Hallo, hab hier irgendwo gelesen, dass es schlecht sei, wenn ich z.B. für einen 3.3V-NFC-Reader jeweils zwei Widerstände (also nen Spannungsteiler) nehme, da dann nicht so hohe Datenübertragungsraten möglich wären, wie wenn ich den AVR auch mit 3.3V betreibe und dann den NFC-Reader direkt anschließe. Aber warum ist das so? Danke schon mal burgerohnealles
Der Haken ist, dass du nicht nur Widerstände hast. Allein durch den realen Schaltungsaufbau hast du auch noch versteckte Induktivitäten und Kapazitäten in deiner Schaltung. Im Gleichstromfall (also wenn sich nichts zeitlich ändert) spielen diese keine Rolle, aber sobald sich etwas tut, stimmt die Spannungsteilerformel nicht mehr. Das als sehr verkürzte Erklärung.
Klingt logisch ^^ Ab welchen Frequenzen spielt das dann ne Rolle?
Bei Pegelwechsel der Signalleitungen müssen immer Kapazitäten umgeladen werden. Je schneller dies erfolgen muss, umso höher die notwendigen Ströme. Mit Widerständen in der Leitung bekommst du verschliffene Signalflanken bis eben irgendwann keine sauberen Logikpegel mehr erreicht werden. Wo die Grenzen liegen, kannst du mit den Datenblattangaben recht gut abschätzen (Eingangskapazitäten, max. Treiberstärke, minimale Anstiegszeiten, Thresholdspannungen,...) Passende Levelshifter oder gleiche IO-Spannung der beteiligten Baugruppen können dir das Leben auf jeden Fall erleichtern. Man kommt aber auch mit simplen Logikgattern und Spannungsteilern recht weit...
5V war gestern. Anstatt da etwas ran zu fummeln, sollte man was zeitgemäßes nehmen: einen 3.3V µC oder besser noch 1.8V.
... schrieb: > Wo die Grenzen liegen, kannst du mit den Datenblattangaben recht gut > abschätzen (Eingangskapazitäten, max. Treiberstärke, minimale > Anstiegszeiten, Thresholdspannungen,...) Und wie muss ich das dann rechnen? Kannst du ein Beispiel machen, dann wärs mir sicher sofort klar? nur mal so schrieb: > 5V war gestern. Anstatt da etwas ran zu fummeln, sollte man was > zeitgemäßes nehmen: einen 3.3V µC oder besser noch 1.8V. 5V und 3.3V waren ja nur Beispiele :)
Fchk schrieb: > Allein durch den > realen Schaltungsaufbau hast du auch noch versteckte Induktivitäten und > Kapazitäten in deiner Schaltung. Also ich habe Spannungteiler mit bedrahteten 1/4W Widerständen auf 30 MHz in SPI laufen. Kein Anzeichen von Problemen.
Jonathan K. schrieb: > 5V und 3.3V waren ja nur Beispiele :) Schon klar, aber so ein Problem stellt sich heutzutage eigentlich nicht. ;->>>
nur mal so schrieb: > Jonathan K. schrieb: >> 5V und 3.3V waren ja nur Beispiele :) > > Schon klar, aber so ein Problem stellt sich heutzutage eigentlich nicht. > ;->>> Hmm wenn ich nen AVR mit z.b. 20MHz betreiben will/muss schon. Aber das hat mit dem Thema jetzt nicht mehr so viel zu tun ;) Da bleibt jetzt nur noch die Frage wegen dem Berechnen.. 30Mhz scheint ja schonmal nicht unmöglich.
Jonathan K. schrieb: > Hmm wenn ich nen AVR mit z.b. 20MHz betreiben will/muss schon. Es muss ja kein AVR sein. ;->>>
nur mal so schrieb: > Jonathan K. schrieb: > Hmm wenn ich nen AVR mit z.b. 20MHz betreiben will/muss schon. > > Es muss ja kein AVR sein. ;->>> ¡Full ACK!
