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Printtrafos – ein Ausflug in die Computertechnik

4. Februar 2013 Technik

platineWenn man sich das Innenleben eines Computers einmal genauer anschaut, wird man auf den verschiedenen Platinen kleine kupferne Streifen sehen können. Diese Streifen sind Leiterbahnen, über welche Informationen und Strom an die einzelnen Bauteile geliefert wird. Möchte man nun Bauteile mit diesen Leiterbahnen verbinden, müssen diese natürlich einen ganz bestimmten Aufbau haben, damit man diese überhaupt auf die Platinen setzen kann. In diesem Artikel möchten wir uns ein wenig mit diesem Aufbau beschäftigen und genauer auf Printtrafos eingehen. 

Das Geheimnis der kupfernen Streifen

Die Streifen die man auf den Platinen erkennen kann bestehen aus Kupfer. Diese extrem dünnen Verbindungen wurden in mehreren komplexen Verfahren auf die Platinen aufgedampft. Schicht über Schicht, geschieht dies und ermöglicht es sogar mehrere Platinen übereinander zulegen und miteinander zu verbinden. Richtig! Die Platinenhälfte die man sieht, ist im wahrsten Sinne des Wortes nur die Spitze des Eisberges. Mehrere Platinen werden auf modernen Mainboards übereinander gelegt, um die riesige Menge an Informationen auch schnell weiterleiten zu können. 

Besondere Anforderungen an die Bauteile

Da auf solchen hochmodernen Platinen auf sehr kleinem Raum gearbeitet wird, werden auch die einzelnen Bestandteile der Platine vor ganz besondere Herausforderungen gestellt. Ein Beispiel dafür ist die Ausrichtung der kupfernen Leiterbahnen. Möchte man die Richtung einer Leiterbahn das ändern, so darf man dies auf keinen Fall tun indem man sie einfach in einem 90 Grad Winkel umlegt. Durch diesen Aufbau würde man eine Rückkopplung verursachen und das Signal sich selbst zerstören, sobald eine bestimmte Taktzahl des Prozessors erreicht ist. Stattdessen wird man feststellen, dass jede Leiterbahn auf der Platine in einem 45 Grad Winkel abbiegt. Aber auch die Wärme spielt in diesem Bereich eine wichtige Rolle. Zwar fließen immer nur sehr kleine Ströme durch das Motherboard, aber das eben auch durch sehr kleine Bahnen. Die dadurch entstehende Wärme muss stets abgeleitet werden, um die Leiterbahnen nicht zum schmelzen zu bringen. 

Der Printtrafo

Während man bei normalen Bauteilen, einfache herausstehende Drähte vorfindet, die man in seine Schaltung integrieren kann, sind bei diesem Trafomodell lediglich kleine Lötstifte vorhanden, um ihn zu verbinden. Durch diesen Aufbau kann man den Printtrafo ganz einfach auf die Platine drauflegen und die Stifte am unteren Ende in die Leiterbahnen einlöten. Dieser Trafotyp ist speziell für die elektrotechnische Printtechnik ausgelegt worden, hat aber ansonsten die genau gleiche Funktionsweise wie ein normaler Trafo. Es werden für den Wicklungsaufbau, Spulenkörper in einem Zweikammersystem verwendet, die sich in einem Vakuum im Kunststoffgehäuse befinden. Das sorgt für einen optimale Abtrennung von elektrischen Signalen, die in der Mikrokontrollertechnik so wichtig ist. Ein Transformator erzeugt ein starkes elektrisches Signal, das es ausstrahlt. Wenn sich nun Leiterbahnen in der Nähe befinden, die Signale übermitteln sollen, werden diese Signale durch das elektrische Signal des Transformators verändert. Die Signale sind ungültig und der Übertragungsweg gestört. Ein weiterer Vorteil des luftdicht verschlossenen Kunststoffgehäuses, ist dessen hoher Grad an Robustheit vor Erschütterungen und natürlich auch Feuchtigkeit. 

trafo

Ein Printtrafo verbindet modernste Leiterbahnentechnik mit den Vorzügen eins altmodischen Trafosystems. Jeder der sich mit der Mikrocontrollertechnik beschäftigt, sollte ernsthaft in Erwägung ziehen von nun an Printtransformatoren zu verwenden, um eine höhere Leistungsfähigkeit des Systems zu erreichen.

Über Martin Süße

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