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Version vom 21. Dezember 2005, 20:35 Uhr von Uwegw (Diskussion | Beiträge)

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Viele Anfänger in Sachen Elektronik bekommen, wenn sie eine selbst entworfenen Schaltung im Forum posten, als erstes zu hören: "Alle ICs mit Kondensatoren an den Stromversorgungspins versehen!!!". Die Erklärungen, die dazu geliefert werden, schwanken zwischen <nicht vorhanden>, und langen, ausführlichen, physikalisch korrekten, aber für Laien kaum verständlichen Ausführungen. Dieser Artikel soll nun dazu dienen, die Wirkung eines Abblockkondensators zu beschreiben und zu erklären, sodass in Zukunft vom Forum einfach hierhin verlinkt werden kann, wenn das Thema mal wieder zur Sprache kommt...

Es wäre denkbar, diesen Artikel in zwei Teile zu gliedern: eine grobe, aber anschauliche und verständliche Beschreibung für alle Einsteiger, und für alle, die mehr wissen wollen, ein genaue physikalishce Betrachtung. Ich fang dann man mit was (hoffentlich) verständlichem... uwegw



Erklärung in wenigen Sätzen: Digitale ICs ziehen impulsweise sehr hohe Strome, sodass die Spannung einbrechen kann. Das wirkt sich störend auf andere ICs, insbesondere bei der Verarbeitung von analogen Signalen, aus. Ein Kondensator kann Energie speichern und sie sehr schnell wieder abgeben, wenn plötzlich viel Strom benötigt wird. Dadurch wird die Spannung im Rest der Schaltung stabiler gehalten. Aber jetzt Schluss mit der Theorie, die folgenden Bilder sprechen für sich:

Abblockkondensator OhneC amAVR.jpg So sieht es auf der 5V-Versorgungsleitung aus, wenn ein AVR (90S8515, 4MHz) ohne Abblockkondensatoren betrieben wird. Die periodische hohe Stromaufnahme führt zu kurzen Spannungseinbrüchen- und Spitzen, die bis zu 0,25V erreichen können. Diese Störungen breiten sich über die Leitungen in die gesamte Schaltung aus, und selbst 30cm Kabellänge entfernt sieht es noch so aus:

Abblockkondensator OhneC weit entfernt.jpg Die Störungen werden schwächer, sind aber immer noch recht deutlich zu erkennen und können andere Bauteile stören.

Abhilfe schafft nun ein Abblockkkondensator, der möglichst nahe am Stromversorgungspin des AVRs gegen Masse geschaltet wird. Ein Folienkondensator mit 100nF schafft Ruhe auf der Leitung:

Abblockkondensator 100nF amAVR.jpg Das übrigbleibende "Grundrauschen" ist nun so gering, dass es sich in den allermeisten Fällen nicht mehr störend auswirkt.