I2C: Ab wann gehen die EMV-Probleme los?

Nicht die (Grund)Frequenz ist wichtig, sondern die Flankensteilheit, 
darin stecken die lästigen Oberwellen. Aber I2C ist nicht für besondere 
Steilheiten berühmt. Und bei ein paar cm ist das so oder so völlig egal. 
Da könnte zB. der Anschluss eines Quarzes (oder sein Gehäuse) schon mehr 
abstrahlen.

(Michael) schrieb:
> Also z.B. könnte
> eine Schaltung 9 Sekunden Pause machen und dann 1 Sekunde vollgas geben.
> Ist das gleichwertig zu einer Schaltung die dauerhaft 10% abstrahlt?

Nein.

150kHz Signale kannst du auch praktisch nicht abstrahlen, weil die als 
Antenne wirkenden Strukturen viel zu klein sind.

Wenn da etwas im Radio stört, dann sind es die mit steilen Impulsflanken 
einhergehenden Oberwellen. Solche Störungen kann man aber weitgehend 
vermeiden, indem man nicht unnütz schnelle Treiber verwendet.

Durch ungünstige Leitungsführung kann man aber leitungsgebundene 
Störungen aus der Platine auskoppeln.
Das vermeidet man z.B., indem man beim Layout darauf achtet, dass zu 
jedem  fliessenden Strom auch ein Rückstrom gehört. Die Fläche der 
dadurch aufgespannten Schleife macht man so klein wie möglich, damit das 
Magnetfeld möglichst klein bleibt und wenig Energie abstrahlt.
Überlege dir also welchen Weg der Signalstrom nimmt (auch wenn der nur 
10pF Eingangskapazität eines IC umladen muss), und welchen Weg der 
zugehörige Rückstrom nimmt.

Ein beliebter Fehler ist auch der Glaube, dass überall wo GND dransteht, 
keinerlei Spannungsunterschied herrscht. Selbst wenn du anstelle  von 
Kupfer einen Supraleiter verwenden könntest, so hätten diese Leitungen 
doch immer noch eine Induktivität.
Und Induktivitäten haben nun einmal einen Wechselstromwiderstand, und 
ein Strom bewirkt einen Spannungsabfall daran.

Selbst wenn von deinem Gerät keine merklichen Störungen ausgehen können, 
so lohnt es sich doch das Thema EMV im Blick zu behalten, denn es 
betrifft ja nicht nur störende Abstrahlungen, sondern auch die 
Empfindlichkeit gegen eingestrahlte Störungen, die deine Schaltung u.U. 
abstürzen lassen.


P.S.:
(Michael) schrieb:
> Oder schon bei 50Hz Netzbrummen
> bzw. 100Hz nach einem Gleichrichter.

Das kann in manchen Fällen tatsächlich eine Rolle spielen.
Schon bei Röhrenradios hat man deshalb die Gleichrichterstrecken mit 
Kondensatoren von wenigen nF überbrückt, weil sie sonst als Schalter für 
die Hochfrequenz wirken und eine Brummmodulation des Empfangssignals 
verursachen können.

Georg A. schrieb:
> Aber I2C ist nicht für besondere
> Steilheiten berühmt.

Das mag für die steigenden Flanken gelten, also wenn der Treiber von 
"low" auf "high-Z" umschaltet. Die fallenden Flanken hingegen sollte man 
auch bei I2C im Auge behalten. Das ist ja häufig auch nur ein normaler 
CMOS-Ausgang, der in Bereichen von ganz grob 1 ns schaltet (also 
Frequenzanteile bis einige 100 MHz). Das muss noch nicht zwangsläufig zu 
Problemen führen. Aber das ist für I2C halt deutlich schneller als 
nötig. Denn bei Schaltflanken gilt: So langsam wie möglich, so schnell 
wie nötig.

Dann sollte man sich auch noch ueberlegen wie oft dort was drueber geht. 
Wird einmal eine Konfiguration aus einem EEPROM ausgelsen, wird alle 
minute ein Sensor abgefragt, oder laesst man einen hinreichend schnellen 
ADC dauerlaufen

(Michael) schrieb:
> Auch die teuersten Elko
> bleiben auf dauer nicht wie neu.
Elkos sind bei den hier interessierenden Frequenzen sowieso kaum noch 
wirksam.

Aber auch hochkapazitive keramische Kondensatoren können einen 
schleichenden Kapazitätsverlust zeigen, weshalb man sie nicht als 
zeitbestimmende Bauteile verwenden sollte.
Hier ist die Ursache aber nicht Verschleiss, sondern eine zunehmende 
permanente Polarisation des Dielektrikums, die dem Ferromagnetismus 
eines Stahlteils ähnelt.
Wegen dieser Entsprechung spricht man auch von Ferroelektrizität.
Hier wie dort lässt sich der Effekt durch Erwärmung über die 
Curie-Temperatur rückgängig machen.
Bei den keramischen SMD-Kondensatoren passiert das automatisch beim 
Löten.
Gleich nach dem Abkühlen hat der Kondensator seine maximale Kapazität, 
die von da an allmählich sinkt. Durch das Anlegen einer Gleichspannung 
kann man diese Kapazitätsminderung stark beschleunigen ;-)