Warum braucht man einen Spannungsregler

Thomas schrieb:

> mal eine dumme Frage: ich habe immer gemerkt dass ein microcontroller
> nie z.B. direkt von einer USB-spg oder power supply (ggf mit einem
> Spannungsteiler) versorgt wird, sondern immer ueber einen
> Spannungsregler (LDO, oder DC-DC, oder op amp). Warum denn das?

Weil du vermutlich immer nur auf Controller geschaut hast, die mit 3,3V 
betrieben werden. Und USB weit mehr als 3,3V liefert.

Weil Spannungswandler eine stabile Ausgangsspannung liefern. Bei 
Spannungsteilern hingegen wissen wir, dass die Spannung vom 
Lastwiderstand abhängt. Damit diese Schwankung nicht allzu groß 
ausfällt, bestimmt man den Strom durch den unteren Widerstand als ein 
10-faches des Nennstromes der Last. Dies funktioniert allerdings nur bei 
konstanter Last. Außerdem wäre ein Spannungsteiler die reinste 
Verschwendung.

Thomas schrieb:
> Wenn wir den uC als
> Widerstand bettrachten, wenn er weniger Strom zieht, wuerde auch seine
> Spg sinken, also er braucht einen Regler, oder?

Umgekehrt: Wenn er weniger Strom zieht, dann ist sein (imaginärer) 
Widerstand höher. Hättest du jetzt einen festen Vorwiderstand würde an 
dem nicht mehr genügend Spannung abfallen und der µC würde eine zu hohe 
Spannung bekommen.
Also braucht man einen Regler der die Spannung unabhängig vom gerade 
benötigten Strom konstant hält.

Das ist alles nur die Haelfte der Wahrheit.
Ein uC wuerde auch direkt am Bus laufen, wenn er mit 5V klarkommt. Die 
Datenleitungen bei USB haben aber nur Pegel zwischen 0 und 3V3. Wenn der 
uC direkt auf 3V3 laeuft, braucht man keine Pegelwandlung! Soweit ich 
weiss ist USB direkt so konzipiert worden: Ne hoehere 
Versorgungsspannung, von der man gut und stabil auf die Pegel der 
Datenleitungen regeln kann.

Komplexer Widerstand schrieb:
> Udo Schmitt schrieb:
>> Wenn er weniger Strom zieht, dann ist sein (imaginärer) Widerstand höher.
>
> Warum sollte der Widerstand imaginär sein, der µC wird sich in seiner
> Stromaufnahme doch kaum wie eine Spule oder Kondensator verhalten.

Ein Mikrocontroller (oder jeder andere CMOS-IC) zieht wärend den 
Schaltvorgängen seiner internen Transistoren viel Strom. Wenn er mit 
Schalten fertig ist, zieht er so gut wie gar keinen Strom mehr. Je nach 
dem mit welcher Frequenz den µC läuft zieht er so ca. 1.000.000 - 
100.000.000 Stromspitzen pro Sekunde. Und die können je nach µC mehrere 
hundert mA betragen! Im DURCHSCHNITT verhält er sich wie ein Widerstand 
- aber auch nur, wenn er die ganze Zeit das Selbe tut und nicht in den 
Energiesparmodus geht...


Gruß
Jonathan

Boris schrieb:
> Komplexer Widerstand schrieb:
>> Warum sollte der Widerstand imaginär sein, der µC wird sich in seiner
>> Stromaufnahme doch kaum wie eine Spule oder Kondensator verhalten.
>
> Das "Imaginär" ist in diesen Fall als ein Sammelbegriff für alles
> „Bildhafte“ zu verstehen.

Nur ist imaginär in der Elektrotechnik schon anders besetzt und daran 
sollte man sich halten.

Helmut Lenzen schrieb:
> Boris schrieb:
>> Komplexer Widerstand schrieb:
>>> Warum sollte der Widerstand imaginär sein, der µC wird sich in seiner
>>> Stromaufnahme doch kaum wie eine Spule oder Kondensator verhalten.
>>
>> Das "Imaginär" ist in diesen Fall als ein Sammelbegriff für alles
>> „Bildhafte“ zu verstehen.
>
> Nur ist imaginär in der Elektrotechnik schon anders besetzt und daran
> sollte man sich halten.

Ich geb Dir recht ... aber das Wissen um komplexe Zahlen und ihre 
Andwendung in der Elektrotechnik dürfte sich bei dieser oben genannten 
Frage noch nicht stellen. Ein hoch auf das "j" :-)