News und Fragen zum C64 Reloaded MK2/3

Netzteilen haben oft etwas höhere Spannung wenn sie leicht belastet sind. Deshalb hat ein Netzteil dass mehr Strom kan liedern mehr Risiko dass der Spanning mit C64Reloaded Belastung zu hohe Spannung liefert.

Ich muss sagen das ich ein Spannungtoleranz von nur etwa 1% sehr eng finde... Schutz gegen Überspannung ist gut, aber SID und VIC tolerieren mehr als 1%, also ist es nicht Notwendig eind Schutz zu bauen was bei mehr als 1% bereits aktiviert wird und und desto mehr wenn es eine Schutz betreft wenn dadurch etwas auf dem Motherboard dutchbrennt.

Zitat von kinzi

Ich nehme an, die Z-Diode ist in Serie geschaltet

Z-Dioden schaltet man nicht in Serie. Wenn sie als Überspannungsschutz eingesetzt werden, fließt da im Normalfall gar kein Strom durch. Bei Überspannung soll die soviel Strom ziehen, daß die Sicherung durchgeht. Problematisch ist das halt, wenn die Spannung so an der Kante liegt, daß die Sicherung das noch gerade so aushält.

Zitat von dmantione

und desto mehr wenn es eine Schutz betreft wenn dadurch etwas auf dem Motherboard dutchbrennt.

Solange sie dabei zuverlässig kurzschließt ist das allemal besser, als wenn die wertvollen Chips dran glauben müssen. Und die Netzteilsicherung sollte in so einem Fall auch auf jeden Fall rausgehen, bevor da Leiterbahnen ohne Kabel schmoren.

Ihr dürft eine Z-Diode nicht als "digitales" Bauteil betrachten. Speziell der Übergang vom nichtleitenden in den leitenden Zustand (natürlich in Sperrrichtung) ist ein Prozess, wo die Z-Diode mit ansteigender Spannung ihren Widerstand stetig abbaut, aber keinesfalls abrupt verliert.

Es gibt also drei Bereiche:

A) Z-Diode sperrt (und ist extrem hochohmig)
B) Z-Diode stellt einen "variablen" Widerstand dar
C) Z-Diode leitet (ist sehr niederohmig)

Wenn nun das Netzteil *etwas* über den 12V liegt (und welches Netzteil liefert über seinen gesamten Lebenszyklus exakt die aufgedruckte Spannung?) dann liegt diese Spannung an der Z-Diode an, die dann "ein wenig leitet".

Jetzt kommt etwas Mathe ins Spiel: P=U*I. Die Leistung an der Diode setzt sich jetzt zusammen aus den 12,x Volt vom Netzteil und den "Milliampere", die durch die Diode fließen und durch ihren internen Widerstand bestimmt werden. Sagen wir mal beispielhaft 200mA. Dann muß die Diode schon etwas über 2,4W umsetzen und das geht nicht lange gut (ohne jetzt den genauen Typ der Diode zu kennen). Eine Sicherung oder einen 0-Ohm-Widerstand interessieren die 200mA aber nicht wirklich...

Ihr seit übrigens mehr als zwei Jahre zu spät dran: Ich habe in diesem Thread schonmal auf das Problem aufmerksam gemacht, allerdings wurde lieber nicht drauf geantwortet...

Gruß,
Thomas

Zitat von Wiesel

Zwei Prototypen. Am Ersten war die Chip-Revisionserkennung nicht 100%, am Zweiten gab es unschöne Störgeräusche im SID-Output, und auf dem Weg zur Serie wurde nochmal der LED-Anschluss versetzt, sowie die PAL/NTSC Umschaltung in der PLL auf den Chiphersteller Nexperia angepasst.
Jens

Das wäre was für meine Prototypensammlung

Zitat von TronPlayer

Aplogies for the OT, but the auto translation of Kinzi's carefully crafted sentence to express his modesty is hilarious!

Zitat von kracken34

Wird das Netzteil für das MK1 auch für das MK2 funktionieren?

Ja.

Zitat von kinzi

Aber das (0,2 V mehr Input führen zum Tod) würde ich bedenklich finden ...

Ich habe nicht geprüft, was der entsprechende Kunde gemessen hat. Ich habe nur die Empfehlung ausgesprochen, die Z-Diode zu prüfen und ggf. zu ersetzen; der Kunde hat danach Erfolg berichtet, also seinen C64R wieder in Betrieb nehmen können. Der Grund für den Defekt der Diode kann zweierlei sein: Entweder Überspannung oder falsche Polarität. Letzteres ist wahrscheinlicher, denn um 3W Dauerleistung zu überschreiten, braucht's schon eine recht große Spannungsdifferenz.

Zitat von Freak

Ihr dürft eine Z-Diode nicht als "digitales" Bauteil betrachten.

