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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Die Ausgänge meines ATmega32 schwingen extrem


Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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Tag alle zusammen.

Eine kleine Erklährung zur Schaltung bei der das Problem auftritt:

Ich habe mir vor kurzem ein Testboard auf einer Streifenrasterplatine 
gebastelt mit dem ich die Programme teste bevor ich sie auf die 
eigentlichen Schaltungen überspiele.
Damit kann ich sicher gehen dass mir wenigstens die Hardware bei der 
Entwicklung keine Probleme macht.

Ich habe alle Pins direkt neben dem IC-Sockel des ATmega32 mittels 
Steckleisten herausgeführt.

Alle am Steckbrett befindlichen Bauteile die am uC angeschlossen sind, 
können mittels Mausklavier weckgeschalten werden.
Am Eingang des Festspannungsreglers sitzt ein 1000uF Elko und auf der 
Schaltung sind einige Elkos und Keramik C's verteilt.
Die normale VCC des uC ist mit einem 100uF Elko und ein paar kleinen 
Keramik-C's gepuffert.
(Den genauen Betrag der Keramik C's weis ich nichtmehr auswendig.)
Die Versorgung des Analogteils wird über ein LC Glied versorgt.


Jetzt zum Problem:
Ab einer ausgegebenen Frequenz von ein paar KHz fangen die Ausgänge an 
extrem zu schwingen.
Dass bedeutet dass nach jeder steigenden bzw. fallenden Flanke das 
Signal mit einer Amplitude von bis zu 0,7V überschwingt und bis zu 1ms 
zum Abklingen benötigt.
(Die Schwingfrequenz weis ich leider jetzt gerade nicht Auswendig.)

Die Ausgänge des ATmega32 sind ca. 20mm nach den Pins vom Rest der 
Schaltung mittels der Mausklaviere abgetrennt.
Die Versorgungsspannung liegt konstant bei 4.9V

Hat jemand einen Tipp wo der Fehler liegen könnte?
Könnte es sein dass das Oszi mich anlügt?

mfg Sepp

Autor: ab-cd (Gast)
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tastkopf erst mal abgleichen
bevor ganz D-land mitschwingt

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Klingt nach Masseproblem des Tastkopfs. Am besten  den Kroko-Clip 
garnicht benutzen, sondern den Massering über der Spitze mit ein paar 
Windungen CuAg-Draht umwickeln und dei Drahtenden direkt mit der 
Schaltungsmasse verlöten, dann sehen die Rechtecke auch rechteckig aus.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Versuch mal, mit dem Massering der Tastkopfspitze direkt (oder mit ganz 
kurzem Kabel) an Masse zu kommen, statt mit dem üblichen 
Krokokabelschwanz. Wenn's dann weg ist, schwingt der Tastkopf.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Bei Frequenzen im MHz-Bereich: 
Beitrag "Brauche Tips beim Oszikauf"

Bei ein paar KHz sollte das hingegen nicht auftreten, bzw. unsichtbar 
sein. Mit welcher Frequenz schwingt das denn? Schwingt auch Vcc mit?

Autor: Falk (Gast)
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@ Sepp -o- (sepp_o)

>Ich habe mir vor kurzem ein Testboard auf einer Streifenrasterplatine
>gebastelt mit dem ich die Programme teste bevor ich sie auf die
>eigentlichen Schaltungen überspiele.
>Damit kann ich sicher gehen dass mir wenigstens die Hardware bei der
>Entwicklung keine Probleme macht.

????

>Ich habe alle Pins direkt neben dem IC-Sockel des ATmega32 mittels
>Steckleisten herausgeführt.

>Alle am Steckbrett befindlichen Bauteile die am uC angeschlossen sind,
>können mittels Mausklavier weckgeschalten werden.

Steckbretter sind notorisch für Probleme bekannt. Es sollte wenigstens 
ein solide gelöteter Aufbau mit IC-Fassungen sein.

>Am Eingang des Festspannungsreglers sitzt ein 1000uF Elko und auf der
>Schaltung sind einige Elkos und Keramik C's verteilt.

