Hi,
Ich hab mir mal das AVR tutorial angeschaut und versteh die Schaltpläne
soweit schonmal sehr gut, nur drängt sich mir die Frage auf wofür da die
ganzen Kondensatoren benutzt werden.
Was machen die Dinger da?
Gerade die Kondensatoren zwischen Vcc und GND erscheinen mir total
überflüssig.
Ich hab schon bei Wikipedia den Artikel über Kondensatoren gelesen und
da steht einiges über den Ladevorgang und den Entladevorgang, aber nicht
wirklich was über der praktischen nutzen im einsatzweck. In dem
Schaltplan stehen die meisten Kondensatoren ja dauernd unter Strom. Also
müsste der ja ständig geladen werden. Wenn ich mich richtig an dn
Physik-Unterricht erinnere kann man damit irgendwie den Stromfluss
puffern, also Spannungsspitzen etc. vermeiden. Seh cih das richtig?
http://www.mikrocontroller.net/articles/Bild:Mega8_Schaltung.gif
Wozu jetzt aber der C2 da gut sein soll, erschließt sich mir nicht. (und
warum da Vcc und GND überhaupt verbunden werden auch nicht)
Wenn mir das jemand erklären würde wäre ich sehr dankbar ;)
>PS: was meinst Du damit?>>(und warum da Vcc und GND überhaupt verbunden werden auch nicht)
vllt. meint er die "verbindung" über den kondensator, aber eigentlich
ist das ja keine verbindung
Kondensatoren integrieren den Strom : u = (1/C)*int (u*dt), resp
differenzieren die Spannung : i = C* du/dt. Es ist in der Tat richtig,
bei einer idealen Speisung braucht man keine C zwischen den gespiesenen
Leitern. Wie das Leben so spielt, gibt es keine ideale speisung. Und
daher verwendet man die c. Sie bringen den Strom wenn die Spannung
absacken wuerde.
Hui, das geht ja fix hier :)
Danke schonmal jetzt geht mir ein Licht auf.
Also der C2 is dazu da die Spannung aufrecht zu erhalten wenn die
Versorgungsspannung schwangt richtig?
Und dann steht in dem ersten Link, dass alle Spannungsführenden
Leitungen an ICs einen Kondensator haben sollten. Das is bei dem AVR
aber nicht der fall, wenn ich das richtig sehe.
Photon wrote:
> Hui, das geht ja fix hier :)>> Danke schonmal jetzt geht mir ein Licht auf.>> Also der C2 is dazu da die Spannung aufrecht zu erhalten wenn die> Versorgungsspannung schwangt richtig?
Richtig.
Wobei hier weniger die Schwankungen gemeint sind, die von aussen
(also ueber das Netzteil) hereinkommen. Diese Schwankungen gleicht
die Netzteilschaltung aus.
Aber: Wenn ein IC durchschaltet (und ein AVR macht das sehr oft
in der Sekunde), dann braucht es kurzzeitig (kurzzeitig = ein paar
Nanosekunden) mehr Strom. Mehr Strom bedeutet aber auch, dass
die Spannung kurzzeitig absackt, weil das Netzteil nicht so
schnell nachschieben kann. Das nächste ist, dass diese Spitzen
ja im Grunde eine Frequenz darstellen, soger eine Hochfrequenz.
Hochfrequenz ist aber schlecht, weil damit jeder Leiter zu einer
Antenne wird, die elektromagnetische Leistung abstrahlt.
Ergo möchte man diese Spannungsspitzen möglichst nahe am Ort
ihres Entstehens vernichten. Und genau das ist der Zweck dieser
Kondensatoren. Sie sind klein genug, damit sie diese Spannungs-
spitzen auffüllen können. Ausserdem platziert man sie
möglichst dicht an den Versorgungsanshclüssen der ICs, damit
die Spitzen möglichst schnell vernichtet werden.
>> Und dann steht in dem ersten Link, dass alle Spannungsführenden> Leitungen an ICs einen Kondensator haben sollten. Das is bei dem AVR> aber nicht der fall, wenn ich das richtig sehe.
Das siehst du richtig :-)
Ist ein Fehler im Tutorial.
@Karl heinz Buchegger
>Sie sind klein genug, damit sie diese Spannungs-
spitzen auffüllen können.
Meinst Du nicht, dass sie (Kondensatoren) gross genug sind, um die
Spitzen auffuelen zu koennen und sind moeglichst klein, damit ESR klein
bleibt?
wie bestimmt man die größe des benötigten Kondensators?
einmal natürlich abhängig von der anliegenden spannung (=5V).
und umso größer die kapazität der kondensator desto mehr ladungen können
gespeichert werden, desto mehr strom kann im falle einer schankung zum
ausgleichen fließen oder?
romanua wrote:
> @Karl heinz Buchegger>>Sie sind klein genug, damit sie diese Spannungs-> spitzen auffüllen können.>> Meinst Du nicht, dass sie (Kondensatoren) gross genug sind, um die> Spitzen auffuelen zu koennen und sind moeglichst klein, damit ESR klein> bleibt?
