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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Referenz-IC gibt mir keine stabile Spannung. Woran liegts?


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Autor: Peter (Gast)
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Hallo

für die Referenz meines ADCs verwende ich den REF3312. Der DC von 1,25V 
kommt hin aber es schwankt um ca. 10mV und das ist für mein 24Bit ADC 
viel zu viel. Woran könnte es liegen? Danke

Grüße

Autor: Homer Jay (Gast)
Datum:

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Ich würde auf schlechtes Layout oder schlechte 5V Versorgung tippen. 
Wieso gehst du mit der Referenz nicht direkt auf den Vref?

Autor: ... (Gast)
Datum:

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Keramikkondensator am Ausgang der Referenz vergessen? Was sagt das 
Datenblatt? Das RC scheint mit nicht genuegend zu sein.

Autor: Peter (Gast)
Datum:

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... schrieb:
> Was sagt das
> Datenblatt

Am Eingang und Ausgang 0,1 bis 10uF

Homer Jay schrieb:
> Wieso gehst du mit der Referenz nicht direkt auf den Vref?

Zur Lastabkopplung

Autor: Homer Jay (Gast)
Datum:

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Peter schrieb:
>Zur Lastabkopplung

Aber wenn deine 5V_analog nicht präzise sind, koppelst du dir doch hier 
deinen Fehler wieder ein. Bin aber auch nicht so der Analog-Spezi, 
vielleicht auf MaWin warten.

Autor: ... (Gast)
Datum:

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>> Was sagt das
>> Datenblatt
>>
>Am Eingang und Ausgang 0,1 bis 10uF

Dann mach das so. 100nF am Ausgang, vor dem RC. Und lass den OpAmp weg, 
der bringt nichts, ausser einer Offset Spannung. Ein 36V OpAmp fuer 
5V...
Die Referenz kann den ADC treiben.

Autor: ... (Gast)
Datum:

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Nebenbei siehe Datenblatt des OPA209. Er benoetigt 4.5V minimum als 
Speisung. Und die angegebenen Graphen beziehen sich auf +-18V gespiesen.

Autor: Anja (Gast)
Datum:

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... schrieb:
> Nebenbei siehe Datenblatt des OPA209.

Der Common Mode Input Range geht bei 5V von 1,5 bis 3,5V bei 1,2V ist er 
also nicht definiert.

... schrieb:
> Keramikkondensator am Ausgang der Referenz vergessen? Was sagt das
> Datenblatt?

total capacitive load at the output must be between
0.1μF to 10μF to ensure output stability.

Also schon 2 mögliche Ursachen

Peter schrieb:
> und das ist für mein 24Bit ADC
> viel zu viel.

Für einen 24Bit ADC würde ich keine Referenz mit bis zu 30ppm/K 
Temperaturgang nehmen.

Gruß Anja

Autor: MaWin (Gast)
Datum:

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Der OPA209 ist KEIN Rail-To-Rail oder single supply OpAmp,
er kann 1.2V am Eingang nicht messen.
Nimm was geeigneters, oder lasse ihn weg, der REF3312 enthält schon 
einen OAmp und käme mit 10uF auch direkt am Ausgang klar.

Autor: MK (Gast)
Datum:

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Ich würde dein Refernz ic gleich an dein Ref Eingang von deinem ADC 
anschließen, die Last ist sowie so sehr gering, des sollte der locker 
schaffen.
Also lass deinen Opv weg. Wenn nicht, brauchst du für deinen OPV eine 
sehr stabile 5 Volt Spannung.
Je besser die Versorgungsspannung von deinem OPV umso besser dann auch 
die OPV Ausgangspannung

Gruß,
Matthias

Autor: Peter (Gast)
Datum:

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Hey hab neue Platine gemacht. Diesmal an den Eingang und Ausgang jeweils 
ein 10uF Kondensator drangemacht. Trotzdem hab ich nach wie vor 
Schwankungen von 10mV bei 3 bis 12 Hz. Weiß nicht mehr weiter. Bitte 
helfen. Spannungsquelle zeigt ähnliche Störungen.

