Hallo! Ich betrete mit Elektronik Neuland und hänge momentan beim Verständnis vom usbasp Schaltplan an der Stelle fest, wo 2 Kondensatoren parallel geschaltet sind. Wofür ist das gut? Nach allem was ich bis jetzt recherchieren konnte bewirkt das nur, dass nach Trennung von der Stromquelle noch die Schaltung noch ein bisschen Strom bekommt?! Aber wofür sollte das gut sein? Danke euch ;-)
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So ganz fit bin ich bei dem Thema zwar auch net, aber der 100nF sollte ein Keramikkondensator zum Entstören sein und der 10uF sollte die Gleichspannung weiter glätten, bzw. Spannungsschwankungen ausgleichen
oder anders ausgedrückt der 100 nF glättet (filtert) die hochfrequenten (Wechselstrom) und der 10µF die niederfrequenten Spannungsschwankungen, damit ein Gleichstrom ohne Störungen herauskommt.
Das hat was mit der Stromversorgung für das IC zu tun. Sieh dir mal das an: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung Vielleicht hilft das weiter ;-)
> Und warum ist das so?
Das kann man leider mit ein paar dürren Worten nur schlecht erklären, es
hat hauptsächlich damit zu tun, dass die Kondensatoren keine idealen
Bauelemente ohne parasitäre, störende Eigenschaften sind.
Mit steigender Kapazität macht sich schon bei immer niedigeren
Frequenzen die Serieninduktivität eines Kondensators bemerkbar und
verschlechtert die Eigenschaft, Strom aufnehmen und wieder abgeben zu
können zunehmend.
Im Wiki sollte mehr dazu zu finden sein.
Puh. Ich sollte mir glaube ich ein ordentliches Buch zulegen. Danke für eure Hilfe... aber ich bin noch immer recht verwirrt. Vor allem der Link von Lothar Miller hat mich ein wenig irritiert... räusper Wohl gehört das hier nicht her, aber was ist denn eine geeignete Lektüre für Dummies? ;-)
Wenn der IC kurzzeitig mehr Strom zieht, fällt die Spannung ab, was zu vermeiden ist. In diesen kurzen Zeiten (µs-Bereich) wird die Schaltung vom 100nF-Kondensator gespeist. Dieser sollte möglichst nahe an den Stromanschlüssen des ICs platziert werden und jeder IC bekommt einen eigenen Kondensator. Weil die Versorgungsspannung (Gleichspannung) aus dem Stromnetz (Wechselspannung) erzeugt wird, gibt es Spannungsschwankungen im 100Hz-Takt. Um diese auszugleichen braucht man den 10µF. Dieser gehört sich nach den Spannungsregler bzw. an den Anschluss des Steckernetzteils. Funktionsweise (bei beiden gleich): 1. Der Kondensator wird auf 5V aufgeladen. 2. Die Spannung geht kurz herunter auf z.B. 4,8V. 3. Der Kondensator versorgt die Spannung weiterhin mit 5V. 4. Bevor der Kondensator leer wird und auch dort die Spannung niedriger wird, ist die Versorgungsspannung wieder bei 5V.
Wundervoll! Also sind in diesem Fall die Kondensatoren "Buffer"?! Das wurde wie ich sehe bereits gesagt, aber nun realisiere ich es erst... Und warum sind genau diese Kapazitäten notwendig? Wie berechne ich diese? Warum sind das genau 2 Kondensatorem in dieser Anordnung? Würde ein Kondensator nicht das Selbe leisten wenn es einen mit der Kapazität von C1+C2 gäbe?
Um da richtig durchzublicken muss du versuchen dir Wissen zum Thema Wechselstrom-Ersatzschaltbilder, parasitäre Effekte und EMV aneignen. Dass ein Kondensator oder eine KEiterbahn Eigenschaften eines Widerstands und deiner Induktivität haben kann, ein Mikrocontroller für Nano- oder Mikrosekunden Ströme von einigen Ampere "ziehen" kann und dabei Störsignale mit breitem Frequenzspektrum und hohen Frequenzen entstehen etc. ist nicht mal eben so auf Wikipedia nachzulesen. Das lernt manch ein E-Techniker im 3. oder 4. Semester. Du könntest evt. auf Seiten von Unis nach passenden Skripts suchen. Weniger umfangreich als Bücher aber oft kurz und bündig.
