Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kondensator bei SD Karten


von Saskia (Gast)


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Bei der Verwendung von MCUs und SD Karten wird immer auf die 
Notwendigkeit eines Kondensator hingewiesen. Dies hängt mit dem 
Schreibvorgang der SD-Karte zusammen: Jedesmal wenn dieser ausgeführt 
wird, "schwankt" kurz die Spannung und der Kondensator soll diese 
ausgleichen. Kann mir jemand dieses Phänomen genauer erläutern?

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Das ist bei jedem Logikbaustein und höher integrierten Baustein so; jede 
Aktivität verursacht kurzzeitige Spitzen in der Stromaufnahme.

Die SD-Karte hat beim Schreiben wie jeder andere Flash-Baustein auch 
einen noch höheren Strombedarf. Sieh Dir ein Datenblatt eines beliebigen 
Flash-ROMs an.

von N2 (Gast)


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Hi,

Du hast eine Master Clock. Mit dieser Master Clock schalten alle Gatter 
quasi gleichzeitig. Im Umschaltzeitpunkt fließt leider der größte Strom. 
Wenn also im uC 1000 Gatter gleichzeitig umschalten gibt es einen 
erhöhen Strombedarf von eingen Ampere, wenn auch nur sehr kurz. Damit 
der Spannungsabfall über die Zuleitungen nicht zu groß wird und z.B. 
einen Brownout auslößt oder auch die Spannungsregeler nicht aus dem 
Tritt kommt muss gepuffert werden.

Als faustformel gelten 100n keramisch. Hat aber etwas mit den Frequenzen 
zu tun.  Ein FPA mit 1GHz mag wahrscheinlich nur 10n.

Somit ist auch klar, warum das Ding nah dran muss, sonst spannust Du 
eine Fläche auf und baust einen Sender.

Gruß N2

von Saskia (Gast)


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N2 schrieb:

> Als faustformel gelten 100n keramisch. Hat aber etwas mit den Frequenzen
> zu tun.  Ein FPA mit 1GHz mag wahrscheinlich nur 10n.

Im Internet stößt man immer wieder auf wesentlich größere Kondensatoren 
- 10nF, 25nF, 100nF. Wo würde der Unterschied (außer der Preis/die 
Größe) bei solchen liegen?

von Sven L. (sven_rvbg)


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Saskia schrieb:
> Im Internet stößt man immer wieder auf wesentlich größere Kondensatoren
> - 10nF, 25nF, 100nF. Wo würde der Unterschied (außer der Preis/die
> Größe) bei solchen liegen?

Naja über die Kapazität lässt sich aussagen, wieviel Energie der 
Kondensator speichern kann.

Außerdem hat der Kondensator je nach Kapazität ein anderes Verhalten 
bezüglich der Frequenzen die er durchlässt oder nicht durchlässt.

von Martin (Gast)


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von Christian B. (luckyfu)


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Sven L. schrieb:
> Naja über die Kapazität lässt sich aussagen, wieviel Energie der
> Kondensator speichern kann.

Je größer er aber ist, desto langsamer gibt er die Energie ab. Wenn man 
also sehr schnell schaltende Bauteile puffern will muss man mit 
möglichst vielen, möglichst kleinen Kondensatoren arbeiten. Idealerweise 
an jedem Spannungsversorgungspin einen der dazu noch sehr nah am 
Bauteilpin ist.

von Saskia (Gast)


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Christian B. schrieb:
> Sven L. schrieb:
>> Naja über die Kapazität lässt sich aussagen, wieviel Energie der
>> Kondensator speichern kann.
>
> Je größer er aber ist, desto langsamer gibt er die Energie ab. Wenn man
> also sehr schnell schaltende Bauteile puffern will muss man mit
> möglichst vielen, möglichst kleinen Kondensatoren arbeiten. Idealerweise
> an jedem Spannungsversorgungspin einen der dazu noch sehr nah am
> Bauteilpin ist.

Also wäre in diesem Fall ein 100 nF Kondensator direkt an VDD/GND der 
SD-Karte am besten?

von Saskia (Gast)


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Ich habe jetzt einen 100 nF Kermaik Kondensator direkt an VDD/GND 
gelötet, die SD Karte kann nun nicht mehr gemountet werden - erst wieder 
wenn ich den Kondensator abnehme.

von Falk B. (falk)


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@ Saskia (Gast)

>Ich habe jetzt einen 100 nF Kermaik Kondensator direkt an VDD/GND
>gelötet, die SD Karte kann nun nicht mehr gemountet werden - erst wieder
>wenn ich den Kondensator abnehme.

Dann hast du wohl was falsch gemacht. Kurzschluß auf eine andere 
Leiterbahn? Anschlüsse verwechselt?

https://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator

von Saskia (Gast)


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Hab es kurz nach dem posten selber gemerkt, CLK mit VDD vertauscht. Ich 
werde es die Tage mit einem Oszilloskop testen

von N2 (Gast)


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Hi Saskia,

Bezüglich Frequenz kannst Du Dir mal ein Datenblatt von einem guten 
Hersteller anschauen:
http://psearch.en.murata.com/capacitor/product/GRM022D80E104ME15%23.html

Ziel ist die Impedanz möglichst klein zu halten.

Der Kondensator wäre perfekt bei 35MHz, aber zwischen 10MHz und 100MHz 
sollte er er seinen Dienst auch noch tun. Dieser hat allerdings nur 2.5V 
rated voltage, daher bei 3V3 nicht brauchbar.

Je nach Anforderung gibt es auch Kondensatorbänke. Dann hast Du 100p, 
100n und 10u parallel...

Sowas zu tunen erfordert einiges an (Mess-) Aufwand, weil die 
Schaltflanken/Ströme etc. alle noch eine Rolle spielen.

Goldene Regel:
1) Halte Dich immer an die Application Note
2) Siehe 1), der Hersteller kennt seinen Baustein nämlich besser als Du
3) Sonst: An JEDEN Versorgungsspannungspin einen 100n nach GND nahe an 
den Pins. Sind die Frequenzen mal höher, dann parallel dazu nochmal 100p

Das gilt für alle getakteten Bausteine.

Gruß N2

von Falk B. (falk)


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Endloses, akademisches Geschwafel! Für die meisten Fällen ist ein 100nF 
Kondensator schlicht ausreichend, auch ohne endloses Philosophieren und 
Messen!

von N2 (Gast)


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Hi Falk,

Ich habe nichts anderes behauptet, sondern nur ein bisschen Erklärung 
geliefert.

BTW : 100nF mag Allheilmittel sein im Hobbybereich, aber wenn es um 
EMC/ESD Zulassungen (Automobilelektronik oder Handys kenne ich) geht, 
wirst Du mit Deinen 100n recht schnell an Deine Grenzen stoßen.

Nur ein Beispiel: Störeinstrahlung GSM -> unterer zweistelliger pF 
Bereich zum Unterdrücken

Bye
N2

von Falk B. (falk)


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@ N2 (Gast)

>BTW : 100nF mag Allheilmittel sein im Hobbybereich, aber wenn es um
>EMC/ESD Zulassungen (Automobilelektronik oder Handys kenne ich) geht,
>wirst Du mit Deinen 100n recht schnell an Deine Grenzen stoßen.

Also ob das für den OP auch nur ANSATZEISE relevant wäre . . .

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