Gruß Peterle

Autor: Jens G. (jensig)
Datum:

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Dann schmeiß den OPV raus - wurde schon tausendfach geschrieben.

Autor: Udo Schmitt (urschmitt)
Datum:

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Peter schrieb:
> Hey hab neue Platine gemacht. Diesmal an den Eingang und Ausgang jeweils
> ein 10uF Kondensator drangemacht. Trotzdem hab ich nach wie vor
> Schwankungen von 10mV bei 3 bis 12 Hz. Weiß nicht mehr weiter. Bitte
> helfen. Spannungsquelle zeigt ähnliche Störungen.

Dann lies mal was dir schon x mal gesagt wurde:
Was sagt DEIN Datenblatt zum OPA209. Wie nahe kann der an Masse heran 
mit seinem Ausgang?

Autor: Peter (Gast)
Datum:

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Oh sry hab vergessen zu sagen dass ich den OV rausgenommen habe. Habe 
also jetzt die blanke Referenz mit den beiden Kapazitäten. Trotzdem 
Sauerkraut am Ausgang.....

Autor: RAY (Gast)
Datum:

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Naja viel bleibt nicht mehr übrig. Hast Du schon einmal R1 überbrückt?

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
Datum:

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Peter schrieb:
> Oh sry hab vergessen zu sagen dass ich den OV rausgenommen habe. Habe
> also jetzt die blanke Referenz mit den beiden Kapazitäten. Trotzdem
> Sauerkraut am Ausgang.....

Und erklaer mal, wie/wo/womit Du GENAU misst!
(Was macht die Masse?)


Gruss

Michael

Autor: RAY (Gast)
Datum:

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Peter schrieb:
> Trotzdem hab ich nach wie vor
> Schwankungen von 10mV bei 3 bis 12 Hz. Weiß nicht mehr weiter. Bitte
> helfen. Spannungsquelle zeigt ähnliche Störungen.
>
> Gruß Peterle

Da die Referenz eine Line-Regulation von 6ppm/V hat, müsste deine Supply 
schon ziemlich stark schwanken, dass das an der Referenz durchschlägt.
 Aus was versorgst Du denn deine Schaltung und womit misst Du die 
Spannung? Nicht dass Du da irgendwelche Masseschleifen baust und dir 
darüber Müll einkoppelst?

Autor: Siebzehn und Fuenfzehn (hacky)
Datum:

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Ein Foto vom Messaufbau.

Autor: Ingo (Gast)
Datum:

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Peter schrieb:
> Der DC von 1,25V
> kommt hin aber es schwankt um ca. 10mV
Mit welcher Frequenz?

> für mein 24Bit ADC
Alter, für was braucht man sowas (ernst gemeinte Frage!).



Ingo

Autor: Thomas R. (tinman)
Datum:

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Ingo schrieb:

>
>> für mein 24Bit ADC
> Alter, für was braucht man sowas (ernst gemeinte Frage!).
>


um analoge Daten vernüntig digitalisieren können, siehe Soundkarte
oder Weltraum-Radar-Telemetrie.

Autor: Kara Ben Nemsi (Gast)
Datum:
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Was macht eine 30ppm-Referenz an einen 24-Bit-ADC?

Je nach zulässiger Umgebungstemperaturschwankung kannst du nur 10-14-Bit 
vernünftig auswerten.

Autor: Ingo (Gast)
Datum:

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Mal im Ernst, wenn ich mit 1,25V in 2^24 Teile zerbrösel, wieviel 
Rauschen hab ich da drauf?


Ingo

Autor: GeGe (Gast)
Datum:

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Hochkapazitive Keramikkondensatoren sind oftmals nicht sehr geeignet für 
präzise Referenzen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Keramikkondensator#Piezo-Effekt

Autor: Peter (Gast)
Datum:

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Michael Roek schrieb:
> Und erklaer mal, wie/wo/womit Du GENAU misst!
> (Was macht die Masse?)

