Wahrscheinlich bei der Terminologie wiedermal ins Klo gegriffen, aber sei's drum. Ich habe auf einem PCB mehrere Steuerleitungen mit 100 cm Länge, die, weils so schön ist, direkt unter einem ACDC PCB-Netzteil verlaufen und dann noch unter zwei Relais durch. Ja, geht nicht anders. Gibt es irgendeine Faustformel, wie niedrig die Impedanz der Treiber sein muss, damit da keine Störungen digitaler Natur entstehen können? Die hängen direkt an einen atmega, also sind das bei mir gut 60 Ohm. Es wäre halt blöd, wenn z.B. ein Störsignal auf einer Steuerleitung für den Relaistreiber das Relais umschaltet. Klar, Kerkos an die Leitungen wird helfen, aber die Frage ist, ob das zu paranoid ist, oder ob ihr da schon Erfahrungen mit machen durftet.
Korrektur: Nicht 100cm Länge, sondern 100mm, also 10cm :D
Jan schrieb: > Gibt es irgendeine Faustformel, wie niedrig die Impedanz der Treiber > sein muss, damit da keine Störungen digitaler Natur entstehen können? Die Impedanz digitaler Treiber und Signalleitungen liegt im Bereich unter 100 Ohm. Und da braucht es stramm Störpegel, um die zu beeinflussen. Oder andersrum: ab einer Impedanz über 1 kOhm solltest du bei eigenartigem Verhalten EMV Probleme mit in Betracht ziehen.
Jan schrieb: > Es wäre halt blöd, wenn z.B. ein Störsignal auf einer Steuerleitung für > den Relaistreiber das Relais umschaltet. Digitale Signale sollten auf die kurze Distanz bei so schwachen Störquellen nicht gestört werden, ein CMOS IC Ausgang ist doch sehr niederohmig. Sorgen macht man sich bei analogen Leitungen, wo schon Millivolt zu Störungen führen, z.B. feedback-Leitung von Schaltreglern oder Audio Oder wenn digital mit nur 470k pull up arbeitet, was bei dir nicht der Fall ist
Naja.... bei euren Betrachtungen habt ihr aber die Induktivität ignoriert. Bei 10cm (=20cm hin und zurück) sind das schon gut 200nH. Soweit ich weiss, nützt einem der beste Treiber nichts, wenn man sich einen Störimpuls in der Nähe des Eingangspins eines ICs einfängt, der nicht geblockt ist. Beispiel:
1 | 200nH/20cm |
2 | atmega OUT >-------------------------------> IN Sensor |
3 | 60 Ohm ^ Gigaohm |
4 | Störimpuls |
Der Eingangspin hat 10pF, soweit ich weiss. Also gibt es jetzt genau zwei Dinge, die verhindern, das beim Empfänger ein falsches Signal erkannt wird. Die 10 pF und irgendwelche beim Empfänger eingebauten Entstörblöcke, die leider nicht jeder IC hat. Klar, kann ich ja einfach die Angstkerkos einbauen, aber ich hätte da schon gerne gewusst, ob da was dran ist. Ich meine ja, es ist was dran. Spätestens ab 10 Meter Kabellänge widerspricht mir da keiner mehr, also muss es da auch eine Faustformel geben. Letztendlich ist die Frage, ab welcher Leitungslänge/Induktivität es durch konventionelle* Störungen dazu fühen kann, dass die 10pF nicht ausreichen, den Spannungspegel auf <=20% (logic LOW) bzw. >=80% (logic HIGH) zu halten. *Spielereien wie EMPs können wir mal aussen vor lassen ;)
Jan schrieb: > Naja.... bei euren Betrachtungen habt ihr aber die Induktivität > ignoriert. Ja, weil sie als "Einzelkomponente" nicht relevant ist. Denn diese Induktivität ist im Wellenwiderstand "versteckt". Oder andesrum: du kannst die Induktivität nicht als einzelnes Bauteil ansetzen, weil sie ja über die gesamte Leitungslänge verteilt ist. > Der Eingangspin hat 10pF, Welchen meinst du? > soweit ich weiss Deine 10pF sind beileibe keine "übliche Naturkonstante". > dass die 10pF nicht ausreichen, den Spannungspegel auf <=20% (logic LOW) > bzw. >=80% (logic HIGH) zu halten. Du vermischst hier statische und dynamische Betrachtungen. Ein 10pF Kondensator wird nichts über eine nennenswerte Zeit hinweg halten können. > Letztendlich ist die Frage Welches Problem hast du denn eigentlich? Warum stellst du dir und uns diese Frage?