Korrekt; mit steigender Temperatur steigt auch die Zener-Spannung, ergo ist da Luft drin. Wenn jedoch ein Netzteil krampfhaft versucht, eine zu hohe Spannung weiter hoch auszuregeln, wird auch dauerhaft Energie in der Z-Diode verbraten, was nicht gut ist. Die Z-Diode macht dauerhaft 3W, was aufgrund der geringen Größe höchst wahrscheinlich zu einer hohen zweistelligen Temperatur führt. Oberhalb von 75 Grad gibt es ein Derating von 40mW pro Grad. Die Energie wird im Wesentlichen über die zwei Anschlüsse in die Platine abgeleitet; die thermische Verbindung Junction-to-lead ist dabei 25 Grad pro Watt.

Die thermische Obergrenze liegt bei 165 Grad für den Betrieb, was prinzipiell bedeutet, dass ab 150 Grad kein Strom mehr fließen darf (das de-rating um 40mA pro Grad oberhalb 75 Grad wird sonst größer als 3W). Peak Power kann die Diode übrigens über 1kW, jedoch nur für sehr kurze Zeit. Bei einem 4ms Peak ist die maximal "verträgliche" Leistung nur noch 100W.

Und ja, das ist bewusst in engen Toleranzen gewählt, damit bei sehr geringer Temperatur die Diode schnell über Zimmertemperatur kommt, und in keinem Fall ein Chip kaputt gehen kann, den man nicht mehr ersetzen kann. Mir ist lieber, wenn eine Z-Diode für ein paar Cent kaputt geht, als wenn ein SID oder VIC das Zeitliche segnet, für den es keinen originalen Ersatz mehr gibt. Bei unserem Hobby Retro-Computing geht es um Erhalt und Pflege historischer Hardware. Wenn irgendwelche Chinakracher-Netzteile durch das Sieb fallen, rückt das vielleicht die Bedeutung des elektrischen Schutzes unserer Schätze ins rechte Licht.

Jens

No, it would not, a voltage regulator causes a voltage drop of 1-2 Volt, you would then end up with too low voltage. The use of a zener diode is good practise here, allthough you can ask the question wether one value higher (12.4V?) might have been a been idea.

Zitat von LogicDeLuxe

Z-Dioden schaltet man nicht in Serie

Danke für die (falsche) Belehrung. Mir ist die Standard-Applikation von Z-Dioden bekannt, ich habe eine einschlägige Ausbildung. Mein Annahme bezog sich auf die Beschaltung, wie sie im C128DCR verwendet wird:

EDIT by FXXS: Bild aus Spoiler umgewandelt...

Ich dachte gelesen zu haben, dass Wiesel das bei C64R genauso gemacht hat (mangels eigenem C64R kann ich es nicht nachprüfen).
Und ja, man KANN Z-Dioden in Serie schalten, wenn es sinnvoll erscheint.

Zitat von Wiesel

Ich habe nicht geprüft, was der entsprechende Kunde gemessen hat.

Aha, OK, das ist was anderes. Dann tippe ich auf Verpolung. Das ist wesentlich wahrscheinlicher.

http://wiki.icomp.de/w/images/…64_reloaded_pub_schem.pdf
Links oben sieht man die Z-Diode D8, wenn ich mich nicht irre.

Danke @tulan, kannte ich nicht.

Dass es da knallt ist klar. Meiner bescheidenen Meinung nach ist das schlecht designed. Ich kann nicht ein Gerät auf 12 V Betriebsspannung auslegen (so wird es ja glaube ich beworben) und dann eine 12 V Zenerdiode als Übrspannungsschutz einbauen. (Ja, die Steigung der Kennlinie ist endlich, geschenkt. Es ist trotzdem falsch.)

Bei dieser Beschaltung ist aber auch "wurscht", ob das Netzteil 1 A oder 3,5 A Dauerstrom liefert. Bzw. es ist meiner Meinung nach falsch, dem Netzteil vorzuschreiben, es dürfe "nur" 1 A liefern, weil sonst die Gefahr besteht, dass die Z-Diode abbrennt.

Nur meine Meinung, und off-topic ist es auch, sorry dafür. Ich enthalte mich auch weiterer Kommentare.

Ach, da haben wir ja die Z-Diode in Serie:

EDIT by FXXS: Bild aus Spoiler umgewandelt....

Ich war davon ausgegangen, dass von dieser die Rede war. Sorry, mein Fehler, ich hätte mich zuerst informieren sollen.

Zitat von kinzi

Dass es da knallt ist klar. Meiner bescheidenen Meinung nach ist das schlecht designed.

Die Beweggründe für die enge Toleranz habe ich erklärt: Ich stelle den Schutz klassischer Chips über die Toleranz gegenüber schlechten Netzteilen.

"schlecht designed" wäre es, wenn es reihenweise im Feld versagt. Das Gegenteil ist der Fall: Der geringe Rücklauf des C64R hat gezeigt, dass dieser Teil des Designs ohne Änderung in den C64RMK2 übernommen werden kann.

Wichtigstes neues Entwicklungsziel des MK2 war, die klassischen Chips weiter zu schützen. Ich möchte nicht wissen, wie viele HMOS-VIC- und SID-Chips wegen falscher Jumperstellungen gestorben sind. Die automatische Erkennung der Chips sorgt beim MK2 dafür, dass "menschliches Versagen" nur noch beim Verpolen der Chips auftreten kann, aber nicht mehr bei Jumper-Einstellungen.

