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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Spikes und deren Ursache


Autor: schnudl (Gast)
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Noch eine Frage zu Spikes, die bei mir in er Schaltung auftreten:
Ich beobachte an meiner +5V Versorgung Spikes im Bereich von 50mV alle 
22µs.

Nun habe ich diese aber auch dann am Skope, wenn ich mit der 
Tastkopfmasse und der Tastspitze auf den gleichen Punkt gehe (zB GND).

Es überrascht mich nun nicht, dieses Verhalten zu haben, aber ich wüsste 
gerne, wie ein deratiges Signal in das Skope überhaupt eingekoppelt wird 
(Ersatzschalbild). Ist das ein Masseproblem? Das skope sieht offenbar 
eine Differenz zwischen Masse und Signal, obwohl beide an der Messspitze 
kurzgeschlossen sind. Kann also nur sein, dass eine Spannung entlang des 
geschirmten Kabels auftritt, oder?

Vielleicht kann mir jemand einen Tip gegeben.
Danke

Autor: Rolf Magnus (Gast)
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Also du hast wirklich beide am selben Punkt angeschlossen, nicht nur an 
verschiedenen masseführenden Punkten?

Ansonten: Mir reicht in solchen Fällen als Erklärung, daß HF-Technik 
eine Form der schwarzen Magie ist. Da können auch übernatürliche Dinge 
passieren. ;-)

Autor: schnudl (Gast)
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Ich habe natürlich am gleichen punkt "angeschlossen" ;-)

Magie hin und her, genau das versuche ich aber zu verstehen...

Ich habe gerade gesehen, dass dies mit einem anderen Netzteil nicht 
auftritt. Das vorher verwendete war ein billiges Stecker-Schaltnetzteil. 
Mit meinem Labornetzteil treten die Spikes nicht auf.

Kann es sein, dass hier über Streukapazitäten gegen Erde (nicht gegen 
meine Schaltungsmasse) Stromflüsse in der Masseleitung des Skopes 
zustandekommen, die das Mess-Ergebnis verfälschen?

Kennt jemand eine gute Seite, wo man über das richtige Umgehen mit 
Masseverbindungen (Masseschleifen, etc...) nachlesen kann?

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Es gibt mindestens zwei Ursachen für diese Einkopplung:

- Magnetische Induktion
Der mit der Probe Tip kurzgeschlossene GND Clip bildet eine 
Induktionsschleife durch die die HF Strahlung aus deiner Schaltung 
magnetisch einkoppelt und die du dann als Signal am Oszi siehst.

Ob haupsächlich dieser Fall kannst du überprüfen in dem du die Clip - 
Tip Loop in ihrer grösse veränderst. Die Lage des restlichen solltest du 
dabei nicht verändern. Nimmt die Amplitude wesentlich ab bei möglichst 
geschlossener Loopfläche so liegt dieser Fall vor.

- TEM Mode Transmission Line Effekte
Du hast z.B. folgende geschlossene Kreisläufe:
Schaltungs GND - Probe Coax GND - Oszi GND - PE Erde - und wieder 
zurück, entweder kapazitive Erde - Schaltungsgnd, oder direkt über PE 
anschluss deiner Schaltung.
In dieser Loop konnen Ströme induziert werden (z.B. durch deine 
Schaltung)
Eine der Eigenheiten von Coax Leitungen ist, dass unter bestimmten 
Umständen ein Strom der z.B. im Coax GND Leiter fliest einen 
engegengerichteten Strom in der Seele induziert (Transmission Line 
Transformer).
Diese Signal siehst du dann am Oszi.

Diese lange GND Loop "hintenrum" kannst du auch schön einfach dadurch 
sehen dass du nur deine Tip an irgend einen Punkt deiner Schaltung hebst 
ohne GND Clip Anschluss. Du siehst trotzdem ein Signal, wenn auch starkt 
verzerrt und mit viel Störung überlangert (50Hz!).

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Kennt jemand eine gute Seite

z.B. hier
http://www.signalintegrity.com

Autor: schnudl (Gast)
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Danke für beide Tips.
Also es ist kein magnetisch induziertes Signal, welches sich durch die 
Grösse der Leiterschleife verändert. Also doch eine Einkopplung über 
Koaxmasse.

Danke nochmal!

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Hier noch etwas Literatur zum Thema Tranmission Line Transformer

Transmission Line Transformers: Theory, Design and Applications ...
http://www.highfrequencyelectronics.com/Archives/D...
http://www.highfrequencyelectronics.com/Archives/J...

Ob der TEM Mode TLT Effekt im Zweiten Fall wirklich die Erklärung ist 
bin ich mir noch nicht ganz sicher.
Vieleicht kann noch jemand was dazu sagen.

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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Isses vielleicht ein Schaltnetzteil, das bei geringer Last im 
discontinuous mode läuft?

Autor: Winfried (Gast)
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Was für ein Skope isses denn? Je nach Preisklasse können die schon 
darauf reagieren, wenn man die Masse mal sprunghaft anhebt. Hängt denn 
die Oszimasse am Schutzleiter?

Autor: schnudl (Gast)
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Es ist ein altes Tectronics, welches weiss ich jetzt nicht.
Die Oszimasse hängt am Schutzleiter, ja.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Hängt das Messobjekt auch irgendwie am Schutzleiter? Wenn ja, spukt 
möglicherweise die grosse Masseschleife mit rein und die Störung 
verschwindet, wenn das Messobjekt massefrei wird.

Anonsten gibt es auch Fremdinduktion von ausserhalb der zu messenden 
Schaltung. Ich hatte mal ein schön regelmässiges Störsignal im Scope, 
dass sich als Radar des nahe gelegenen Flughafens entpuppte.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Die Oszimasse hängt am Schutzleiter

Wenn mich mein C-Meter nicht im Stich lässt messe ich so zwischen 5-50pF 
Kapazität für den Koppelkondesator Platine - Umgebung/PE.

Trennt man PE vom Oszi, so hat man einfach einen weitern 
Koppelkondesator Osizi - Umgebung in Reihe zu Schaltung - Umgebung, es 
änndert soch also nicht wirklich viel.

5-50pF sind für HF schon ein sehr guter Leiter.

Schieb mal ein Paar Ferrit Ringe über dein Probe Coax. Die erhöhen die 
Impedanz deiner Coax Shield GND Loop und schau ob sich etwas verändert.

Ausserdem wäre es etwas hilfreich zu wissen welches Freqspektrum deine 
Spikes haben.

Selbst ein schlecht sitzende Coax Stecker kann durch die dadurch 
entstehende Fehlanpassung lustige Resonanzspikes erzeugen (bei mir ab un 
zu der Fall).

Autor: Torben (Gast)
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Das Steckernetzteil ist ein Schaltreglernetzteil mit schlechten 
Phasenverhalten.

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