Lothar M. schrieb: > Jan schrieb: >> Naja.... bei euren Betrachtungen habt ihr aber die Induktivität >> ignoriert. > Ja, weil sie als "Einzelkomponente" nicht relevant ist. Denn diese > Induktivität ist im Wellenwiderstand "versteckt". > Oder andesrum: du kannst die Induktivität nicht als einzelnes Bauteil > ansetzen, weil sie ja über die gesamte Leitungslänge verteilt ist. Die Induktivität ist nicht relevant? Also bei meinen Spielereien mit 10 Meter I2C habe ich aber sehr gut merken dürfen, wie relevant die wurde. Erst als ich 1nF an die Eingangspins gelegt habe, waren die sporadischen Störungen weg. Seitdem läufts über Monate stabil :D Warum soll ich (aus Sicht des Empfängers) also nicht sagen können "Zwischen mir und dem Sender liegen 200nH Induktivität"? >> Der Eingangspin hat 10pF, > Welchen meinst du? > Deine 10pF sind beileibe keine "übliche Naturkonstante". Ja, es gibt natürlich ICs mit viel weniger Kapazität, aber wenn man von ICs mit digitalen Eingängen ausgeht war die Kapazität immer so um die 10pF rum, wenn sie denn mal im Datenblatt angegeben wurde. Deshalb nehme ich die 10pF als Faustformel. >> dass die 10pF nicht ausreichen, den Spannungspegel auf <=20% (logic LOW) >> bzw. >=80% (logic HIGH) zu halten. > Du vermischst hier statische und dynamische Betrachtungen. Ein 10pF > Kondensator wird nichts über eine nennenswerte Zeit hinweg halten > können. > >> Letztendlich ist die Frage > Welches Problem hast du denn eigentlich? Warum stellst du dir und uns > diese Frage? Ich dachte, dass ich das schon erklärt habe. Zitat Eingangsposting: "Ich habe auf einem PCB mehrere Steuerleitungen mit 10cm Länge, die, weils so schön ist, direkt unter einem ACDC PCB-Netzteil verlaufen und dann noch unter zwei Relais durch. Ja, geht nicht anders.[...] Es wäre halt blöd, wenn z.B. ein Störsignal auf einer Steuerleitung für den Relaistreiber das Relais umschaltet."
Jan schrieb: > Es wäre halt blöd, wenn z.B. ein Störsignal auf einer Steuerleitung für > den Relaistreiber das Relais umschaltet. Wäre halt blöd wenn die Induktion eines Relais auf eine Steuerleitung für den Relaistreiber wirkt und damit eine Rückkopplung erreicht.
mitlesa schrieb: > Wäre halt blöd wenn die Induktion eines Relais auf eine Steuerleitung > für den Relaistreiber wirkt und damit eine Rückkopplung erreicht. Auch der geschaltete Strom kann das natürlich erreichen ...
Jan schrieb: > Ich dachte, dass ich das schon erklärt habe. Nein, denn du hast da offenbar kein Problem, sondern überlegst, ob du eines "haben könntest". > Also bei meinen Spielereien mit 10 Meter I2C Dir ist schon klar, dass der Pullup des I2C eben viel hochohmiger als das erwähnte 1 kOhm ist? Und auch, für welche Entfernungen der "Inter-IC" Bus ausgelegt war? Da gings um die Kommunikation innerhalb elektrischer Geräte, vom Bedienpanel zur Hauptplatine, irgendwas im Bereich unter 50 cm. Jan schrieb: > Deshalb nehme ich die 10pF als Faustformel. Siehst du, und ich ignoriere im Normalfall die 10 pF und es funktioniert trotzdem. > Warum soll ich (aus Sicht des Empfängers) also nicht sagen können > "Zwischen mir und dem Sender liegen 200nH Induktivität"? Weil du dann die Kapazität der Leiterbahn ignorierst. Und vor allem ignorierst, dass sich diese Induktivität und die Kapazität über die Länge der Leiterbahn aufintegrieren: jeder mm hat seine Kapazität und seine Induktivität. Und eben in den Wellenwiderstand hieneigerechnet findest du diese aufintegrierte Induktivität und Kapazität.