Ich messe mit einem sehr guten Oszi zwischen Ref-Ausgang und Masse.

RAY schrieb:
> Aus was versorgst Du denn deine Schaltung und womit misst Du die
> Spannung?

Mit einem Spannungsgenerator. Mit meinen Handyakku (hatte keine andere 
Spannungsquelle zur Hand) war die Schwankung klein wenig kleiner.

Ingo schrieb:
> Alter, für was braucht man sowas (ernst gemeinte Frage!).

Zur Digitalisierung diagnostisch relevanter Messdaten.

Kara Ben Nemsi schrieb:
> Was macht eine 30ppm-Referenz an einen 24-Bit-ADC?
>
> Je nach zulässiger Umgebungstemperaturschwankung kannst du nur 10-14-Bit
> vernünftig auswerten.

Kennst du bessere Referenzen? Die Temperatur wird maximal um 1°C 
schwanken.

GeGe schrieb:
> Hochkapazitive Keramikkondensatoren sind oftmals nicht sehr geeignet für
> präzise Referenzen.

Danke für den Tipp. Werde morgen mal andere ausprobieren.

Autor: Martin O. (ossi-2)
Datum:

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"Ich messe mit einem sehr guten Oszi"

na wieviel Bits hats denn (Genauigkeit, nicht Auflösung) 24 ??

Ich hab mal gelernt, dass man Spannungen mit einem (entsprechend 
genauen)
Spannungsmesser (z.B. DVM) mist.

Autor: Arc Net (arc)
Datum:

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Kara Ben Nemsi schrieb:
> Was macht eine 30ppm-Referenz an einen 24-Bit-ADC?
>
> Je nach zulässiger Umgebungstemperaturschwankung kannst du nur 10-14-Bit
> vernünftig auswerten.

Wenn der ADC oder davor noch eine Verstärkung gemacht wird, erhöht sich 
das entsprechend...

Ingo schrieb:
> Mal im Ernst, wenn ich mit 1,25V in 2^24 Teile zerbrösel, wieviel
> Rauschen hab ich da drauf?

Im Bereich bis 1.25V liegt das Rauschen bei frei verfügbaren ADCs bei 
~26 nV RMS (~172 nV p-p). Bei höherer Verstärkung im ADC bis runter auf 
8.5 nV RMS bzw. ~56 nV p-p (AD7190, AD7195, CS5534). Bei 
Temperaturmessbrücken z.B. nochmals deutlich darunter bspw. erreicht ein 
IsoTech microK mit üblichen PT25 und 1mA Messstrom eine Auflösung von 
0.001 mK (kein Schreibfehler).

Peter schrieb:
> Kennst du bessere Referenzen? Die Temperatur wird maximal um 1°C
> schwanken.

Was ist gefordert, was darf's kosten?
Das geht von meiner "Lieblingsreferenz" ISL21007 (3ppm/K max. bzw. wie 
bei anderen Referenzen auch, je nach Temperaturbereich deutlich darunter 
(siehe Datenblatt), LTC6655 (2 ppm/K max), bis hin zur LTZ1000A (0.05 
ppm/K)


> GeGe schrieb:
>> Hochkapazitive Keramikkondensatoren sind oftmals nicht sehr geeignet für
>> präzise Referenzen.
>
> Danke für den Tipp. Werde morgen mal andere ausprobieren.

Piezoeffekte spielen hier sehr wahrscheinlich keine Rolle.

Autor: Kara Ben Nemsi (Gast)
Datum:

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Peter schrieb:
> Kennst du bessere Referenzen? Die Temperatur wird maximal um 1°C
> schwanken.

Bei eienm delta-T von 1°C und 0,5ppm TK der Referenzquelle, bei 1,25V 
kannst du 20-Bit auflösen. Das wären dann 1,1952µV pro LSB. Damit bist 
du aber auch im Bereich thermo-dynamischer Effekte, also Störpegel durch 
Thermospannungen, Vibrationen der Leiterplatte, Luftfeuchtigkeit, 
Montagerichtung des Referenzelementes auf der Leiterplatte, etc..

