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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannung wirkungsvoll entstören


Autor: Läubi (Gast)
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Also da ich im Momment versuche eine Radioschaltung im Auto zu betreiben
und habe da noch ein wenig mit Störungen zu kämpfen.
Man findet im Web zwar sehr viel über Mögliche Störungen aber nichts
konkretes wie diese am besten zu bekämpfen sind bzw. nur sehr
allgemeine Hinweise, also hab ich selber etwas rumprobiert aber eher
auf der Basis von "was nicht schadet nüzt villeicht", daher wollte
ich meine bisherigen Bemühungen mal gegenchecken lassen und wissen ob
meine weiteren Ideen überhaupt Sinnvoll sind.

Da ich mehrere Schaltungen versorgen muss habe ich einmal eine
generelles "Netzteil" mit:
* Spule in Reihe gegen Spannungspitzen
* Puffern gegen Spannungsabfall (6x6800µF mit Vorgeschalteter Diode
damit nicht der Blinker o. ä. das gleich leerluscht)
* Je Schaltung eine Sicherung + LED als kontrolle das die Sicherung
ganz ist

Von dortaus gehts mit einem Kabel (ca. 20cm) zur Schaltung, dort ist
ein Spannungsregler drann, natürlich mit 100nF am Ausgang und Eingang.

Hat bisher auch recht gut funktioniert (auch mit Audio), doch die
Radioschaltung spinnt rum in der Art als das ich am Frequenzzähler
völlig unmögliche Werte bekomme. Der Empfang ist aber Aktzeptabel und
ich dachte erst das der Fehler beim Frequenzzähler liegt.

Leider sobald der Motor läuft ist alles im Eimer, Empfang starkes
Rauschen, µC spinnt rum, also hab ich von nem Autoradio mal so einen
Filter vorgeschaltet, ging gleich viel besser, mal aufgemacht und siehe
da ein kleiner Trafo und ein Kondesatorm ich denke mal ein L-C Filter?

Das brachte schon Besserung aber Perfekt ist es leider noch nicht,
deswegen hatte ich folgendes noch angedacht:
1) 100µF direkt vor dem Spannungsregler
2) An der Stromversorgungsplatine:
MP3-Y2 10N WIMA, Funk-Entstörkondensator, Klasse Y2
( http://www.reichelt.de/artikeldruck.html?ARTIKEL=M... )
3) eventuell:
BC 101K EMI Entstör-Filter 6A/50V AC, 100pf  0.82 1
( http://www.reichelt.de/artikeldruck.html?ARTIKEL=BC%20101K )
Bin mir aber nicht sicher ob das für diesen Anwendungsfall sinnvoll,
bzw einetzbar ist.

Und natürlich die Frage: Was könnte man noch unternehmen?
Und welchen Einfluß hat es ob man als Ablockkondesator 100n oder 10n
oder 1n nimmt, hab das schon erschiedentlich gesehn aber nie wurde
genauer gesagt was die größe für einen Einfluß auf das Ablockverhalten
hat.

Autor: Max(1) (Gast)
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Die Störungen müssen nicht nur von der Spannungsversorgung herrühren,
man kann sie sich auch mit einem schlechten Layout reinholen. Gerade
Autos sind berühmt-berüchtigt...
Dann gibt es noch die Signalleitungen, über die auch etwas einstreuen
kann. Dieses Thema ist sehr umfangreich (Stichwort: EMV). Jedes Kabel,
jede Leiterbahn kann bei ungünstiger Verlegung wie eine Antenne wirken
und Störstrahlungen einfangen oder aussenden. Meistens ist es besser
(wenn auch nicht einfacher), die Ursachen zu ergründen (also das Layout
/ Gehäuse EMV-technisch zu hinterfragen) als an den Symptomen
herumzubasteln.

Bei den 100nF-Kondensatoren an den ICs finde ich die Bezeichnung
"Abblockkondensator" etwas unglücklich gewählt. Diese Kondensatoren
sind eigentlich als kleine Energiespeicher da, damit die Spannung am
jeweiligen IC nicht zusammenbricht, wenn die Gatter schalten. Im
Prinzip sind diese Kondensatoren eher da, dass die Schaltung nicht nach
aussen hin stört, weil sich Spannungs- und Stromspitzen auf der
Versorgungsleitung tummeln - zumindest ist das mein bisheriger
Wissensstand.

Autor: Läubi (Gast)
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Hm...
Also ich hatte bisher gedacht das die 100nF Kondesatoren dazu dienen um
hofrequenzen abzuleiten die auf den Leitungen auftritt, da für diese der
Kondesator wie eine Brücke wirkt.

Das mit dem Layout da könntest du recht haben, leider habe ich bisher
noch keine EInsteigerfreundliche Beschreibung gefunde wie man den ein
gute Layout aufbaut im bezug auf EMV auser halt die Standard sachen
(Massefläche, 100nf Ablickkondis)

Da solange der Motor aus ist das mit dem Vorgeschaltetem Filter geht,
ging ich halt davon aus das die Störungen (die Frequenz anzeige Sackt
um bis zu  20Mhz ab oder flackert stark, rauschen auf scwachen Sendern)
von der otorelektronik kommt, und ich mir noch Störungen über die
Versorgungsleitung einfange.