Das ist recht diffus. Du musst auf jeden Fall 100nF DICHT am AVR haben 
(<2cm).

>Die normale VCC des uC ist mit einem 100uF Elko und ein paar kleinen
>Keramik-C's gepuffert.

Welche? 1nF oder 100nF?

>Könnte es sein dass das Oszi mich anlügt?

Ja, wenn die Tastköpfe 10:1 sindund extrem dekompensiert.

MFG
Falk

Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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@Alle
Ich werde die Masseanbindung so abänden wie ihr es vorgeschlagen habt 
und dann bescheid geben.

@ab-cd
Die Tastköpfe gleiche ich immer ab bevor ich mit dem Messen beginne.

@Andreas Kaiser
Die Versorgungsspannung ist (sowit es mir das Oszi anzeigt) auch direkt 
am uC "glatt" und hatt keine Spannungseinbrüche.

@Falk
>>Ich habe mir vor kurzem ein Testboard auf einer Streifenrasterplatine
>>gebastelt mit dem ich die Programme teste bevor ich sie auf die
>>eigentlichen Schaltungen überspiele.
>>Damit kann ich sicher gehen dass mir wenigstens die Hardware bei der
>>Entwicklung keine Probleme macht.
>
>????

Hast du schonmal versucht bei einer Mikrocontrollerschaltung den Fehler 
zu suchen wenn du nicht weist ob es ein Software- oder ein 
Hardwareproblem ist?
Desswegen habe ich mir ein Testboard gebastelt um beim Programmieren 
einigermaßen sicher sein zu können dass auftretende Fehler am Programm 
liegen.

>>Ich habe alle Pins direkt neben dem IC-Sockel des ATmega32 mittels
>>Steckleisten herausgeführt.
>
>>Alle am Steckbrett befindlichen Bauteile die am uC angeschlossen sind,
>>können mittels Mausklavier weckgeschalten werden.
>
>Steckbretter sind notorisch für Probleme bekannt. Es sollte wenigstens
>ein solide gelöteter Aufbau mit IC-Fassungen sein.

Die Schaltung ist auf eine Streifenrasterpkatine aufgelötet.
Ich habe mich da leider verschrieben.
Es sollte Testbrett heißen.
Dass man für ein Testboard/Entwicklungsboard (oder wie man es sonst 
nennen will) kein Steckbrett nehmen sollte habe ich aus eigener 
Erfahrung gelernt.

>>Am Eingang des Festspannungsreglers sitzt ein 1000uF Elko und auf der
>>Schaltung sind einige Elkos und Keramik C's verteilt.
>
>Das ist recht diffus. Du musst auf jeden Fall 100nF DICHT am AVR haben
>(<2cm).
>
>>Die normale VCC des uC ist mit einem 100uF Elko und ein paar kleinen
>>Keramik-C's gepuffert.
>
>Welche? 1nF oder 100nF?

Das Testboard hat eine zentrale Versorgungsleiste für Module die an die 
am Mikrocontroller angeschlossen werden können.
Da sitzen ca. alle 30mm ein 100uF Elko und ein 100nF Keramik.

Am IC-Sockel des uC sitzt direkt an den Versorgungspins je ein 100nF 
Keramik(ca. 5mm Abstand zu den Pins) und ein 100uF Elko(ca. 10mm Abstand 
zu den Pins)

mfg Sepp

Autor: nop(); (Gast)
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Die 100uF & 1000uF elkos kannst Du vergessen, die bringen gar nichts. 
Die sind gut fuer Netzteile. Auf Digitalschaltungen braucht man 10nF und 
100nF Keramik, mindestens eins pro chip. Bei Prozessoren je ein Kermaik 
fuer jeden Vcc pin. Am besten hat noch man einen Erdschirm auf der 
anderen Seite der Leiterplatte.

Autor: Michael U. (Gast)
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Hallo,

ich habe bisher mit Steckboard- oder Lochrasteraufbauten bis 16MHz 
Systemtakt mit AVR noch nie Probleme gehabt, die sich nicht als 
Softwarefehler oder Hardwarefehler im Sinne von falsch verdrahtet 
herausgestellt haben.

