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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ADC Vcc-Entkopplung laut TI so richtig?


Autor: Maddin (Gast)
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In den Userguides der MSPs findet sich oft das angehängte Bild. Das soll 
deutlich machen, dass die Schleife IC-Pin zum 100nF C und zurück zum 
IC-GND Pin möglichst kurz sein sollte. Das ist OK. Aber warum soll die 
Versorgungsquelle direkt mit dem IC-Pin verbunden werden? Das macht doch 
keinen Sinn. Die aus dem IC austretenden Stromimpulse werden doch dann 
auf die Versorgungsleitung übertragen.

lothars Link sagt auch was anderes.

http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

Whats going wrong?

Gruß

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Da geht nicht viel schief, bedenke, daß die MSP430 nicht gerade zu den 
Hochstromvertretern gehören. Wichtiger als die quasiinduktive 
Entkopplung durch Leiterbahnen ist die Nähe der Abblockkondensatoren.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Maddin schrieb:
> Die aus dem IC austretenden Stromimpulse werden doch dann
> auf die Versorgungsleitung übertragen.
Wichtig ist zuallererst, dass die Cs unmittelbar am IC sitzen. Die 
Leitung zur Spannungsversorgung hat dann noch genug Impedanz um die 
verbleibenden Strompuls-chen abzudämpfen.
Was mich an diesem Bild mal von dieser kleinen Ungereimtheit abgesehen 
viel mehr stört, ist dass hier 2 GND Leitungen an den uC herangeführt 
werden: AVss und DVss.
In der Praxis sind diese beiden Massen irgendwo verbunden (z.B. im 
Netzteil). Wenn aufgrund irgendwelcher Einkopplungen in die 
Vss-Leitungen jetzt ein kleiner Potentialunterschied zwischen diesen 
"Massen" ist, dann fließt ein Ausgleichstrom über den uC...
Und das ist wirklich böse und kann die Genauigkeit des ADC sauber 
zerhageln.

Autor: Maddin (Gast)
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Hm und ich dachte das wäre so wichtig. Aber noch einmal genauer.
Wenn die Dämpfung der Leitung groß genug ist die Pulse zu eliminieren. 
Warum ist es dann wichtig die C´s dicht an den IC zu setzen? Den 
einzigen Sachverhalt den ich damit verbinde ist die Tatsache, dass sich 
hochfrequente Impulse leicht von langen Leitungen in den freien Raum 
lösen. Aber das stört doch nicht in erster Linie andere Komponenten auf 
der Leiterplatte?

Lothar Miller schrieb:
> In der Praxis sind diese beiden Massen irgendwo verbunden (z.B. im
> Netzteil). Wenn aufgrund irgendwelcher Einkopplungen in die
> Vss-Leitungen jetzt ein kleiner Potentialunterschied zwischen diesen
> "Massen" ist, dann fließt ein Ausgleichstrom über den uC...

Ich denke mal die Zeichnug ist einfach so gemeint, dass die beiden 
Massen unterschiedlich gehandabt werden könnnen/müssen. Was der Nutzer 
damit nun macht.... Ich habe gerade meine Bibiliothek an EMV und Design 
Sheets geblättert und da wird ja oft gesagt: "Gemeinsame Massen lokal 
halten und dann an einem Punkt zusammenzuführen". Ob nun im Netzteil 
oder nicht sei doch hier mal bei Seite gestellt. Ich kann deine Sorge 
diesbezüglich (noch) nicht verstehen.


Gruß und besten Dank über bisherige Erklärungen

Autor: Maddin (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Die
> Leitung zur Spannungsversorgung hat dann noch genug Impedanz um die
> verbleibenden Strompuls-chen abzudämpfen.

Beu genauerem Lesen heißt das ja, dass alle Verbindungen zu den Vcc Pins 
von einem Punkt ausgehen sollten/müssen. Eine "Baumstruktur" wäre also 
unvorteilhaft?

Autor: ich (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> In der Praxis sind diese beiden Massen irgendwo verbunden (z.B. im
> Netzteil).
Ist das Netzteil wirklich der richtige Ort für die Verbindung? Ich habe 
gelernt, dass der Verbindungspunkt nahe des Controllers liegen soll. 
Damit entsteht nicht das Problem mit Ausgleichsströmen und dennoch ist 
die Analogmasse sauber getrennt.

Maddin schrieb:
> Beu genauerem Lesen heißt das ja, dass alle Verbindungen zu den Vcc Pins
> von einem Punkt ausgehen sollten/müssen. Eine "Baumstruktur" wäre also
> unvorteilhaft?
Richtig. Eine Leiterbahn hat einen Widerstand. Fließt ein Strom durch 
diesen Widerstand, fällt daran eine Spannung ab. Hängen mehrere 
"Verbraucher" an dieser Leiterbahn wird dieser Spannungsabfall größer - 
die Spannung am Leiterbahnende wird kleiner.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Maddin schrieb:
> Hm und ich dachte das wäre so wichtig.
Es ist nicht unwichtig. Am wichtigsten ist aber, dass man versteht, 
warum das der Idealfall wäre. Dann darf man ruhig auch mal davon 
abweichen.

> Ich habe gerade meine Bibiliothek an EMV und Design Sheets geblättert
> und da wird ja oft gesagt: "Gemeinsame Massen lokal halten und dann
> an einem Punkt zusammenzuführen".
Und was dabei dann gern passiert ist, dass zwar die Massen hübsch 
eingeschnitten auf dem Masselayer herumliegen, aber beliebige Signale 
quer über die Einschnitte fahren.

Und in der Praxis ist das dann (zumindest für Anfänger) einfach eine 
möglichst durchgehende GND-Plane, und die Trennung Digital/Analog oder 
auch Leistung/Sensorik erfplgt einfach durch eine passende Platzierung 
der Bauteile. Damit ist oft schon das Rennen gewonnen... ;-)

ich schrieb:
> Ist das Netzteil wirklich der richtige Ort für die Verbindung?
Nein, denn du hast ja wie beschrieben eine Verbindung am Controller.
>  dass der Verbindungspunkt nahe des Controllers liegen soll.
Schon, aber wie willst du das in der Praxis machen. Da gibt es keine 
wirklich unabhängigen Quellen. Wenn du jetzt mal den Sternpunkt an den 
Baustein legst und deine reale Versorgung aufzeichnest, dann wirst du da 
im Netzteil irgendwelche Kondensatoren einzeichnen müssen (und wenn das 
auch "nur" parasitäre sind). Irgendeine Verkopplung ist da immer...

ich schrieb:
> Richtig. Eine Leiterbahn hat einen Widerstand.
Und es geht noch weiter. Gemäß der Faustformel
Each Millimeter has its Nanohenry
spielt da auch noch eine Induktivität rein. Und diese Induktivität ist 
der Grund, warum möglichst dicht an die (digitalen) Stromversorgungspins 
eines Bausteins diese Entkopplungs- bzw. Pufferkondensatoren müssen.

Um es mal kurz zu sagen:
Auch in Datenblättern und in Appnotes wird manchmal Unsinn erzählt. Und 
der wird auch durch häufige Wiederholung nicht richtiger...
Man sollte nicht auf Anhieb alles glauben. Das gepostete Bild ist an 
sich zumindest unglücklich und ohne den erläuternden Text unbrauchbar.

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