Autor: Mike R. (thesealion)
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Dann versuch doch erstmal festzustellen, woher die Störungen kommen.
Ob sie über die Versorgungsleitugnen kommen läßt sich ja ganz einfach
ermitteln, die Schaltung einfach mal mit einer extra Batterie, die
nicht am Boardnetz hängt versorgen.

Wenn es dann besser wird, ist das Netzteil usw. schuld, wenn nicht
fängst du die Störungen noch wo anders auf.

Wobei natürlich auch beides zusammen schuld sein kann.

Autor: Läubi (Gast)
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Ich werde mal in Beide richtungen forschen, wären den die zusätzlichen
Änderungen die ich vor habe generel sinnvoll um die Spannung des
Bordnetzes zu säubern?
oder sagt ihr, ob mit oder ohne das wird keinen Unterschied machen.

Autor: Thomas K. (thkais)
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Ich hatte mal einen ähnlichen Fall mit meiner Wohnungssteuerung. Als die
Fussbodenleger ihren Staubsauger anwarfen, hatte ich eine Lichtorgel,
weil das Ding gewaltig störte. Teilweise hatte ich sogar Resets des µC.
Ich betreibe meine Anlage mit einem PC-Netzteil, das an und für sich
schon recht gut filtern sollte. Zusätzliche Filter, Kondensatoren usw.
usw. brachten rein garnix.
Nach entsprechender Literatur ("EMV-gerechtes Leiterplattendesign")
und eine Platine später machte mir dieser Staubsauger keine Probleme
mehr - ohne zusätzliche Entstörmassnahmen.

Autor: Läubi (Gast)
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Kannst du mir ein paar Tips geben zu einem EMV gerechtem Leiterplatten
Design geben?
Auf was sollte man besonders achten, was sind absolute "nono's"?
WÜrde mir sehr helfen, ich fürchte ich muß dan wohl doch die Platine
nochmal neu entwerfen (es hätte ja auch mal etwas auf Anhib
funktionieren können aber nö g )

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Dann zeige doch mal dein Layout, dann wird man dir deine Fehler schon
zeigen.

...

Autor: Läubi (Gast)
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Na ok, ihr habt es nicht ander gewollt ;)
Es sit noch ein bischen Testzeug dabei, die Stecker an der rechten
unteren Seite gehen zum Display für die Frequenzanzeige.
Frequenzteiler mit U813 ist von Rowaldt.de übernommen,
die drei pins unten links gehen zu einem Präzisionspoti an der Front.
TDA 7040 ist ein Sterodecoder (schaltung ebenfalls am Datenblatt
orientiert)

Autor: Marcel (Gast)
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masseflächen sollten auch mit GND verbunden werden, sonst sind sie
nutzlos oder sogar schädlich ;)

Autor: Thomas K. (thkais)
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Pauschal läßt sich das schlecht sagen.
Zunächst mal stimmt der Einwand von Marcel. Masseflächen nutzen nichts,
wenn sie nicht an Masse angeschlossen sind.
Dann sollte man Schleifen vermeiden, z.B. Deine 5V-Spannungsversorgung
bildet ein "U" und damit eine wunderbare Antenne. Dann vermisse ich
noch Elkos mindestens der 10µF-Klasse vor den Spannungsreglern.
Prinzipiell route ich z.B. die Leiterbahnen der Spannungsversorgung
zuerst, meistens mit 0,24 und die restlichen Leiterbahnen mit 0,16 oder
0,12. Bei einem einseitigen Layout hat man von vornherein ein Problem,
denn es wird gerne GND und Versorgungsspannung auf gegenüberliegenden
Seiten platziert und dann Kammartig vernetzt - das ist nicht gut, das
ist wieder eine Schleifenbildung. Ideal wäre ein doppelseitiges Layout,
so dass GND und VCC auf einer eigenen Seite parallelgeführt werden
können (doppelseitig mache ich auch nicht sehr gerne...).
Also GND und VCC möglichst nah beieinander auf den gleichen Wegen zu
den Bauelementen führen, das ergibt zwar massenhaft Brücken, bringt
aber schon einiges. Der Ausgang des Oszillators sollte mit einer
möglichst kurzen Leiterbahn mit dem µC verbunden werden, weil ein
ziemlich schnell ansteigendes Signal von diesen Dingern geliefert wird.
Mir sind Quarze sympathischer, weil die Schwingungsform eher einem Sinus
ähnelt.
Viel lernen kann man auch, wenn man sich mal professionelle Platinen
anschaut, die sind meistens nach EMV-Gesichtspunkten geroutet.
Sicherlich gibt es auch andere Ansichten, wie eine "saubere" Platine
auszusehen hat, aber ich bin mit diesen Grundregeln bislang recht gut
gefahren.
Was auch Störungen über Signalleitungen vermindert: Die Eingänge so
niederohmig wie möglich machen. Das ist natürlich davon abhängig,
wieviel Strom Deine Signalquelle treiben kann. Es ist aber immer
besser, einen Strom zu übertragen als eine Spannung. Nachteil bei der
Stromübertragung ist dann aber die Abstrahlung bei steilen
Signalflanken... Man muss dann irgendwie den goldenen Mittelweg finden,
und dazu braucht es Erfahrung. In der Anfangszeit habe ich teilweise
5-10 mal das Layout geändert, bis ich mit dem Störungsverhalten (z.B.
Störungen im Radio) zufrieden war, oder bis das System sauber lief.
Inzwischen klappts meistens beim ersten Mal.

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