, mit dem GND-System oder einem Leiterstreifen der Leiterkarte verbundenen Stegen (16) vorhanden sind, wobei der gesam­ te Kompensationsleiter (15) oder nur ein Abschnitt als Teil des Kurzschlußringes außerhalb der Leiterkarte ge­ nutzt wird.10. Arrangement for reducing the electromagnetic radiation in printed circuit boards and IC, characterized in that to produce a short-circuit ring with a loop plane perpendicular to the Lei terkartenebene ( 1 , 2 ) compensation elements, consisting of the compensation conductor ( 15 ) and at least two, with the GND system or a conductor strip of the circuit board connected webs ( 16 ) are present, the entire te compensation conductor ( 15 ) or only a portion as part of the short-circuit ring outside the circuit board is used ge. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der stab- oder flächenförmige Kompensationsleiter (15) in einem Abstand von etwa 1 bis 5 cm parallel zur Leiterkarte (1, 2) geführt ist.11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the rod-shaped or sheet-shaped compensation conductor ( 15 ) is guided parallel to the circuit board ( 1 , 2 ) at a distance of about 1 to 5 cm. 12. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationselemente (15, 16) in einer kleineren Ausführung und in einem Abstands­ bereich von 0,5 bis 2 cm für einzelne IC anwendbar sind, wobei passive IC-Kompensationselemente mit GND verbunden sind und aktive Kompensationselemente direkt oder über einen Stromteiler an die Hilfsenergieversorgung (17) des IC angeschlossen sind, und dabei das Kompensationselement in den gegen GND führenden Ableitweg des IC-Blockkondensa­ tors (18) gegen GND geschaltet ist oder das Kompensations­ element als Hilfsenergiezuführung (17) in den zum IC-Anschluß mit Blockkondensator (bei Stromteilung) oder ohne Blockkondensator (18) führenden Stromweg geschaltet ist, wobei die dem IC-Anschluß abgewandte Seite mit einen zu­ sätzlichen Blockkondensator (19) beschaltet ist.12. The arrangement according to claim 10, characterized in that the compensation elements ( 15 , 16 ) can be used in a smaller version and in a distance range of 0.5 to 2 cm for individual IC, passive IC compensation elements being connected to GND and active compensation elements are connected directly or via a current divider to the auxiliary power supply ( 17 ) of the IC, and the compensation element is connected to the GND discharge path of the IC block capacitor ( 18 ) to GND or the compensation element as auxiliary power supply ( 17 ) in the current path leading to the IC connection with block capacitor (in the case of current division) or without block capacitor ( 18 ) is connected, the side facing away from the IC connection being connected to an additional block capacitor ( 19 ). 13. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die IC-Anwendung die Kompensationselemente Kompensationsleiter (15) mit oder ohne Stege (16) geteilt ausgeführt und an den Enden elektrisch verbunden sind, wobei die geteilten Kompensa­ tionsleiter (15) in einem Abstand von 0,5 bis 10 mm über der Leiterkarte und/oder neben dem IC angeordnet sind.13. An arrangement according to claim 10, characterized in that the compensation elements compensation conductors (15) are performed with or without webs (16) divided and electrically connected at the ends for the IC application, wherein the shared Kompensa tion conductor (15) at a distance from 0.5 to 10 mm above the circuit board and / or next to the IC. 14. Anordnung zur Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung bei Leiterkarten und IC, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Kurz­ schlußringstrukturen bei Multilayer-Leiterkarten eine Kurzschlußringebene (21) rechtwinklig zur Leiterkarten­ ebene im Bereich der GND-Plane A (22) und Vcc-Plane B (23) angeordnet ist, und dabei der Kurzschlußring unter Nutzung des Leiters C (24.1) etwa 2 bis 10 cm auf der Oberseite und/oder mittels des Leiters D (24.2) auf der Unterseite des GND/Vcc-Plane-Systems geführt und mit Durchkontaktie­ rungen (25) geschlossen ist, wobei der Kurzschlußring (24, 25) von GND und Vcc isoliert oder mit einem der beiden Potentiale (22, 23) verbunden ist, sowie die Durchkontak­ tierungen (25) über Bohrungen (26) erfolgen, die abhängig vom Aufbau der Kurzschlußringstruktur durch die metalli­ schen Lagen A, B (22, 23) geführt sind. 14. Arrangement for reducing the electromagnetic radiation in printed circuit boards and IC, characterized in that for the production of short circuit ring structures in multilayer printed circuit boards a short circuit ring level ( 21 ) perpendicular to the printed circuit board level in the area of the GND tarpaulin A ( 22 ) and Vcc tarpaulin B. ( 23 ) is arranged, and the short-circuit ring is guided using conductor C ( 24.1 ) about 2 to 10 cm on the top and / or by means of conductor D ( 24.2 ) on the underside of the GND / Vcc tarpaulin system and with Vias ( 25 ) is closed, the short-circuit ring ( 24 , 25 ) isolated from GND and Vcc or connected to one of the two potentials ( 22 , 23 ), and the vias ( 25 ) via bores ( 26 ), which depending on the structure of the short-circuit ring structure through the metallic layers A, B ( 22, 23 ) are guided. