C64 auf 9V AC umbauen

  • So, ich habe nun ein paar Oszillogramme aufgenommen und versuche sie zu erklären.

    Setup: ASSY 250469 mit AC/64. Rechner wird eingeschaltet und dann im Leerlauf die Spannungen gemessen.
    Um im allgemeinen Rauschen die kleinen Schwingungen überhaupt sehen zu können, habe ich vor den Tastkopf einen RC-Tiefpass geklemmt aus 1k und 440nF (fo = 362 Hz).
    Der Messkanal ist auf AC-Kopplung gestellt, um den Gleichspannungsanteil zu eliminieren, damit man das überlagerte Störsignal überhaupt sinnvoll messen kann. Mein Oszi scheint hier einen kleinen Offset zu haben, der Mittelwert des Signals ist nicht bei Null, aber das stört hier jetzt nicht.

    1. Messreihe, AC/64 ohne zusätzliche Masseverbindung. Die gekürzte Masseleitung des normalen Anschlusskabels habe ich allerdings gelassen, hatte keine Lust, die wieder zurück auf Standardlänge zu bauen. Mit längerem Kabel ist es noch minimal schlechter als hier jetzt gemessen.

    Auf den 5V (gemessen direkt am SID) ist ein 100 Hz Brumm zu sehen, wobei die eine Halbwelle etwas höher ist als die andere.


    Die 9V am SID sehen dagegen gut aus:


    Interessant finde ich dabei, dass der SID so empfindlich auf die 5V reagiert. Ich hätte jetzt eher vermutet, dass die 5V die Logikversorgung und die 9V die Versorgung der analogen Teile darstellt, aber erstens ist das nur geraten von mir und zweitens kann es da ja auch Übersprechen oder sonstige Beeinflussungen geben.

    Um der Störung auf den Grund (bzw. Ground) zu kommen, hier eine Messung der Spannung zwischen SID-GND und AC/64-GND (gemessen an D4):


    Aha! Das kommt uns doch bekannt vor, sieht ja aus wie die Störung auf den 5V. Was bedeutet das?
    1. Jedes Stück Leiterbahn oder Leitung hat einen Widerstand. Je dünner und länger desto höher. 20 cm dieses Anschlusskabels haben etwa 16 mOhm, bei meiner Messung hatte ich nur 6 cm, macht etwa 5 mOhm. Hinzu kommt noch der Übergangswiderstand des Steckers, welcher leider nicht spezifiziert ist, aber eher etwas höher liegt. Nehmen wir einfach mal 50 mOhm Gesamtwiderstand an.
    2. U = R * I, d.h. wo Strom über einen Widerstand fließt, fällt eine Spannung ab. Wir haben einen Widerstand (die Masseleitung), eine Spannung (sehen wir auf dem Oszi), also muss da ein Strom fließen und wir können sogar berechnen wie viel. Naja, eher schätzen, denn der Gesamtwiderstand aus Kabel plus Kontakt ist eine Schätzung und ein Oszi ist auch kein hochgenaues Spannungsmessgerät.
      Die großen "Berge" sind ganz grob ein halbes Kästen über dem "Talniveau", also 10 mV. Also fließen hier I = 10 mV / 50 mOhm = 200 mA. Ist jetzt nicht besonders viel und nicht besonders wenig, könnte also durchaus im plausiblen Bereich liegen. Nochmal zur Erinnerung, das ist nur das AC-Signal, also ohne Gleichanteil, es kann also sein, dass auf der GND-Leitung dauerhaft z.B. 1A fließen und darauf überlagert sich ein 100 Hz Signal mit den geschätzten 200 mA Pulsen.
    3. Wie kommt nun das Störsignal von GND auf die 5V?
      Der DC/DC-Wandler auf dem AC/64 erzeugt 5V so genau er das eben hinkriegt. Hier sind übrigens keine Störungen zu messen, scheint also zu funktionieren.
      Diese 5V werden nun durch eine GND und eine 5V-Leitung auf's C64-Board geleitet. Beide Leitungen haben natürlich einen ähnlichen Widerstand, nur fließt auf den 5V ein relativ konstanter Strom, somit ist der Spannungsabfall auf dieser Leitung ebenfalls konstant ein paar mV. Die Spannung auf der GND-Leitung sieht so aus wie oben gemessen. Wenn man nun am C64 die 5V misst, erhält man die Spannung des DC/DC-Wandlers minus den Spannungsabfall der beiden Leitungen. Da der Spannungsabfall an der GND-Leitung leider brummt, brummt auch die letztlich am C64 ankommende Spannung.


    Abhilfe: wenn wir die GND-Verbindung zw. C64 und AC/64 verbessern, d.h. den Widerstand verkleinern, fällt bei gleichem Strom weniger Spannung ab und das Störsignal wird kleiner, im Idealfall so klein, dass es nicht mehr stört.

    2. Messreihe, nach der Verbesserung der Masseverbindung sieht es nun so aus:

    5V am SID:


    9V am SID:


    Spannungsabfall auf GND zw. AC/64 und C64:



    => Kein signifikantes Brummen mehr messbar und zu hören ist auch nichts mehr.
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    Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von lvr ()

  • Hallo lvr,

    coole Sache, vielen Dank! Wie @Thunderblade schon schrieb, werden wir das kurzfristig ausprobieren. Eine Frage zum Anschluss des Massekabels: Kann ich das bei der "stehenden" Variante auch einfach auf der Platine am Minuspol des nicht bestückten Kondensators (ganz links) anlöten, oder gibt es einen noch besseren Platz? Und: Gibt es eine Empfehlung, was für ein Kabel man nehmen soll - z. B. etwas geschirmtes?

    Danke und Gruß
    c0z
  • c0zmo schrieb:

    Kann ich das bei der "stehenden" Variante auch einfach auf der Platine am Minuspol des nicht bestückten Kondensators (ganz links) anlöten, oder gibt es einen noch besseren Platz?
    Ich glaube, es ist besser, wenn Du es rechts, in der Nähe des DC/DC-Wandlers anschließt. Kommt aber bei solchen Sachen oft einfach auch auf einen Versuch an, also einfach probieren, wo es besser ist, vielleicht macht's auch keinen Unterschied.


    c0zmo schrieb:

    Gibt es eine Empfehlung, was für ein Kabel man nehmen soll
    Ein einfaches Stück Kupferdraht reicht. Möglichst kurz. Ich hab hier ca. 2 cm mit 0,8 mm Durchmesser verwendet. Je länger der Draht wird, desto dicker sollte er sein. Aber 16 qmm wären jetzt etwas übertrieben. :D
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