Abblockkondensatoren sind ja ein altbekanntes Thema, dem man sich aus zwei gegensätzlichen Sichtweisen nähern kann: 1. Die Sicht des Praktikers: an jeden Chip einen 100nF dran, möglichst direkt und nah zwischen GND und Vcc 2. Die Sichtweise des Theoretikers, mit Dynamik, Impedanzen, Freuqenzabhängigkeit - mündet (natürlich) in die Aussage, daß die pauschalen 100nF öfters nicht die beste Wahl sind. Mir selber feht das theoretische Wissen, ich denke lediglich, daß bei vielen Feld/Wald/Wiesenschaltungen, im Hobbybereich mit Schaltfrequenzen < 20MHz das alte Kochbuchrezept nach (1) gut genug ist, bzw. sehr viel besser, als garnichts. Was mich jedoch interessiert: wen schützt so ein Abblock-Kondi vor wem? Schützt der den Rest der Schaltung vor überschwingenden Ausgangsflanken aus dem jeweiligen Chip (indem er diese verhindert), oder schützt der den Chip vor Signalstörungen von außen? Oder ist es beides?
Micha schrieb: > Mir selber feht das theoretische Wissen, ich denke lediglich, daß bei > vielen Feld/Wald/Wiesenschaltungen, im Hobbybereich mit Schaltfrequenzen > < 20MHz das alte Kochbuchrezept nach (1) gut genug ist, bzw. sehr viel > besser, als garnichts. Nicht nur im Hobbybereich. Micha schrieb: > Oder ist es beides? Jo, und noch mehr.... Es gibt Nix, was Nix beeinflussen würde. Fragt sich immer nur ob man's unterm Tischfallen lassen kann.
Der Kondensator sorgt für eine stabile Versorgungsspannung direkt am Baustein während für Schaltflanken ordentlich Strom gebraucht wird. Durch die Zuleitungsinduktivität der Versorgungsanschlüsse würde sonst die Versorgungsspannung einbrechen bis zu einem Punkt an welchem die Funktion des Bausteins nicht mehr gegeben ist. Darüber hinaus hält der Kondensator diese Stromspitzen etas von der übrigen Schaltung fern und verbessert dadurch das EMV Verhalten.
Micha schrieb: > Oder ist es beides? Jo. Aber bei CMOS Bausteinen spielt noch eine andere Eigenart von Ausgangsstufen eine wichtige Rolle. Prinzipbedingt sind bei einer Gegentaktendstufe in CMOS Technik beim Umschalten von z.B. Low auf High beide Endstufen für einen kurzen Moment leitend und sorgen so für ein 'Shoot-Through', also einen Kurzschluss zwischen VCC und GND. Das sorgt für Einbrüche auf der Betriebsspannung, die der Kondensator als Reservoir auffängt, bzw. den Strom aus seinem Speicher liefert. Hier mal ein Beispiel einer solchen Endstufe, als Ausgang eines simplen UND Gatters in CMOS: https://de.wikipedia.org/wiki/Und-Gatter#CMOS
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Moin, Hauptsaechlich schuetzt der Kondensator den Chip von Betriebsspannungseinbruechen, zumindest bei den klassischen Digitalchips. Waehrend der Taktflanke, oder wenn viele Ausgaenge, die Last treiben(z.b. ein Stueck Leitung; die Eingangskapazitaet des Nachbarchips, etc. ), ihren Pegel in die gleiche Richtung wechseln muessen, dann braucht der Chip fuer ein paar ps (Picosekunden) einen deutlich hoeheren Strom. Dabei darf die Spannung aber nicht einbrechen. Ohne den Block-C in der Naehe kann die "normale" Spannungsversorgung diesen Strom aber nicht liefern, weil die Leitungsinduktivitaet verhindert, dass der Strom sich so schnell aendert. Also geht die Spannung am Chip in die Knie und die Probleme gehen los. Damit waere eigentlich die Sache geloest mit einem einzelnen Block-C an jedem Versorgungspin. Der Voodo geht aber weiter, weil so ein realer C nicht ideal ist, sondern, wie jede Leitung auch, parasitaere Induktivitaeten hat. Die wiederum die Geschwindigkeit des Stromanstiegs, wenns drauf ankommt, begrenzen. Daher dann manchmal der Zirkus mit mehreren, verschieden grossen Block-Cs in abgestufter Entfernung. Was uebrigens dank immer kleiner werdender Abmessungen der Kondensatoren abnimmt. Die Abmessungen der Kondensatoren sind massgeblich fuer ihre parasitaere Induktivitaet. Von TI gibt's einen sehr schoenen "Application Report", den scaa082.pdf - dort wird das im Kapitel 2.4 sehr schoen beschrieben und mit der Fig. 11 auch in Farbe und bunt gezeichnet. Gruss WK
Micha schrieb: > Was mich jedoch interessiert: wen schützt so ein Abblock-Kondi vor wem? > Schützt der den Rest der Schaltung vor überschwingenden Ausgangsflanken > aus dem jeweiligen Chip (indem er diese verhindert), oder schützt der > den Chip vor Signalstörungen von außen? Oder ist es beides? Ja und Nein und noch viel mehr. Wichtig ist zu verstehen, daß alle Bauteile (auch Leiterbahnen) mit all ihren Eigenschaften Schwingkreise bilden da sie alle über Induktivitäten und Kapazitäten verfügen. Und diese machen sich ab bestimmten Frequenzen gehörig bemerkbar (und daran wird dann gemessen, was unter den Tisch fallen kann und was nicht). Wichtig ist auch die Kenntnis, daß ein 4MHz Rechtecksignal nicht nur aus einer 4MHz-Frequenz besteht, sondern auch 8MHz-, 12MHz-, 16MHz-, (usw.) Anteile enthält. Wenn eine 4MHz-Schwingung keine Probleme macht, dann doch aber möglicherweise eine dieser höheren Oberschwingungen. Und Kondensatoren werden aus EMV-Sicht auch nicht als Kapazitäten betrachtet, sondern als Induktivitäten. Denn bei höheren Frequenzen ist die Kapazität nicht mehr wirksam, sondern nur noch der induktive Anteil. Aus diesem Grund ist es auch sinnvoller, einen Abblockkondensator als Impedanz zu betrachten und NICHT als Energiespeicher (das ist nu die Erklärung für Anfänger). Bei dieser Betrachtung wird das abzublockende Bauteil als Quelle angesehen, die frequente Ströme generiert. Diesen Strömen wird mit dem Abblockkondensator ein Ausweichpfad zur Verfügung gestellt. Bei komplexeren Schaltungen mit durchgängigen Versorgungslagen wird auch kein IC mehr einzeln mit einem eigenen Kondensator abgeblockt, da macht man das ganz anders.
