Grundsätzliches zu Busterminierung,Pufferelkos und Konsorten

  • Hallo zusammen.
    Vlt. mal paar Worte zum oben genannten Thema.
    Mir ist schon oft aufgefallen, dass sich vor allem relativ "Unbedarfte" nicht sicher sind bei Beschaltungen von IC's.
    Evtl. kleiner Hinweis von mir.
    Uns hat man an der UNI vor ~30 Jahren schon folgendes eingetrichtert.
    1. Datenbus so niederohmig wie möglich machen ... verringert den "Antenneneffekt" und "Übersprechen" extrem.
    2. Stützkondensatoren an jedem Buszweig-Ende.
    3. Schnelle Kerkos an jedem IC... vermindert evtl. zus. Spikes.
    Bei diesem Verfahren bin ich bis heute geblieben, und kann es nur bestätigen.


    Die unten aufgeführte Schaltung ist für 5V Schaltungen aufgeführt, kann aber leicht angepasst werden.
    Die Spannung am Data-Pegel liegt bei ~3,2 V im High Bereich und ist somit vollkomen ausreichent.
    ...aber der Bus ist sauber.
    ...siehe Multlilayer etc.
    ...Ein Bus ist so sauber wie seiner Terminierung...


    Der 330µF an jedem Busende dient als Stütze.
    Die 100nF Kerkos als zusätzliche Mini-Stütze und Spike-Schlucker.


    gruß root


    ...zusätzliche Anregungen sind gerne gesehen.

  • Hallo.


    >>Der 330µF an jedem Busende dient als Stütze.
    Aber ob man das so pauschal sagen darf, da melde ich mal Zweifel an.
    Was für Chips / Stromaufname etc.?


    Geb ich dir recht.
    Das muß kein 330µF sein, je nach Anzahl der IC's und deren Stromverbrauch.
    Seh es als groben Anhaltspunkt an, da kriegt man mit der Zeit Erfahrung.


    gruß root

    Edited once, last by root ().

  • Hi root,
    einen hab' ich auch noch: ich glaube es wäre eine gute Idee zu erklären, was in diesem Zusammenhang mit niederohmig gemeint ist ;) ...


    //EDIT:
    und weil wir gerade dabei sind: vielleicht magst Du ja noch ein paar Worte zum Thema "Umladen von Kapazitäten" verlieren ... das hört man auch oft und gerne in Verbindung mit Bussystemen ...


    cheers,
    -ds-

  • Hi. alle.


    einen hab' ich auch noch: ich glaube es wäre eine gute Idee zu erklären, was in diesem Zusammenhang mit niederohmig gemeint ist ;) ...


    Ok ich versuchs anhand zweier Beispiele kurz zu erklären, was es damit grob auf sich hat.
    Der Begriff niederohmig erklärt sich denke ich selbst.
    Spikes abfangen, Antenneneffekte/Induktionen abfangen... soweit ok ab da steckt mehr dahinter.
    -------------------------------------
    //Edit:
    Mit "nieder" oder "hoch"-ohmigen Bus ist damit nicht der Bus selbst gemeint, sondern der Buswiderstand gegen Masse oder Ground.
    Denn eine Draht mit der Länge x, dem Durchmesser y, den der Bus darstellen soll, hat nen statischen Widerstand z, der annäherrnd konstant ist (Wärme mal vernachlässigt) solange sich x und y nicht ändern.
    //Edit Ende:
    -------------------------------------


    Ein Bus hat mindestens 2+n Teilnehmer (wobei n ≥ 0) ist.
    Also einer labert, der andere hört (hoffentlich) zu.
    Zwei Anhänge sollen das verdeutlichen.
    Nennen wir sie eins und zwei.
    Jeweils ein Aktuator (Sensor etc.) und ein Schmitt-Trigger als GPIO Eingang schematisch dargestellt.


    Fang mer an mit eins.
    1.0 Actuator ist ein CMos Gerät und labert den GPIO voll... soweit gut.
    1.1 Actuator ist fertig, schaltet den Select weg und der Ausgang geht auf low.
    1.2 Also alles fein, definierte Pegel auch im Ruhezustand.... wozu Busterminierung?
    1.3 Das ist ein Bus mit 2+n Teilnehmern also hänge ich den nächsten CMos Aktuator ran.
    1.4 Der Bus ist damit tot, da kein weiterer Aktuator in der Lage ist bei einem inaktiven Actuator den Bus wieder hochzukriegen. (einer hat ja gegen Masse gezogen)


    Fall 2.
    2.0 Actuator ist ein Teil mit Tri-State Ausgang, und labert den GPIO voll... auch gut.
    2.1 Actuator 2 ist fertig, schaltet den Select weg, und geht in den Tri-State Zustand.
    2.2 Der Ausgang wirkt wie abgeschnitten, der GPIO Eingang ist hochohmig... und Wurfantenne ist perfekt.
    Diese wenn auch niederenergetischen Parasaitären Enflüsse können aufgrund der hochohmigen Leitung ausreichen, eine Spannung zu induzieren die den "Schmitt-Trigger" durchschaltet.
    (Es fließt zwar fast keine Strom aber der Schmitt-Trigger Eingang reagiert auf Pegel).
    Dazu kommt noch evtentuelles interrnes "Hochschaukeln" des Eingangskreises bei "offenem" Eingang wie schon meigrafd mal erwähnt hat.
    2.3 Der Schlamassel ist somit auch perfekt.
    2.4 Nu kommt die Busterminierung wie in #1 beschrieben hinzu... geht wieder, da der Bus im "offenen" Zustand "terminiert" ist also in einem definiertem Pegel.
    Ich habe damit nicht die Ursache beseitig -kann ich auch gar nicht... (Erdmagnetfeld, Übersprechen durch eng zusammenliegenden Leisterbahnen, Handy's, Wlan....), aber weitgehend "eliminiert".
    2.5 n weitere Telnehmer können angeschlossen werden, ohne weitere Änderung.


    Das war's im groben.
    Da gibt es noch weit mehr Varianten wie Open_Collector, Totempole ... etc.
    Ich will hier keine großen Romane schreiben da das Thema in Wirklichkeit sehr komplex ist.
    Mir gings nur darum paar Grundbegriffe zu klären.
    Also ein Gerät muss von Haus aus schon "Busfähing" sein...eben da mal was ranhängen iss nich.


    Vlt. wird dem einem oder anderen (vor allem Neuling) jetzt klar, dass die Entwickler des Raspi nicht umsonst per Software zu/abschaltbare Pull-ups/Pull-downs an die GPIO's rangebaut haben.


    Nochwas kurz für "Neulinge".
    Das ganze "niederohmig" am Bus bezog sich jetzt auf Widerstände.
    Finger weg mit selbst kleinen Kondensatoren am Bus um ihn zu "glätten".
    Das geht zu 99,9% in die Hose, da somit Signale verhunzt werden, und im Idealfall nix mehr geht.
    Wird auch gemacht, aber da geht's an's Eingemachte und wird komplex.



    gruß root


    //Edit ... hab eben paar Zeilen angefügt, um Begriffe zu interpretieren.