P.S.: Keramikkondensatoren haben aufgrund ihrer Bauweise und des verwendeten Dielektrikums ganz andere Eigenschaften als ein Elektrolytkondensator wie z.B. eine wesentlich geringere Induktivität und tendentiell geringeren Serienersatzwiderstand... daher ist er besser geeignet hohe Frequenzen zu filtern. Ebenfalls spielt die geringere Kapazizät dabei eine Rolle. Ein Elko wird i.d.R bei ein paar hundert kHz oder MH einfach nur warm :). Wie gesagt: Lesen bildet :)
Hallo Sven, >Wundervoll! Also sind in diesem Fall die Kondensatoren "Buffer"?! Ja genau. >Und warum sind genau diese Kapazitäten notwendig? Sind sie garnicht. Du kannst auch vollkommen andere verwenden. Es müssen eben nur die richtigen sein... >Wie berechne ich diese? Oft werden diese garnicht berechnet, sondern man verwendet gerne grundsätzlich 100nF bei jedem oder jedem zweiten Chip. Andere verwenden immer 47nF Kondensatoren, wieder andere 10µF Kondensatoren. >Warum sind das genau 2 Kondensatorem in dieser Anordnung? Meistens reicht einer. Wenn nicht, nimmt man gerne zwei oder auch drei. Die Idee der Parallelschaltung ist die, daß jeder Kondensator für einen bestimmten Frequenzbereich otpimal funktioniert. Beim Entkoppeln wird viel nach Gefühl gemacht, Sven. Selten wird wirklich etwas berechnet... Kai
@ Kai Klaas, > Beim Entkoppeln wird viel nach Gefühl gemacht, Sven. Selten wird > wirklich etwas berechnet... Wenn die Schaltungen anspruchsvoller werden (High Speed, FPGAs mit vielen Spannungsebenen etc.) kommt man damit nicht weit. Hier muss man rechnen ... > Meistens reicht einer. Wenn nicht, nimmt man gerne zwei oder auch drei. > Die Idee der Parallelschaltung ist die, daß jeder Kondensator für einen > bestimmten Frequenzbereich otpimal funktioniert. Das Problem hiermit ist bei ungünstiger (nicht berechneter !) Wahl der Kondensatorkapazitäten das Parallelresonanzen auftreten können - quasi ein Ozillator ! Das ganze ist aber wie bereits erwähnt nur für wirklich schnelle Schaltungen ein Thema, die AVRs kommen i.d.R. ohne Kondensatorgruppen zum Abblocken aus. Hier reicht ein C wohl aus. Gruss Uwe
> Hier reicht ein C wohl aus. Einer ist besser als keiner ;-) Der sollte aber sinnvoll angeschlossen sein. > Hier reicht ein C wohl aus. Aber was ist mit Avcc?
Hallo Lothar, > Einer ist besser als keiner ;-) Genau, und viel hilft viel ;-) > Der sollte aber sinnvoll angeschlossen sein. Das ist doch selbstverständlich. >> Hier reicht ein C wohl aus. > Aber was ist mit Avcc? Wenn du alle 10Bit des ADCs nutzen willst (ja, ich weiß, das letzte Bit zappelt ganz ordentlich), dann ist eine Kombination von 100nF und ein 10µF C ok. Allgemein gesagt sollten die Werte der Kondensatoren aber möglichst weit auseinanderliegen, um das bereits erwähnte Parallel-Resonanzproblem zu vermeiden. Gruss Uwe
@Sven Ich bin auch noch Elektronik-Neuling, aber ich glaube, an jedem IC 100nF und insgesamt nochmal so mind. 10 µF
Hi!! Ihr redet von "Entkoppeln", aber das ist doch nicht der Sinn und Zweck der Kondensatoren!? Darauf muss man nur bei der Anordnung achten oder???
@ Noch ein Gast (Gast), > Ihr redet von "Entkoppeln", aber das ist doch nicht der Sinn und Zweck > der Kondensatoren!? Darauf muss man nur bei der Anordnung achten oder??? Doch, genau das ist der Sinn dieser Cs. Sie entkoppeln die Powerplane von den IC Pins. Der beim Schalten (im innern der ICs) enstehende hohe Strombedarf soll primär von den Cs abgefangen werden um den Ripple auf der Vorsorgungsschiene möglichst gering zu halten. Gruss Uwe
Hallo zusammen, hier ist eine gute Zusammenfassung zu eurem Themengebiet. http://www.rn-wissen.de/index.php/Abblockkondensator
Hallo Uwe, >Das Problem hiermit ist bei ungünstiger (nicht berechneter !) Wahl der >Kondensatorkapazitäten das Parallelresonanzen auftreten können - quasi >ein Ozillator ! Vollkommen richtig! Hier reagiert oft die Kapazität des kleinen Kondensators mit der Induktivität des großen und gibt unter Umständen ein gewaltiges Impedanzmaximum, wo praktisch keine Entkopplungswirkung mehr besteht. Man kann diese gefürchteten Resonanzen unterdrücken, wenn der größere Kondensator genügend Serienwiderstand hat zur Bedämpfung. Deswegen ist beispielsweise ein radialer (!) 10...100µF Aluminiumelektrolyt-Kondensator + 100nF keramisch eine gute Kombination, oder auch 2,2µF Tantal + 100nF keramisch. Katastrophal wäre beispielsweise 4700µF axial + 10n keramisch. Schlecht ist auch 10n keramisch + 1n keramisch + 220pF keramisch. Da keramische Kondensatoren sehr niedrige Innenwiderstände besitzen, gibt es hier oft katastrophale Impedanzmaxima. Heute sollte man, wenn es geht, auf solche Parallelschaltungen unterschiedlicher Kondensatoren verzichten und lieber einen keramischen High-Cap verwenden, der in winziger Ausführung (z.B. 0805) Kapazitäten bis weit über 10µF liefert. Dann hat man beides, niedrige Serieninduktivität durch kleine SMD-Bauform und große Kapazität. Falls die Induktivität noch zu hoch ist, kann man auch zwei identische solcher keramischen High-Caps parallelschalten. Bei identischen Kondensatoren gibt es in der Regel keine störenden Resonanzen. Kai
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