Diverse Hersteller/Lieferanten sind z.B. bei Farnell zu finden.

Aaaaber! Du solltest auf der Jagd nach dem letzten µV(nV) zwingend über 
Erfahrungen im Platinen- und Gerätedesign verfügen.

Dein Messgerätepark muss für diese Aufgabe ausgestattet sein, wie z.B.:
7 bis 8-stelliges DMM, Kalibrator mind. mit 10µV Auflösung und natürlich 
ein klimatisiertes Labor.

Autor: Anja (Gast)
Datum:

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Arc Net schrieb:
> Das geht von meiner "Lieblingsreferenz" ISL21007 (3ppm/K max

Mhm hat die ISL21007 auch so eine "Einschalthysterese" wie die ISL21009?
Die ISL21009BFB850 startet bei mir nach dem Einschalten erst mal ein 
paar hundert Mikrovolt tiefer und schwingt dann nach ein paar Tagen auf 
den Nominalwert ein. Nach kurzer Unterbrechung der Versorgung geht das 
Spiel von neuem los (ist also nix thermisches).

Arc Net schrieb:
> bis hin zur LTZ1000A (0.05 ppm/K)

Ist nur schade daß man dann Spannungsteiler braucht um die Spannung auf 
brauchbare Werte herunterzuteilen. Da bleibt leider nix mehr von den 
0.05 ppm/K übrig.

Gruß Anja

Autor: Siebzehn und Fuenfzehn (hacky)
Datum:

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>Ist nur schade daß man dann Spannungsteiler braucht um die Spannung auf
brauchbare Werte herunterzuteilen. Da bleibt leider nix mehr von den
0.05 ppm/K übrig.

Ich wuerd in dem Fall ein Peltier zuschalten. Das kriegt man gut auf 1mK 
stabil. Dann sind diese Driften weg, und so viel Strom braucht das auch 
nicht.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
Datum:

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Anja schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> bis hin zur LTZ1000A (0.05 ppm/K)
>
> Ist nur schade daß man dann Spannungsteiler braucht um die Spannung auf
> brauchbare Werte herunterzuteilen. Da bleibt leider nix mehr von den
> 0.05 ppm/K übrig.
>

Wie wäre es mit einer Ladungspumpe als kapazitiver Teiler?

Autor: Anja (Gast)
Datum:

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Halb Oschi schrieb im Beitrag #2554772:
> Ich bin dabei ein paar LTZ 1000 zu erwerben.

Hast Du die jetzt schon erhalten (wenn ja von wem und zu welchem Preis).

Abdul K. schrieb:
> Wie wäre es mit einer Ladungspumpe als kapazitiver Teiler?

Wie teile ich die 7,1437xxV dann exakt auf 1.250000 oder 5.00000 V?
Und das ohne zusätzliches Rauschen?

Gruß Anja

Autor: Arc Net (arc)
Datum:

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Anja schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> Das geht von meiner "Lieblingsreferenz" ISL21007 (3ppm/K max
>
> Mhm hat die ISL21007 auch so eine "Einschalthysterese" wie die ISL21009?
> Die ISL21009BFB850 startet bei mir nach dem Einschalten erst mal ein
> paar hundert Mikrovolt tiefer und schwingt dann nach ein paar Tagen auf
> den Nominalwert ein. Nach kurzer Unterbrechung der Versorgung geht das
> Spiel von neuem los (ist also nix thermisches).

Tage nicht, maximal einige Minuten (je nach Temperatur). 
ISL21007BFB825Z, VCC sind 3 Volt von einer REF3130 die hinter einem 
TPS3606 an einem/zwei LiIon-Akku/s hängt.

> Arc Net schrieb:
>> bis hin zur LTZ1000A (0.05 ppm/K)
>
> Ist nur schade daß man dann Spannungsteiler braucht um die Spannung auf
> brauchbare Werte herunterzuteilen. Da bleibt leider nix mehr von den
> 0.05 ppm/K übrig.

