www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spannungsabfall


Autor: Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,


ich habe ein kleines Problem mit meiner Schaltung. Wenn die CPU anfängt 
zu Rechnen gibt es einen schönen ripple auf der VCC (nicht groß, am Oszi 
aber gut sichtbar).

Wie kann ich über die Fläche vom Spannungseinbruch, Zeit * dV, einen 
geeigneten Kondensator berechnen. der den Einbruch blockt ? Ich steh da 
etwas auf dem Schlauch, geht es überhaupt ohne den Strom zu kennen ?


Danke!

Autor: Marcus W. (blizzi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Musst du das wirklich berechnen?

Welcher Prozessor ist es denn?
Normalerweise nimmt man 100nF und vielleicht noch einen Elko, so 10µF 
dürften reichen.

Gruß

edit: Diese Kondensatoren kommen IMMER hin, nicht erst wenn Störungen 
auftreten :)

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Und die Kondensatoren kommen immer so dicht es geht an den Störer und 
der Strom muß über diesen Kondensator fließen können, also direkt über 
die Anschlußpads. Es macht keinen Sinn, einen Block-Kondensator mit 
Leitungen an ein schwinggefährdetes System anzubinden, da diese wieder 
eine Induktivität und einen Widerstand haben, was die Wirkung des 
Kondensators herabsetzt oder ganz zunichte macht.

Autor: Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

ja, ich wollte es wenigstens einmal in meinem Leben berechnen ;-). Die 
üblichen Kondensatoren sind drin und es sind auch nur ein paar 10mV.

Autor: Matthias Kohl (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich muss sagen ich hab mich auch schon gefragt wie man das wohl 
berechnen würde.

vlt ganz einfach so?

       I(Strom der den Rippel verursacht)
C = --------
     U * f(Frequenz von "I")

Autor: Marcus W. (blizzi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
10 mV Ripple bei 5 V sind grade mal 0,2%.
0% Ripple bekommst du nie hin, schon gar nicht NUR mit einem 
Kondensator.
Wenn der µC plötzlich Strom zieht, so gibt es unweigerlich einen 
Spannungsabfall am Eingangspin. Die Größe kann man zwar verringern, aber 
ganz eliminieren kann man das nicht.

Ein Tiefpass könnte vielleicht noch bissl was bringen.

Wie man das berechnet? Ööh, steht in google, das Stichwort kennst du ja 
jetzt :)

Autor: Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Marcus W.

ein paar 10mV sind z.B. 40mV oder 70mV und die Spannung beträgt 3.3V. 
Das sind etwa 2%. Ich kann mir nicht vorstellen das man durch einen 
Tiefpass den DC/DC-Wandler entlasten kann, weil der zu langsam ist, oder 
irre ich mich da ?

Autor: Marcus W. (blizzi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hab da was gefunden:
Quelle:
http://www.elektroniknet.de/home/bauelemente/fachw...
> Cbypass = Isurge / (2π x fnoise x Uripple) (3)

Aber wie gesagt, ganz verhindern kann man den Ripple nicht.
Der Ripple ist meistens nicht konstant, sondern ändert sich je nach dem 
was der µC gerade macht. Die Spannungsquelle und die Leitung zum µC 
haben einen (Innen-)Widerstand. Usw.
Daher kann man auch kein exakten Filter vorschalten.

Autor: Matthias Kohl (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich war zumindest... nah dran.

Ich frag mich ja woher das "2PI" kommt am kopf kratz

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Welche Frequenz hat der rippel? Das hast Du nicht geschrieben. Die 
Taktfrequenz, eine runtergeteilte oder gar 50Hz oder 100Hz.

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
...vielleicht die Kreishaus-Frequenz.

Autor: Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Wolf:

8Mhz Cpu AVR und ~16KHz ripple. Ich mach heute Abend mal ein paar Bilder 
von Strom und Spannung am Oszi.. Die "Rechnung" ist ein Datentransfer 
auf der SPI mit etwa 4MHz.

Das die CPU in diesem Zustand etwas mehr Strom verbraucht und der DC/DC 
nicht so schnell liefern kann ist mir soweit klar. Evtl. liegt es auch 
an etwas anderem, aber ich wollte es erstmal mit einem "berechneten" 
Kondensator versuchen.

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ahh, ein DC/DC-Wandler drin, warum sagste das nicht gleich. Jetzt gibt 
es noch mehr Möglichkeiten zur Auswahl.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>...vielleicht die Kreishaus-Frequenz.

Kreisfrequenz  w = 2 * pi *f

w = kleines omega

siehe auch hier
mathematische ableitung der Formel

Beitrag "kondensator über spannungsteiler laden"

Gruss Helmi

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Wobei
deine gewünschte maximale Welligkeit ist,
der Stromflusswinkel. Günstig ist 0.6.
ist der Mittelwert des Stroms.

Quelle:

  http://prof-gossner.eu/pdf/06-Netzgleichrichter.pdf

Autor: Wolf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Könnte es sein, daß Du den rippel erst mit dem Meßkopf draufgibst?

Autor: Marcus W. (blizzi)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias Kohl wrote:
> Ich war zumindest... nah dran.
>
> Ich frag mich ja woher das "2PI" kommt *am kopf kratz*

Kreisfrequenz: omega(w) = 2  pi  f

Genauer (Zeigerrechnung):

U/I = Xc
=> U/I = 1/wC
=> I/U = wC
=> I/(U*w) = C
=> I/(U*2*pi*f) = C


@ Werner

Wenn du schon dabei bist könntest auch ein Bild von dem Teil der 
Schaltung machen, z.B. wie die Stromversorgung geroutet ist.

Autor: Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Wolf:

Nein, auf keinen Fall. In den Transferpausen ist alles ruhig.

Autor: Werner (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok, ich habe jetzt mal ein Bild mit den beiden unterschiedlichen 
CPU-Phasen gemacht. Ich hoffe es ist nicht zu groß, sorry.

Es geht um den oberen Bereich der durch die Marker begrenzt wurde 
(~80mV). Das System befindet sich an einer Stromversorgung bei ~3.3V. 
Gemessen wurde kurz hinter den Stützkondensatoren vom DC/DC.

Das erste Bild zeigt den Ruhezustand. Die beiden anderen Bilder Zeigen 
die Transferphase. Das zweite mit identischer Zeitbasis zum ersten und 
das dritte  mit einer kleineren Zeitbasis um die "welligkeit" des 
Signals zu sehen.

Das System läuft mit 3V und der Ruhezustand liegt bei etwa 100uA und 
beim Transfer werden etwa 20mA benötigt.

Ich habe eine weitere Messung mit Batterien (~2.6V) gemacht (keine 
Bilder). Die Signale sehen in etwa gleich aus, sind aber von der 
Amplitude etwas gedämpfter.


Kann man da noch etwas machen ?


Danke!

Autor: Hase (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

dieser Sprung von Ruhezustand und Transfer sieht nicht gesund aus. Hast 
du den FB-Kreis geglättet ?


Gruß,

alter Hase.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.