Micha schrieb: > mündet (natürlich) in die Aussage, daß die > pauschalen 100nF öfters nicht die beste Wahl sind. Ich wüsste jetzt nicht, wo diese 100nF schaden würden. Höchstens bei > 20 ICswürde ich auf 47nF runtergehen. > mit Schaltfrequenzen < 20MHz Entscheidend ist nicht die Schaltfrequenz, die verwendet wird, sondern die Schaltfrequenz, die das IC zulässt!
Harald W. schrieb: >> mit Schaltfrequenzen < 20MHz > > Entscheidend ist nicht die Schaltfrequenz, die verwendet wird, > sondern die Schaltfrequenz, die das IC zulässt! Anders gesagt die Flankensteilheit. Relevant ist nicht, wie oft geschaltet wird, sondern wie schnell.
Harald W. schrieb: > Entscheidend ist nicht die Schaltfrequenz, die verwendet wird, > sondern die Schaltfrequenz, die das IC zulässt! Ich würde in der Aussage sogar noch weiter gehen! Entscheidend ist letztlich die Flankensteilheit. Denn eine steilere Flanke braucht einen größeren Impulsstrom, der wiederum vom Abblock-C aufgebracht werden muß.
Harald W. schrieb: > Entscheidend ist nicht die Schaltfrequenz, die verwendet wird, > sondern die Schaltfrequenz, die das IC zulässt! Deshalb sind für Allerwelts-Amateurschaltungen meist die schon recht alten 4000-er-ICs am besten geeignet. Sie sind geschwindigkeitsmäßig noch recht gutmütig und brauchen keine aufwändige Betriebsspannungs- Stabilisierung. Gruss Ingrid
Wühlhase schrieb: > Wichtig ist auch die Kenntnis, daß ein 4MHz Rechtecksignal nicht nur aus > einer 4MHz-Frequenz besteht, sondern auch 8MHz-, 12MHz-, 16MHz-, (usw.) Woher nimmst du die Erkenntnis, dass ein 4MHz Rechtecksignal irgendwelche Frequenzanteile bei z.B. 8 oder 16 MHz enthalten soll? Jedes symmetrische Rechteck enthält nur ungerade Oberwellen. https://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung#Fourieranalyse
Wolfgang schrieb: >> Wichtig ist auch die Kenntnis, daß ein 4MHz Rechtecksignal nicht nur aus >> einer 4MHz-Frequenz besteht, sondern auch 8MHz-, 12MHz-, 16MHz-, (usw.) > > Woher nimmst du die Erkenntnis, dass ein 4MHz Rechtecksignal > irgendwelche Frequenzanteile bei z.B. 8 oder 16 MHz enthalten soll? > > Jedes symmetrische Rechteck enthält nur ungerade Oberwellen. > https://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung#Fourieranalyse Das gilt m.W. nur für symmetrische Rechtecke.
Moin, Harald W. schrieb: > Harald W. schrieb: > >> Entscheidend ist nicht die Schaltfrequenz, die verwendet wird, >> sondern die Schaltfrequenz, die das IC zulässt! > ... > Gruss > Ingrid Hmm - liegt hier auch sowas wie die hier im Forum manchmal anzutreffende sog. MaWin'sche Persoenlichkeitsdispersion vor? Ich bin schwerst verwirrt... Gruss WK
Dergute W. schrieb: > Hmm - liegt hier auch sowas wie die hier im Forum manchmal anzutreffende > sog. MaWin'sche Persoenlichkeitsdispersion vor? Ich bin schwerst > verwirrt... http://www.usenet-abc.de/wiki/Team/Ingrid
Moin, Wieder was gelernt, merci. Gruss WK.
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