Lothar M. schrieb: > Jan schrieb: >> Ich dachte, dass ich das schon erklärt habe. > Nein, denn du hast da offenbar kein Problem, sondern überlegst, ob du > eines "haben könntest". Ich denke nicht, dass da ein praktischer Unterschied besteht. Ich fasse ja auch nicht in die Steckdose, ohne mir vorher zu überlegen, ob ich dann ein Problem haben könnte. >> Also bei meinen Spielereien mit 10 Meter I2C > Dir ist schon klar, dass der Pullup des I2C eben viel hochohmiger als > das erwähnte 1 kOhm ist? > Und auch, für welche Entfernungen der "Inter-IC" Bus ausgelegt war? Da > gings um die Kommunikation innerhalb elektrischer Geräte, vom > Bedienpanel zur Hauptplatine, irgendwas im Bereich unter 50 cm. Schon klar. Deshalb ja Spielerei. > Jan schrieb: >> Deshalb nehme ich die 10pF als Faustformel. > Siehst du, und ich ignoriere im Normalfall die 10 pF und es funktioniert > trotzdem. Ich dachte, Ingenieure verlassen sich eher auf Zahlen und weniger auf "wird schon passen". Zumindest hätte ich gerne ein Grundverständnis für die Grössenordnungen. Deshalb habe ich gefragt. Ich kann auch anders fragen: Ab welcher Leitungslänge muss ich mein Hirn einschalten? >> Warum soll ich (aus Sicht des Empfängers) also nicht sagen können >> "Zwischen mir und dem Sender liegen 200nH Induktivität"? > Weil du dann die Kapazität der Leiterbahn ignorierst. Und vor allem > ignorierst, dass sich diese Induktivität und die Kapazität über die > Länge der Leiterbahn aufintegrieren: jeder mm hat seine Kapazität und > seine Induktivität. > Und eben in den Wellenwiderstand hieneigerechnet findest du diese > aufintegrierte Induktivität und Kapazität. Stimmt. Die Leitungskapazität habe ich vergessen. Das wären dann bei 10cm geschätzt 7pF. Aber auch nur in Summe. Wenn die Störspannung im letzten Drittel induziert wird, zählt ja nur die Strecke von dort bis zum Empfänger. Sind dann gut 2 pF. Also ob da jetzt 10 oder 12 pF sind.... glaube nicht, dass das an den Grundfesten des Problems rüttelt. Andererseits breitet sich der Impuls ja in beide Richtungen aus.... und ausserdem wird er ja nicht punktuell eingespeist, sondern der Leiter empfängt den Impuls wie eine Antenne überall und multi 3d blablubb ach leckt mich doch :D Aber Leitungstheorie ist mir schon immer zu hoch gewesen, genau wie das in ltspice zu simulieren. Und das ganze jetzt noch mit Antennentheorie kombinieren? NÄH. Ach wird schon gehen. Lasse ich die Kerkos einfach weg.
Jan schrieb: > Ich dachte, Ingenieure verlassen sich eher auf Zahlen und weniger auf > "wird schon passen". 1. Besser man weiß, dass man da einen Eingang samt seiner Kapazität ignoriert hat, als mit einem geschätzten Daumenwert im femtoFarad-Bereich herumzufabulieren. 2. Nennen wir es Erfahrung. 3. Sieh dir einfach mal andere Schaltpläne von (digitalen) Geräten an: wie viele haben solche "Angstkondensatoren" an IC-Eingängen? > Wenn die Störspannung im letzten Drittel induziert wird, zählt ja nur > die Strecke von dort bis zum Empfänger. Sind dann gut 2 pF. Also theoretisch 3cm Leitungslänge. Du solltest dir mal anschauen, wie da was eingekoppelt werden kann: die Leiterbahn muss eine Antenne für das Störsignal darstellen. Und für eine Antenne mit 2cm Länge besuchst du einen Störquelle im GHz Bereich. Halbleiter in Schaltnetzteilen schaffen das nicht. > Zumindest hätte ich gerne ein Grundverständnis für > die Grössenordnungen. Und hier geht es wieder los: welche Störer mit welchen Flankensteilheiten erwartest du? Wenn da ein Netzteil mit 50kHz und Flanken im us-Bereich stören soll, dann sind für nennenswerte Störpegel bei einer Übertragung durch die Luft Leitungslängen im 50cm Bereich und länger nötig.