Meine Randbedingungen: ein paar 100n mehr auf dem Steckbrett schaden 
nicht, können aber helfen, also rauf.

Stromversorgung sinnvoll stecken, möglichst alles von den 
Versorgungsschienen holen, dann stören sich die ICs weniger gegenseitig.
Möglichst kurze Leitungen, keine 20cm, nur weil sie gerade da sind, wenn 
3cm reichen.

Zu Deinem Problem, ohne die wirkliche Ursache zu kennen: selbst wenn es 
so ist, ist die Wahrscheinlichkeit, daß es den Ablauf stört, sehr 
gering.
Die 0,7V liegen selbst bei 3,3V betriebsspannung der Schaltung noch 
nicht in dem Bereich, wo ein anderes IC eine Pegelännderung erkennen 
darf.

Wenn die Sicherheitsabstände allerdings so knapp sind, daß das schon 
stört, dann stört auch jeder andere Störimpuls von außen und die 
Schaltung ist unzuverlässig.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Falk (Gast)
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@ Sepp -o- (sepp_o)

>@ab-cd
>Die Tastköpfe gleiche ich immer ab bevor ich mit dem Messen beginne.

WIE gleichst du sie ab? Ausserdem ist das überflüssig, einmal im Jahr 
reicht das.

>????

>Hast du schonmal versucht bei einer Mikrocontrollerschaltung den Fehler
>zu suchen wenn du nicht weist ob es ein Software- oder ein
>Hardwareproblem ist?

Das ein oder andere Mal schon . . . ;-)

>Desswegen habe ich mir ein Testboard gebastelt um beim Programmieren
>einigermaßen sicher sein zu können dass auftretende Fehler am Programm
>liegen.

Du hast dir eine nette Fehlerquelle gebastelt. Steckbretter sind nicht 
sonderlich zuverlässig. Sagte ich bereits. Ausserdem ist dein Ansatz 
nicht sonderlich brauchbar.. 99% aller Oroblem debuggt man in der 
Zielanwendung und nicht auf nem Extraboard.

>Die Schaltung ist auf eine Streifenrasterpkatine aufgelötet.

Das ist schon was anderes.
Das mit deinen Kondensatoren scheiont OK zu sein. Wichtig sind vor allem 
die 100nF.

MfG
Falk

Autor: Sepp -o- (sepp_o)
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@Alle

Ich habe den Fehler gefunden.
Es war die lange Masseleitung der Tastköpfe.
Mit einer kürzeren Masseleitung waren die Schwingungen weg.

Jetzt werden nur mehr im High-Zustand mit 500KHz 100uV Spannungsspitzen 
angezeigt.
Die dürften aber vom internen Takt(1MHz) des uC kommen.


@ nop()
Wenn man Verbraucher mit höherem Stromverbrauch wie z.B. Servos,... 
anschließt, dann braucht man schon eine etwas bessere Pufferung.


@ Michael U.
>Zu Deinem Problem, ohne die wirkliche Ursache zu kennen: selbst wenn es
>so ist, ist die Wahrscheinlichkeit, daß es den Ablauf stört, sehr
>gering.
>Die 0,7V liegen selbst bei 3,3V betriebsspannung der Schaltung noch
>nicht in dem Bereich, wo ein anderes IC eine Pegelännderung erkennen
>darf.
>
Dass es zu Fehlinterpretationen von Signalen kommen könnte macht mir 
keine Sorgen.
Aber +5,7V bzw. -0,7V könnten für diverse IC's etwas zu viel sein.


@ Falk
>WIE gleichst du sie ab?
Tastkopf an den Rechteckausgang und Masse des Oszis und solange an der 
kleinen Schraube drehen bis das Rechteck sauber dargestellt wird.

>Ausserdem ist das überflüssig, einmal im Jahr
>reicht das.
Kontrollieren ob der Tastkopf richtig abgeglichen ist schadet trotsdem 
nicht.


Nochmals danke für eure Hilfe.

mfg Sepp

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