Darf Vcc bei einem uC in seinen Spezifikationen schwaken?

[Marcel S. (derschlangen)]

Hallo zusammen.
Ich ersinnen gerade eine Schaltung und möchte als Herzstück einen 
Atmega32u4 verwenden. Beim Aufbau der Spannungsversorgung ist mir eine 
Frage gekommen welche ich mir selber, als relativ unerfahrene Elektronik 
Einsteiger, im Datenblatt nicht beantworten konnte.
Es ist ein Bereich angegeben in dem die Versorgungsspannung liegen muss. 
Haben Schwankungen in diesem Bereich Auswirkungen? Vor allen auf die 
Verbindung über USB? Gerade bei Akkubetrieb ist es ja so das die 
Batteriespannung mit der Zeit nachlässt und daher habe ich mit einem 
3,3V Regler geliebäugelt.
Mache ich hier grundsätzlich einen Fehler in meinen Gedanken? Haben 
Spannungsschwankungen innerhalb der Spezifikation keine Auswirkung? Wenn 
Regler dann Liner- oder Schaltregler? Macht ein Schaltregler evtl. 
Probleme?


Danke im voraus!

[Dietrich L. (dietrichl)]

Marcel Schlangen schrieb:
> Haben Schwankungen in diesem Bereich Auswirkungen?

In erster Linie hat das Einfluss auf die max. mögliche Taktfrequenz. Und 
dann müssen die Pegel an den Ports passen zu eventuell daran 
angeschlossener Peripherie.

> Macht ein Schaltregler evtl. Probleme?

Kann sein bei Analogschaltungen. Der A/D-Wandler wird ja über AVCC 
versorgt. Da braucht man dann u.U. ein Filter.

Gruß Dietrich

[stefanus (Gast)]

Das ist kein Problem.

Die Versorgungsspannung beeinflusst den R/C Oszillator. Wenn eine 
konstakte Taktfrequenz nötig ist, solltest Du einen Spannungsregler oder 
einen Quarz verwenden.

Wenn du Vcc als Referenzspannung für den ADC verwendest, dann ist 
natürlich auch hier zu berücksichtigen, dass die Spannung nicht stabil 
ist.

Plötzliche Sprünge in der Spannung können Fehlfunktionen auslösen. 
Langsame Schwankungen jedoch nicht.

[Georg G. (df2au)]

Marcel Schlangen schrieb:
> Haben
> Spannungsschwankungen innerhalb der Spezifikation keine Auswirkung?
Dafür gibt es Spezifikationen. Der Hersteller verspricht, dass alles 
funktioniert, solange du innerhalb dieser Grenzen bleibst.

> Wenn
> Regler dann Liner- oder Schaltregler? Macht ein Schaltregler evtl.
> Probleme?
Mit Radio Eriwan gesprochen: Das kommt darauf an. Bei kleinen Strömen 
und wenn es nicht um die letzte mWs geht, ist ein Linearregler sinnvoll. 
Schaltregler haben manchmal ihre Tücken, sind aber beherrschbar, wenn 
man nur das Datenblatt liest und sich danach richtet.

[Marcel S. (derschlangen)]

Danke, da hab ich jetzt mal einen Ansatzpunkt um weiter zu machen :-)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Marcel Schlangen schrieb:
> Es ist ein Bereich angegeben in dem die Versorgungsspannung liegen muss.
> Haben Schwankungen in diesem Bereich Auswirkungen?

Natürlich haben sie Auswirkungen. Die Frage ist: welche Parameter sind 
dir denn wichtig?

Z.B. hat die Versorgungsspannung ganz sicher Auswirkung auf den Pegel 
den ein als Ausgang verwendeter µC-Pin liefert oder bei dem ein als 
Eingang verwendeter µC-Pin umschaltet. Sie hat Einfluß auf die Frequenz 
der diversen internen Oszillatoren (nicht nur Systemtakt, auch Watchdog, 
ADC-Takt etc.)

Auch die erreichbare maximale Taktfrequenz hängt von der 
Versorgungs-spannung ab. Usw. usf.

Es ist die Ausgabe des Schaltungsdesigners, dafür zu sorgen daß entweder 
genug "Luft gelassen" wird bei z.B. der Taktfrequenz, so daß der µC über 
den gesamten genutzten Versorgungsspannungbereich funktioniert. Oder daß 
die Versorgungsspannung innerhalb des Bereichs bleibt, in dem die 
geforderten Parameter garantiert werden.


XL

[Marcel S. (derschlangen)]

Danke, damit kann ich was anfangen. Denke das grundsätzliche Problem ist 
damit gelöst.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Georg G. schrieb:
> Dafür gibt es Spezifikationen. Der Hersteller verspricht, dass alles
> funktioniert, solange du innerhalb dieser Grenzen bleibst.

Der Hersteller verspricht, dass alles funktioniert, solange sich die 
konstante Versorgungsspannung innerhalb dieser Grenzen bewegt.

Gerade PLLs reagieren ausgesprochen empfindlich auf Störungen der 
Versorgungsspannung und könne Jitter produzieren oder gar Aussetzer. Und 
da bei den meisten Microcontrollern der Takt des USB-Blocks (z.B. 96 MHz 
bei Full-Speed-Geräten) per PLL erzeugt wird, kann es hierbei zu 
Problemen kommen.

Derartige hochfrequente Störungen werden aber üblicherweise durch kleine 
Keramikkondensatoren und Ferrite unterdrückt. Ein schwächelnder Akku hat 
da nur geringen Einfluss, zumindest solange die Versorgungsspannung 
nicht unterhalb des spezifizierten Bereiches einbricht.

[stefanus (Gast)]

Ich meine irgendwo gelesen zu haben, dass Sprünge in der 
Versorgungsspannung Fehlfunktionen auslösen können. Aber "langsame" 
Schwankungen sind Ok.