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Kurzschluß­ ringe über Flächen (22, 23) und Leitungen (24) unter­ schiedlicher Potentiale anstelle einfacher Durchkontaktie­ rungen (25) Blockkondensatoren (27) vorgesehen sind.15. The arrangement according to claim 14, characterized in that for guiding the short-circuit rings over surfaces ( 22 , 23 ) and lines ( 24 ) under different potentials instead of simple plated-through holes ( 25 ) block capacitors ( 27 ) are provided. 16. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einer analog vertauschten Anordnung von Leiterzügen (24) und Metallflächen (22, 23) sich die Leiterzüge (24) auf den Innenlagen befinden und die äußeren Lagen (22, 23) aus Metallflächen bestehen, wobei die Kurzschlußringe bei Flächen mit gleichen Poten­ tialen durch Durchkontaktierungen (25) und bei Flächen mit unterschiedlichen Potentialen mittels Blockkondensatoren (27) verschaltet sind.16. The arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that in an analogously reversed arrangement of conductor tracks ( 24 ) and metal surfaces ( 22 , 23 ), the conductor tracks ( 24 ) are on the inner layers and the outer layers ( 22 , 23 ) Metal surfaces exist, the short-circuit rings are connected to surfaces with the same potential by vias ( 25 ) and to surfaces with different potentials by means of block capacitors ( 27 ). 17. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß aktive Gebiete (30) der GND/Vcc-Plane von einer Kette von Kurzschlußringen umgeben sind.17. Arrangement according to one of claims 14 to 16, characterized in that active areas ( 30 ) of the GND / Vcc tarpaulin are surrounded by a chain of short-circuit rings. 18. Anordnung zur Reduzierung der elektromagnetischen Abstrahlung bei Leiterkarten und IC, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausführungen von Multi­ layer-Leiterkarten mit GND-Plane (22) und Vcc-Leitungs­ system (28), also ohne Vcc-Plane (23), die Zuleitungen des Blockkondensators (18) zwischen Vcc-Anschluß des IC (29) und GND-Plane (22) als Kompensationsleiter (15) unter dem IC geführt ist.18. Arrangement for reducing the electromagnetic radiation in printed circuit boards and IC, characterized in that when executing multi-layer printed circuit boards with GND tarpaulin ( 22 ) and Vcc line system ( 28 ), ie without Vcc tarpaulin ( 23 ), the Leads of the block capacitor ( 18 ) between the Vcc connection of the IC ( 29 ) and GND tarpaulin ( 22 ) as a compensation conductor ( 15 ) is guided under the IC. 19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompensationsleiter (15) flächig, mit einer dem Grundriß des IC angepaßten Leitergeometrie ausgeführt ist,
daß der IC mit einer GND-Umfassung (4) eingegrenzt ist, die zumindest im Bereich neben dem Kompensationsleiter (15) Durchkontaktierungen (25) zum GND-Plane (22) aufweist und
daß der Kompensationsleiter (15) unter oder in geteilter Ausführung unter und/oder neben dem IC angeordnet ist.
19. The arrangement according to claim 18, characterized in that the compensation conductor ( 15 ) is flat, with a conductor geometry adapted to the layout of the IC,
that the IC is delimited with a GND enclosure ( 4 ) which has through-contacts ( 25 ) to the GND tarpaulin ( 22 ) at least in the area next to the compensation conductor ( 15 ) and
that the compensation conductor ( 15 ) is arranged below or in a split version below and / or next to the IC.
20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bus (3) mit einem Kompen­ sationsleiter (15) beschaltet ist, der unter oder über dem Bus (3) angeordnet ist, wobei die Verbindung des Kompensa­ tionsleiters (15) mit GND am GND-Anschluß des den Bus (3) treibenden IC vorgesehen ist.20. The arrangement according to claim 19, characterized in that a bus ( 3 ) with a compensation conductor ( 15 ) is connected, which is arranged below or above the bus ( 3 ), the connection of the compensation conductor ( 15 ) with GND on GND connection of the IC driving the bus ( 3 ) is provided.
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