1 | D |
2 | +---|>|---o +3,3V |
3 | 2,2k | |
4 | 5V Ausgang o---[===]---+-------o 3,3V Eingang |
5 | | |
6 | === C |
7 | | |
8 | GND |
Ich benutze öfters diese Schaltung. Wenn der Ausgang auf High geht, begrenzt die (Shottky) Diode die Spannung auf knapp über 3,3V. Achtung: Dabei fließt ein Strom von etwas weniger als 1mA durch die Diode in die 3,3V Spannungsversorgung. Die Stromaufnahme der 3,3V Seite mus höher sein, sonst erhöht sich wegen diesem Strom die Spannungsversorgung auf mehr als 3,3V. Man kann sie notfalls mit einer Zenerdiode auf z.B. 3,6V begrenzen begrenzen. Die Diode D ist in den allermeisten Fällen bereits im IC auf rechten Seite enthalten. Der Kondensator C ist immer im IC auf der rechten Seite enthalten. Seinen Wert findest du im Datenblatt in der Regel unter "Input capacitance". Bei den meisten CMOS IC's (CD40xxB, 74HCxx, 74HCTxx, AVR Mikrocontroller) sind es 5-10pF. Der 2,2k Ohm Widerstand bildet zusammen mit dem Kondensator einen Spannungsteiler, der die Signalflanken abflacht. Wenige IC's brauchen eine gewisse Steilheit bei Taktsignalen, um korrekt zu funktionieren. Da musst du ins Datenblatt schauen und ausrechnen, wie groß der Widerstand maximal sein darf, um die Bedingung einzuhalten. Beim System-Takt Eingang des ATTiny13A soll die "Rise Time" und "Fall Time" unter 0,5µS sein. Falls das IC keine konkrete Anforderung an die Steilheit der Flanken stellt, kommt es auf die Frequenz an. He höher die Frequenz, umso geringer ist der Widerstand des Kondensator, umso geringer ist dann auch die Spannung des Signal. Wenn sie zu gering ist, wird der High Pegel nicht mehr als solcher erkannt. Je kleiner der Widerstand ist, umso besser für die Signale, aber du kannst ihn nicht beliebig klein machen, weil dann der Strom (für den treibenden IC oder die Diode) zu hoch wird. Die Internen Dioden sollte man mit maximal 1mA belasten bei mehr Strom können Fehlfunktionen auftreten. Rc = 1/(2*pi*F*C) Ein Eingang mit 10pF hat bei 1Mhz etwa 15k Ohm - geht also. Man sollte dazu noch bedenken, dass außerdem jeder Ausgang eine gewisse nicht ideale Flankensteilheit hat, und jede Leitung hat eine gewisse Kapazität. Dadurch kann die kritische Frequenz je nach Schaltung durchaus weit unter 10Mhz liegen.
Jonathan K. schrieb: > Klingt logisch ^^ > Ab welchen Frequenzen spielt das dann ne Rolle? Im Prinzip immer. Stell Dir ein rechteckförmigen Taktsignal mit 1Hz vor. Welche Frequenz(en) hast Du da? 1Hz. Ja. Und weiter? 3Hz. 5Hz. 7Hz. .... Die Formeln in der E-Technik gelten immer nur für sinusförmige Schwingungen. Alles, was nicht sinusförmig ist, musst Du aus Sinus- und Cosinusfunktionen zusammenbauen, und darauf beziehen sich die Frequenzen -> Fourier. Zu Deinem rechteckförmigen Taktsignal: Das könnte deswegen etwas anders aussehen. fchk
Bei 2,2k Ohm funktioniert es bis 100kHz mit hoher Warscheinlichkeit. Bei höheren Frequenzen sollte man genau nachrechnen (oder simulieren).
Stefan Us schrieb: > He höher die Frequenz, umso > geringer ist der Widerstand des Kondensator, umso geringer ist dann auch > die Spannung des Signal. Wenn sie zu gering ist, wird der High Pegel > nicht mehr als solcher erkannt. Und warum baut man dann überhaupt nen Kondensator dort ein?
Jonathan K. schrieb: > Und warum baut man dann überhaupt nen Kondensator dort ein? Weil man ihn nicht weglassen kann. Dieser "Kondensator" ist nur eine oftmals zutreffende Beschreibung parasitärer Effekte an CMOS-Eingängen.
>> Der Kondensator C ist immer im IC auf der rechten Seite enthalten. > Und warum baut man dann überhaupt nen Kondensator dort ein? Den baut niemand freiwillig ein. Jede Leitungs und jedes Bauteil enthält parasitäre Kapazitäten. Die würde man gerne wegoptimieren - aber man kann nicht alles haben. Die Welt ist nicht ideal. Wobei ein Chip ohne parasitäre Kapazitäten ganz andere neue Probleme hätte.
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