Bevor Du das nächste Mal ein Design beurteilst, schau' bitte über den Tellerrand. Es gibt in "anderen" Umgebungen "andere" Notwendigkeiten. Die Umgebung hier ist: Kunde mit unbekannten technischen Fähigkeiten stöpselt Dinge zusammen, die im Falle eines Fehlers mit keinem Geld der Welt ersetzt werden können. Niemand wird jemals ernsthaft wieder eine NMOS-Fab auf die Oberfläche dieses Planeten setzen. Ein defekter 65xx/85xx-Chip ist für immer aus dem Pool entnommen. Mit dieser zugegebenermaßen etwas krassen Maßnahme ist das Netzteil (in Kombination mit technisch unbedarftem User) aus der Gleichung herausgenommen -> Zweck erfüllt.

Jens

Zitat von dmantione

allthough you can ask the question wether one value higher (12.4V?) might have been a been idea.

Given the temperature drift of the Zener voltage (higher temp -> higher Z-voltage), this is a bad idea. The next-higher voltage in this series is 13V, with a max. tolerance at 13.65V, which is already "unhealthy" for these classic chips.

Further, you need to look at the temperature coefficient of the Zener voltage, which gets higher with a higher Z-voltage. At 12V, it's just above 8mV per degree Celsius, and at 13V, it's higher than that. So instead of making it better, you plain miss the goal of the design, as protection of the chips is not given any more.

Just trust me - I do this for a living, and I also do contract design for high-reliability systems that are used in emergency systems where human life depends on reliability of the alarm system. Since this is all within Germany (replacing ISDN alarm signalling), there are legal authorities that verify my design(s). So while I do not have a university degree (stopped studying electrical engineering before the final exams), I can show experience that less than ten engineers in Europe have in their CV.

Jens

Zitat von Wiesel

....Niemand wird jemals ernsthaft wieder eine NMOS-Fab auf die Oberfläche dieses Planeten setzen....

Oh Doch: Ein Belgier ist da drauf und dran... bald ist es gaaaanz bestimmt soweit:

Produktion neuer 650x Chip's

Ich dachte im ersten moment auch, oh, zu knapp kalkuliert, aber dann nach etwas nachdenken...besser so knapp durch cent-bauteil, wie von wiesel erklärt, als alles andere defekt. Schon richtig so

Eigentlich wollte ja eigentlich nichts mehr dazu schreiben, aber jetzt kann ich es mir doch nicht verkneifen:

Zitat von Wiesel

Die Beweggründe für die enge Toleranz habe ich erklärt: Ich stelle den Schutz klassischer Chips über die Toleranz gegenüber schlechten Netzteilen.

Da bin ich voll bei dir.
Genau deshalb wäre meiner Meinung nach eine 12 V-Erzeugung auf dem Board der beste Schutz für klassische Chips.

Statt dessen wird die Verantwortung für eine genaue, stabile 12 V-Versorgung an den Benutzer abgegeben, noch dazu ohne dass dieser davon Bescheid weiß - Stichwort: Toleranzbereich der Eingangsspannung ist nicht angegeben. Ich habe zumindest nichts dazu gefunden auf iComp.de, weder im Wiki noch im Shop. Im Gegenteil, die Aussage ist, der Benutzer kann ein Standard-12 V-Netzteil verwenden.

Zitat von Wiesel

Bevor Du das nächste Mal ein Design beurteilst, schau' bitte über den Tellerrand. Es gibt in "anderen" Umgebungen "andere" Notwendigkeiten. Die Umgebung hier ist: Kunde mit unbekannten technischen Fähigkeiten stöpselt Dinge zusammen, die im Falle eines Fehlers mit keinem Geld der Welt ersetzt werden können.

Du schreibst es ja selbst - unbedarfter Kunde ... aber er soll für eine genaue 12 V-Eingangsspannung sorgen.

Bitte versteh' mich richtig: Ich habe größten Respekt vor deinen Leistungen. Deine Hardware ist immer voller Leckerbissen und schön gemacht. Umso weniger verstehe ich diese Lösung. Nichts anderes wollte ich ausdrücken. Ich hatte deshalb auch extra geschrieben:

Zitat von kinzi

Meiner bescheidenen Meinung nach

Die mag falsch sein - ich äußere sie trotzdem, weil ungesetzlich ist sie nicht.

Zitat von kinzi

Du schreibst es ja selbst - unbedarfter Kunde ... aber er soll für eine genaue 12 V-Eingangsspannung sorgen.

Ich kann nicht die ganze Welt retten. Ich kann aber Chips retten - auch vor unbedarften Kunden, die Spannungsangaben nicht vergleichen können (was ich übrigens weniger in die Abteilung "unbedarft" als in Richtung "Dislexia" verorten würde). Chips gerettet -> Mission erfüllt.

Jens

Zitat von Wiesel

Ich kann nicht die ganze Welt retten.

Du hast es doch noch garnicht versucht.....