Du nimmst mir das Wort aus dem Mund :-)
Klar. Danke für die Richtigstellung.
@Benjamin Moll
Ich glaube das stimmt fuer Elkos zum glaetten. Bypass capasitors
brauchen keine grosse Ladung zu halten, sondern, die, die haben, am
schnellsten abgeben zu koennen.
Ich kann 100n zwischen Vcc und Gnd nur stärkstens empfehlen. Ich hatte
mal einen Mega8 mit einem 7805 gespeist ( am Ausgang des Reglers ein
100µF Elko). Der Controller sollte nur ein LCD ansteuern, das ging aber
nicht. Ich habe Stundenlang den Fehler gesucht, weil ich dachte meine
Software ist schrott. Am Ende lag es aber nur an so einem sch....
kleinem 100n.
Da hier ja explizit ums Verständniss geht will ich mal etwas
detailierter werden.
Jede "echte" Spannungsquelle muss man sich vorstellen als "ideale
Spannungsquelle" (die keine kondensatoren benötigen würde, abgesehen von
den Leitungsverlusten) und einen "Innenwiderstand", der in Serie
geschaltet ist. Also bildet dieser Innenwiderstand zusammen mit dem
Verbraucher einen Spannungsteiler, welcher dem Verbraucher immer weniger
als die Nennspannung zur Verfügung stellt. Ist der Lastwiderstand
beispielsweise genauso klein wie der Innenwiderstand, steht nur die
halbe Spannung zur Verfügung.
Das meinte kbuchegg mit "Mehr Strom bedeutet aber auch, dass die
Spannung kurzzeitig absackt, weil das Netzteil nicht so schnell
nachschieben kann."
Einen aufgeladenen Kondensator kann man sich genauso wie eine echte
Spannungsquelle vorstellen, deshalb ist neben der Kapazität auch der ESR
(Effective Series Resistance) wichtig, der eben diesen Innenwiderstand
darstellt und quasi angibt wie schnell die Ladungsträger von den
Kondensatorplatten "abgezogen" werden können.
wanderameise fragt "... umso größer die kapazität der kondensator desto
mehr ladungen können gespeichert werden, desto mehr strom kann im falle
einer schankung zum ausgleichen fließen oder?"
Diese Frage muss man leider verneinen, Kondensatoren mit hoher Kapazität
neigen dazu auch einen hohen ESR zu haben. Daher hängt die Wahl des
richtigen Kondensators auch massgeblich von der Dauer der erwarteten
Stromspitzen ab, kleine Kapazitäten können sehr hohe Ströme abfangen
aber eben auch nur für sehr kurze Zeit.
Bei Verstärkern kann man genau aus diesem Grund auch gerne mal mehrere
Kondensatoren Parallel schalten z.B. in abnehmender Entfernung zum IC
100µ - 1µ -10n.
Im Microcontrollerbereich sind die Stromspitzen doch recht kurz und
kleine Kapazitäten sollten ausreichen.
So mehr fällt mir zu dem Thema jetzt auch nicht ein.
Naja da jetzt ja die erste 150F Kondensatoren auf dem Markt sind, kann
man sich das Netz auch gänzlich schenken, naja alle 10Jahre mal den Cap
aufladen. ;)
@ Wiebel (Gast):
Das wichtigste hast du vergessen:
Es kommt weniger auf den absoluten Kapazitätswert/ESR an, sondern viel
mehr auf die Zuleitungsinduktivität zwischen der idealen Spannungsquelle
IM Kondesator und den Anschlußbeinchen des IC's.
Die eingeschlossene Fläche des Stromflusses von Pin+ nach Kondensator
und von dort auch wieder zurück (ja der Strom fließt zurück) zum Pin-
sollte so klein wie möglich sein!
An dieser (Leitungs)induktivität fällt beim Schalten der digitalen
Schaltung (kurze hohe Impulsströme, einige 100mA!) ein Spannungsfall
nach:
di L: Leitungsinduktivität
u=L* ---- auf. di/dt: Stromanstiegsgeschwindigkeit
dt u: Spannungsfall auf der Leitung
DAS ist das Problem, und weniger der (statische) Strom eines Gatters.
Der ist nämlich so gut wie Null.
@ Michael Waiblinger (wiebel42):
Dann verweise ich mal auf die Appnote von Atmel, im Anhang.
Besonders das Kapitel "Design Rules"..
Das erklärt das Problem ziemlich gut...
