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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rechteckspannung stabilisieren


Autor: Juergen Bross (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe mal eine Frage zur Berechnung eines Stützkondensators bei
Gleichrichtung einer Rechteckspannung. Die Rechteckspannung ist
eigentlich eine Gleichspannung von 17V (im Leerlauf ohne Last). Diese
dient aber immer mal wieder der Datenübertragung. Ich habe ein Bild zur
Veranschaulichung angehängt (Achtung: Bitdauer = 50us nicht 50ms wie im
Bild!).
Aus dieser Spannung möchte ich die 5V Gleichspannung für die Versorgung
einens Microcontroller inkl. etwas Peripherie generieren. Das Ganze per
Einweggleichrichtung, Z-Diode und Siebkondensator.

Bei Einzelbitbetrachtung ist der Worst-Case wenn zwei logische 1 (= 0V)
nacheinander kommen und darauf nur eine logische 0 (= 17V) folgt und
danach wieder zwei logische 1 (= 0V) kommen.
Ein Bit dauert 50us, es werden immer 20 Bits nacheinander übertragen.
Danach herrscht für 15ms wieder Ruhe (= 17V). Dann werden die nächsten
20 Bits übertragen. Die ersten 2 Bits sind immer 1 (= 0V), die
nachfolgenden immer paarweise entweder 01 oder 10. Es werden also 2
Startbits 00 und danch 9 Bitpaare übertragen (2 + 2*9 = 20 Bits).

Und nun ist die Frage: Wie berechne ich die Kapazität des
Siebkondensators in Abhängigkeit der Stromaufnahme der
Microcontroller-Schaltung?

Grüße

Jürgen

Autor: Hubert.G (Gast)
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Nachdem ein Spannungsregler (7805) warscheinlich verwendet wird, sollten
je mA / 1µF genügen. Das größere Problem dürfte allerdings die Belastung
der Signalquelle und das damit verbundene Verschleifen der Signale sein.
Hier sind wohl die größeren Schaltungsmaßnahmen zu treffen.

Autor: Juergen Bross (Gast)
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Hallo Hubert,

danke für die schnelle Antwort.

Gelten die 1µF pro 1mA auf bei Verwendung einer Stabilisierung über
Z-Diode und Stützkondensator statt 7805?

Grüße

Jürgen

Autor: Hubert.G (Gast)
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Mit Stabilisierung über Z-Diode habe ich bei µC keine gute Erfahrung
gemacht, speziell wenn die Ausgänge dann auch noch etwas Strom liefern
sollen. Die 1µF pro 1mA sind ein Erfahrungswert mit einem 7805. Damit
liegt man bei pulsierender Eingangsspannung auf der sicheren Seite.

Autor: Juergen Bross (Gast)
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Hallo Hubert,

was genau waren denn die negativen Auswirkungen bei deiner Schaltung
mit µC und Stabilisierung der Versorgungsspannung nur über Z-Diode?

So rein theoretisch treten die Probleme ja bei entsprechenden
Stromschwankungen auf. Der Bereich, den so eine Z-Diode ausregeln kann
ist ja relativ klein im Vergleich zu einem 7805. Ich dachte deshalb
daran, die Stromaufnahme der Gesamtschaltung möglichst konstant zu
halten.

Grüße

Jürgen

Autor: Hubert.G (Gast)
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Die Spannungsquelle war nicht sauber und der Strom schwankte zwischen 15
und 45 mA. Der 2313 machte nicht reproduzierbar die eigenartigsten
Dinge, obwohl die Spannung am Oszi gar nicht so schlecht aussah. Mit
einem 7805 war der Spuk vorbei. Seitdem probiere ich das gar nicht
mehr.

Autor: Juergen Bross (Gast)
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Hallo Hubert,

vielen Dank für deine Erläuterung. Ich werde mir das Ganze nochmal
durch den Kopf gehen lassen.

Grüße

Jürgen

Autor: TravelRec. (Gast)
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Hmmm, sieht mir verdammt nach Digitaler Modellbahn aus ;-). Also ich
würde ein R von so etwa 33-47 Ohm, gefolgt von einer Schottky-Diode in
Serie nehmen und danach den Stützkondensator nach Masse. Somit wird
dieser relativ langsam aufgeladen (belastet also das Signal nicht so
arg), entläd sich nicht zurück über die Quelle und siebt dafür auch
anständig. Bei der recht hohen Signalfrequenz dürften 100µF/25V
ausreichen. Dann den 7805 mit 100nF beidseitig entkoppeln und nochmal
10µF an den 5V Ausgang. Damit sollte Dein Prozi wie ein Kätzchen
schnurren ;-). Im Prozi die Fuses für BrownOut setzen und lange
Einschwingzeit für den Taktgenerator wählen.

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