Kommt drauf an... 
http://www.vishaypg.com/foil-resistors/voltage-div..., 
stabile OpAmps z.B. LMP2011 Offset Langzeitdrift 6 nV/Monat typ., 15 
nV/K typ.

> Wie teile ich die 7,1437xxV dann exakt auf 1.250000 oder 5.00000 V?
> Und das ohne zusätzliches Rauschen?

"A practical approach to maintaining DC reference standards"
http://fluke.informationstore.net/efulfillment.asp...

Autor: Siebzehn und Fuenfzehn (hacky)
Datum:

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>Anja
>Halb Oschi schrieb im Beitrag #2554772:
>> Ich bin dabei ein paar LTZ 1000 zu erwerben.
>
>Hast Du die jetzt schon erhalten (wenn ja von wem und zu welchem Preis).

Noch nicht, aber gefunden hab ich welche. Seltsamerweise nicht bei 
Linear. Die meinten etwas im Sinne von : Wir haben einen ungluecklichen 
Deal mit einem Distributor, der die zu guenstig verkauft, oder die China 
Factory bietet illegalerweise dieselben Teile guenstiger an. Linear 
wollte nicht mit Details rausruecken. Moeglich waere auch, das ein 
Patentstreit laeuft, und Linear sich solange vom Markt zurueckhaelt.

Die neue Quelle : Arrow. Die LTZ1000A fuer 54.50$, etwa die Haelft des 
Preises bei linear. Arrow scheint noch 190 Stueck zu haben. Nicht 
zurueckgebbar. Als ob man alles andere zurueckgeben koennte...

Autor: Arc Net (arc)
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Halb Oschi schrieb:
> Noch nicht, aber gefunden hab ich welche. Seltsamerweise nicht bei
> Linear. Die meinten etwas im Sinne von : Wir haben einen ungluecklichen
> Deal mit einem Distributor, der die zu guenstig verkauft, oder die China
> Factory bietet illegalerweise dieselben Teile guenstiger an. Linear
> wollte nicht mit Details rausruecken. Moeglich waere auch, das ein
> Patentstreit laeuft, und Linear sich solange vom Markt zurueckhaelt.

Patentstreit? Die gibt's laut Datenblatt seit 1987 (letzte Seite, 
Copyright)

> Die neue Quelle : Arrow. Die LTZ1000A fuer 54.50$, etwa die Haelft des
> Preises bei linear. Arrow scheint noch 190 Stueck zu haben. Nicht
> zurueckgebbar. Als ob man alles andere zurueckgeben koennte...

Über die DE-Seite sind z.Z. vier Stück für je 44.61004 € erhältlich
http://components.arrow.com/part/search/LTZ1000A

Autor: Siebzehn und Fuenfzehn (hacky)
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Naja. Ich konnte mir auch keinen Reim darauf machen. Wenn sie einen 
schlechten Deal mit einem Distributor haben, oder ein Klon auf dem Markt 
ist, koennten sie doch trotzdem das Teil fuer 100$ anbieten, und nicht 
wie jetzt eine Mindestmenge von 2500 Stueck voraussetzen. Ich hab die 
obige Frage gestellt und sie meinten, so was in dieser Richtung...

Ich hab meine Angaben von Arrow.com

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Anja schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Wie wäre es mit einer Ladungspumpe als kapazitiver Teiler?
>
> Wie teile ich die 7,1437xxV dann exakt auf 1.250000 oder 5.00000 V?
> Und das ohne zusätzliches Rauschen?
>

Gute Frage. War das gefordert? Mir sind nur 2/3 usw. -Pumpen bekannt. 
Ich vermute mal, es sind alle m/n -Varianten möglich.

Wenn dir das nicht reicht:
Da sollten die gleichen Verfahren wie bei den phasenrauschenarmen 
Synthesizern greifen, also Noise-Shaping. Wenn du also lang genug 
mittelst, kannst du den Fehler auf praktisch nicht mehr nachweisbar 
drücken. (Der Fehler wird im Spektrum nach oben multipliziert und dort 
tiefpaßgefiltert)

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