Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Impedanzwandler für Atmel-Debugger


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von Armin F. (arminfeucht)


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Hallo,

ich habe einen Atmel JTAGICE mkII-Debugger mit einer kleinen 
Funktionsstörung. Am Referenzspannungseingang (VTref) zieht der Debugger 
einiges an Strom. Das Gerät hat ca. 34 Ohm zwischen diesem Pin uns 
Masse, so dass bei 5V ca. 145mA fließen. Diesen Strom zieht der Debugger 
von der Target-Schaltung. Bei einer belastbaren Spannungsquelle ist das 
kein Problem, aber empfindliche oder batteriebetriebene Schaltungen 
lassen sich damit nicht mehr debuggen.
Eigentlich sollte der Eingang VTref hochohmig sein und nur als Referenz 
dienen. Die Schaltung sollte also nicht balastet werden. Es handelt sich 
definitiv um einen Defekt des Debuggers. Das Gerät funktioniert aber 
ansonsten einwandfrei, er zieht nur zu viel Strom von der 
Target-Schaltung.

Ich kann auf der Debugger-Platine aber keinen Defekt finden. Kein 
defekter Kondensator, Widerstand oder ähnliches. Also habe ich mir 
gedacht, dass ich einen Impedanzwandler zwischen Debugger und 
Target-Schaltung setzen könnte. Damit wird dann die Target-Schaltung 
nicht mehr belastet. Der Strom fließt natürlich noch immer, wird aber 
von der USB-Versorgung des Debuggers gespeist.

Ich bin in dem Thema aber noch Anfänger und daher komme ich nicht auf 
eine passende Schaltung. Ich sehe dabei 2 Probleme:
- Der Ausgang wird mit bis zu 150mA belastet. Der OpAmp oder eine 
vergleichbare Schaltung muss also belastbar sein
- Bei 5V USB Versorgung und 5V Target-Spannung wird es selbst bei 
Rail2Rail schon zu eng. Über 5V sollte die Targetspannung im Normalfall 
nicht sein, aber bis 5,5V kann es schon mal gehen. Limitierung auf 
USB-Spannung wäre akzeptabel, aber es darf nichts kaputt gehen wenn die 
Eingangsspannung ein paar 100mV zu hoch ist.

Eine Lösung wäre folgendes:
- 5V-USB-Spannung über Spannungswandler auf 9 oder 12V bringen (z.B. 
über TMH 0512S von Reichelt)
- OpAmp als Impedanzwandler, z.B. L272. Der kann bis zu 1A 
Ausgangsstrom.
Die Lösung würde wohl funktionieren, scheint mir aber zu Oversized für 
diesen Zweck. Hat jemand vielleicht andere Vorschläge? Ggf. gibt es ja 
schon eine ganz einfache Transistorschaltung, die den Zweck erfüllt und 
ich denk zu kompliziert.

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

es kann ja sein, dass du keine andere Lösung findest, aber wenn man 
einen Kurzschluss durch einen Defekt hat, ist es nicht die richtige 
Lösung, ausreichend Strom für den Kurzschluss zur Verfügung zu stellen. 
Ausserdem besteht dabei die Gefahr, immer noch mehr kaputtzumachen. 
Demnächst fragst du hier nach einem 20A-Netzteil für den Vref, und immer 
weitere Teile deines Debuggers lösen sich in Rauch auf.

Also funktionieren kann eine externe Versorgung für Vref schon (wie 
lange?), aber besser wäre es das defekte Bauteil zu finden.

Gruss Reinhard

von Armin F. (arminfeucht)


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Hallo Reinhard,

ich gebe dir prinzipiell recht. Daher habe ich ja auch erst versucht den 
Fehler zu finden. Ich konnte aber bisher bei keinem Bauteil einen Fehler 
feststellen. Ist auch nicht immer so leicht im eingebauten Zustand.
Ich werde wohl auch nochmal versuchen den Fehler zu finden. Dazu muss 
ich aber mindestens einzelne Pins der ICs von der Platine entfernen. Mit 
Schaltplan wäre es wohl auch noch leichter.

Das Verhalten bei diesem Debugger ist nicht neu. Er funktioniert so wie 
beschrieben schon sein ein paar Jahren. Der Fehler wird also nicht 
schlimmer. Solange die Target-Schaltung genügend Strom zur Verfügung 
stellt, ist es kein Problem. Aber ich will auch mal kleinere Schaltungen 
debuggen, bei denen entweder der Spannungswandler zu wenig Leistung hat 
oder die Schaltung batteriebetrieben ist. Für diese Fälle sehe ich 
momentan nur die Lösung mit dem Impedanzwandler. Es ist ja auch kein 
Kurzschluss. Der Widerstand ist seit Auftritt des Fehlers konstant. Es 
ist sicher nur ein Workaround, aber technisch halte ich es für 
unbedenklich.

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

Zitat:
VTref is used to create the logic-level reference for the input 
comparators on TDO, RTCK and nSRST. RVI clips the logic-level reference 
to 3.3V. RVI inputs (TDO, RTCK and nSRST) are taken to high-impedance 
inputs of comparators. Each input is read as a logic 1 when it exceeds 
half the voltage reference.

VTref also controls the output logic levels to the target. RVI uses 
analog switches to drive the output signals. The output is connected to 
ground for a logic 0 and to the JTAG interface voltage for a logic 1.

VTref sollte also der Versorgungsspannung der Logik entsprechen, kann 
aber auch woanders her kommen. Dann sollte man aber möglichst alles 
zugleich ein- und ausschalten.

Wenn du nur mit 5V arbeitest, kannst du da einen Festspannungsregler mit 
5V verwenden oder die USB-Versorgung, bei 3,3V entsprechend. Opamp usw. 
brauchst du nur für andere Spannungen.

Gruss Reinhard

von Armin F. (arminfeucht)


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Hallo Reinhard,

danke erstmal, dass du dich so um das Problem kümmerst. So schnell hätte 
ich keine Antworten erwartet.

Woher hast du das Zitat? Inhaltlich war es zwar keine neue Information, 
aber die Formulierung kenne ich noch nicht. D.h. du hast da vermutlich 
eine Informationsquelle, die ich bisher nicht gefunden habe.

Zu deinem Vorschlag mit konstanter Spannung. Das klingt interessant. 
Leider ist die Spannung bei meinen Schaltungen nicht immer konstant. Ich 
werde aber mal prüfen, was sich da machen lässt. Ggf. kann ich einen 
3-fach-Schalter einbauen, mit dem ich umschalten kann zwischen 5V-USB, 
3,3V Spannugnsregler und VTref der Schaltung. Dann wäre es noch variabel 
und für die gängigen Spannungen hätte ich eine Lösung.

Wenn dennoch jemand Vorschläge für einen Impedanzwandler hat, nur her 
damit. Es ist noch immer meine bevorzugte Lösung.

von Reinhard Kern (Gast)


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Armin Feucht schrieb:
> D.h. du hast da vermutlich
> eine Informationsquelle, die ich bisher nicht gefunden habe.

Ja, Google. Ich weiss nicht mehr welcher Hersteller (Atmel?), gesucht 
habe ich nach "jtag vtref".

Gruss Reinhard

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