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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Saubere USB-Spannung


Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

ich habe eine Messschaltung (Analoge Spannungen um die 100mV) die mit 5V 
USB betrieben werden soll. Ein PIC wertet die Daten aus und schickt sie 
über einen FTDI-Chip zurück an den PC.

Jetzt habe ich folgendes Problem:
Leider "rauscht" meine USB Ausgang Spg zu stark. Am Laptop ohne Netzteil 
funktioniert alles ohne Probleme, an einem PC funktioniert es an einem 
anderen nicht und am Laptop mit Netzteil geht es auch nicht.

Gibt es einen Baustein, mit dem ich die Versorgungsspannung sehr gut 
glätten kann oder muss ich selbst anfangen mit Filtern die 
Eingangsspannung zu glätten? Hat jemand auf dem Gebiet Erfahrung? Wie 
gehe ich da am besten vor?
Auf dem Schaltplan sieht man welche Maßnahmen bisher getroffen wurden.
(Entspricht der Empfehlung des Datenblatts des FTDI-Chips)


Danke für Eure Hilfe.

Autor: Uwe ... (uwegw)
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Die übliche Methode ist es, mit einem Regler auf 3,3V zu gehen und damit 
die Elektronik zu betreiben...

Autor: Christian R. (supachris)
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Wir verwenden einen Boost-Konverter und erst mal auf 5,3V zu kommen und 
danach einen LDO auf 5,0V für die Analogtechnik.

Autor: Philipp (Gast)
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Sollte C45 nicht 10uF sein und ein Kondensator "mit Polarität"?

Autor: Michael (Gast)
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Philipp schrieb:
> Sollte C45 nicht 10uF sein und ein Kondensator "mit Polarität"?

Warum dieses?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Philipp schrieb:
> Sollte C45 nicht 10uF sein und ein Kondensator "mit Polarität"?

Definitiv nicht. Abgesehen davon, das 10µF an Vusb garnicht 
standardkonform wären, in der Schaltung ist schon der Elko C47 drinnen. 
Mit "erlaubten" 4.7µF.

Autor: Peter (Gast)
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@Uwe:
Ich brauche die 5V! 3,3V funktioniert leider nicht! (Daran hatte ich 
auch gedacht!)

@Christian:
Ok klingt gut und wie genau sieht so ein Boost-Konverter aus? Wie 
aufwendig ist das ganze? - Gibt es alternativen?

@Phillip:
Laut unserem Datenblatt stimmen die 10nF!

Autor: Frank B. (frankman)
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Ich hatte das gleiche Problem, ich habe für die AVCC einen Linearregler 
von TI eingesetzt: TPS73601  mit R1=82K 0,1% und R2 =27K 0,1%.

Der Regler hat einen sehr nidrigen Dropout und eine sehr hohe Common 
Mode rejection.
Mit den Präz-Widerständen kannst du eine Spannung von 4,86V einstellen, 
welche noch im zulässigen Bereich der 5V Vcc liegt. Damit habe ich gute 
Ergebnisse erzielt.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Peter schrieb:
> Ich brauche die 5V! 3,3V funktioniert leider nicht! (Daran hatte ich
> auch gedacht!)

Dann ist USB nicht wirklich die richtige Spannungsversorgung. USB 
garantiert dir nur so 4.2V, und das auch nur, wenn der User "korrekte" 
kabel einsetzt.

Peter schrieb:
> Ok klingt gut und wie genau sieht so ein Boost-Konverter aus? Wie
> aufwendig ist das ganze? -

Spule, Schalter, Diode, Kondensator. Mit fertigen Chips nicht sonderlich 
aufwendig. Such bei Linear oder Maxim oder ... nach passenden Chips + 
Appnotes für das richtige Leiterplattenlayout.

> Gibt es alternativen?

Wenn du nur wenig Strom brauchst: Charge Pumps mit Kondensatoren.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Εrnst B✶ schrieb:
> garantiert dir nur so 4.2V

Nochmal nachgesehen: Es sind 4.35V. Macht für dich aber keinen 
Unterschied, wenn du eh 5V brauchst.

Autor: Peter (Gast)
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Ok externe Spannungsquelle wäre im Notfall eine Alternative. Die aber 
super sauber hinzubekommen ist zumindest mit günstigen Netzteilen auch 
nicht gerade einfach. Wie sehen hier die Möglichkeiten aus?
Einfacher 7805 und ein Netzteil aus dem Baumarkt wird wohl kaum 
ausreichend sein! ;-)

@Frank:
Das klingt für mich sehr gut! Die 4,86V sollten im Rahmen liegen!

Autor: Christian R. (supachris)
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Franks Lösung wird aber nur bei Spannung von 5V oder höher 
funktionieren. Ein Boost-Conveter besteht im Idealfall aus dem Chip, 
Spule, Kondensatoren und 2 Widerständen für die Spannungseinstellung. 
Das wäre der sichere Weg. Am besten auf 5,5V oder 5,6V hoch. Ich hab 
nochmal nachgeschaut, wir machen 5,6V, damit auch bei den max. 5.25V die 
über USB kommen können, der Regler noch sauber arbeitet. Und dann mit 
LDO runter auf 5,0. Das klappt.

Autor: Peter (Gast)
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Ok kann mir einer einen Boost-Converter empfehlen?

Ansonsten externe Spg-Quelle! Was könnt Ihr mir da empfehlen?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Peter schrieb:
> Ok kann mir einer einen Boost-Converter empfehlen?

http://www.linear.com/pc/viewCategory.jsp?navId=H0...

Ins Formular deine Daten (Eingangsspannungsbereich, Wunsch-Spannung am 
Ausgang, Strom) eintragen, suchen lassen, und schon gibts Empfehlungen.

Ggfs macht es Sinn, mit dem Stepup über die 5V hinaus zu gehen, und mit 
einem (guten) Linearregler nachzubügeln. (Wie von superchris und 
frankmann vorgeschlagen)

Musst du aber selber wissen, wie empfindlich dein Analogteil ist.

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