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Jan schrieb: > Also bei meinen Spielereien mit 10 > Meter I2C habe ich aber sehr gut merken dürfen, wie relevant die wurde. > Erst als ich 1nF an die Eingangspins gelegt habe, waren die sporadischen > Störungen weg. Hast Du denn eine Ahnung, welche Störungen Du hattest und warum die nun weg sind? Einfach mehrere nF an die Signale nageln kann auch ganz zufällig besser oder schlechter werden. Also zeigte ein Oszi irgendwelche Auffälligkeiten?
Lothar M. schrieb: >> Zumindest hätte ich gerne ein Grundverständnis für >> die Grössenordnungen. > Und hier geht es wieder los: welche Störer mit welchen > Flankensteilheiten erwartest du? Wenn da ein Netzteil mit 50kHz und > Flanken im us-Bereich stören soll, dann sind für nennenswerte Störpegel > bei einer Übertragung durch die Luft Leitungslängen im 50cm Bereich und > länger nötig. Wie es der Zufall so will, ist 5 cm neben dem Gerät noch ein 870 MHz Sender mit 20 dBm, der alle 10 Sekunden mal was absondert. Könnte das ein Problem sein?
A. S. schrieb: > Jan schrieb: >> Also bei meinen Spielereien mit 10 >> Meter I2C habe ich aber sehr gut merken dürfen, wie relevant die wurde. >> Erst als ich 1nF an die Eingangspins gelegt habe, waren die sporadischen >> Störungen weg. > > Hast Du denn eine Ahnung, welche Störungen Du hattest und warum die nun > weg sind? Einfach mehrere nF an die Signale nageln kann auch ganz > zufällig besser oder schlechter werden. Also zeigte ein Oszi > irgendwelche Auffälligkeiten? Wie gesagt war es eine Spielerei. Ohne 1nF Kerko hat das Teil alle paar Stunden mal irgendwas komisches gemacht. Sehr wahrscheinlich hat ein externer Puls den I2C-Clock runtergezogen. Das war alles auf Kante genäht mit hohen Pull-ups und nassen Kabeln und alles was man halt nicht tun sollte. Da sah man auch sehr gut am Oszi am Empfänger, dass der Clock-Pin High-Pegel gerade FM Radio hört. Nicht viel. Vielleicht 5%, aber ist ja schonmal ein schlechtes Zeichen. Mit dem 1nF Kerko ist da komplett Ruhe und auch nach Monaten noch kein falscher Trigger. War zumindest sehr lehrreich und seitdem weiss ich ganz praktisch, warum man differentiell überträgt, wenn es denn schnell gehen muss =)
Jan schrieb: > Könnte das ein Problem sein? Müsste man messen. Aber ich würde mir erstmal keine Sorgen darüber machen oder gar Kondensatoren irgendwo reinfricleln.
Jan schrieb: > Ich habe auf einem PCB mehrere Steuerleitungen mit 10cm Länge, die, > weils so schön ist, direkt unter einem ACDC PCB-Netzteil verlaufen und > dann noch unter zwei Relais durch. Ja, geht nicht anders.[...] > Es wäre halt blöd, wenn z.B. ein Störsignal auf einer Steuerleitung für > den Relaistreiber das Relais umschaltet." Eines der wesentlichen Probleme bei der Störeinkopplung ist die Fläche zwischen Signal und Massefläche bzw. Masseleitung. Je kleiner die ist, umso weniger kann induktiv einkoppeln. 10cm Steuerleitung sind nicht tragisch, auch nicht unter Relais oder Netzteilen, wenn diese Koppelschleife minimal ist. Sprich, entweder durchgehende Massefläche oder parallel laufende Masseleitung. Beim AD-DC Netzteil kriegt man eher Probleme mit den Kriechwegen und der Isolationsspannung, je nach Typ und Layout.
Jan schrieb: > Ich dachte, Ingenieure verlassen sich eher auf Zahlen und weniger auf > "wird schon passen". Zumindest hätte ich gerne ein Grundverständnis für > die Grössenordnungen. Deshalb habe ich gefragt. Ich kann auch anders > fragen: Ab welcher Leitungslänge muss ich mein Hirn einschalten? Je nach Frequenz bzw. Flankensteilheit, siehe Wellenwiderstand.
Jan schrieb: > Wie es der Zufall so will, ist 5 cm neben dem Gerät noch ein 870 MHz > Sender mit 20 dBm, der alle 10 Sekunden mal was absondert. Könnte das > ein Problem sein? Kann sein, muss nicht.
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