Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTC6655 Referenz DemoBoard evtl. vorgealtert?


von Philipp C. (Gast)


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Hallo,

ich habe über Farnell ein LTC6655 Demoboard (Kermaikgehäuse) bestellt. 
Mich hat vor allem interessiert wie schnell eine neue Referenz stabil 
wird. Das Demoboard liefert wirklich sehr beeindruckende Ergebnisse.
In der ersten Stunde des Betriebs ist es um 3ppm gedriftet. Das war 
allerdings auch direkt nach dem Löten an den Anschlüssen und sie wurde 
auch gerade erst in den Ofen (40°C) gelegt. In der nächsten Stunde dann 
ein weiteres ppm und in den vergangenen 16h sind es nun weniger als 
0,8ppm Spitze-Spitze gewesen.

Interessant fand ich auch den Hinweis die Massefläche unter der Referenz 
zu entfernen um den Feuchtigkeitseinfluss zu reduzieren. Also genau das 
Thema, dass von Anja hier immer wieder kommt. Das ist auf dem Demoboard 
sogar auf der Unterseite des Boards gemacht worden.

Meine Bedenken sind nun: Sind diese Demoboards wirklich mit normalen 
Bauteilen aus der Produktion bestückt oder werden hier evtl. Bauteile 
genommen, die bei den Stichprobentests besonders gut waren. Oder sind 
die Demoboards ggf. vorgealtert?

Ich gehe davon aus, dass es hier wohl keiner direkt wissen kann, aber 
evtl. gibt es hier Erfahrungen mit Demoboards dessen Bauteile in der 
Serienproduktion dann doch nicht so überragend waren wie das Demoboard.

Viele Grüße
Philipp

von Pandur S. (jetztnicht)


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Weshalb sollten Demoboards vorgealtert worden sein ? Das ist Geld, das 
an Lager liegt. Als Kunde wuerde ich mich in Bezug auf Daten eher an das 
Datenblatt halten als an ein Einzelexemplar, das zufaelligerweise auf 
einem Demoboard ist.

von Philipp C. (Gast)


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Ich vergleiche gerade diverse Typen die vom Datenblatt sehr gleich sind. 
Trotzdem geht halt nicht alles aus dem Datenblatt hervor. ZB habe ich 
bei der MAX6350 bisher immer Popcorn Rauschen gehabt. Das wäre in meiner 
Anwendung sehr störend. Darum habe ich bei kritischen Bauteilen gerne 
noch mal alle auf dem Tisch die laut Datenblatt passen sollten.

Da mir die Referenz bisher sehr zusagt würde ich nun die Stichprobe auch 
vergößern.

Naja, das Altern kostet ja nicht viel und das sind ja nun mal genau die 
Exemplare die wahrscheinlich am strengsten unter die Lupe genommen 
werden. Da könnte ich mir vorstellen, dass es sich für LT lohnen kann 
die Demoboards einfach mal 1000h laufen zu lassen, bevor sie rausgehen.

von Andrew T. (marsufant)


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Philipp C. schrieb:
> Da könnte ich mir vorstellen, dass es sich für LT lohnen kann
> die Demoboards einfach mal 1000h laufen zu lassen, bevor sie rausgehen.

Wenn man den Preis auf z.B. der Farnell webseite zw. Demoboard und 
100+Stückzahl für die "unverschaltete" Referenz vergleicht: Es ist eher 
wahrscheinleich, das sich LT nicht die Mühe des Voralterns macht.

von Philipp C. (Gast)


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Mein Gedankengang war halt, dass sie möglichst gut dastehen wollen um 
einen schwankenden Entwickler ggf. für LT entscheiden zu lassen. Deshalb 
müssten sie die Kosten nicht direkt auf das Demoboard umlegen sondern es 
wären eher Marketingkosten oder so.

Aber so es hier klingt ist meine Überlegung wohl abwegiger als ich 
dachte :)

Vielen Dank für eure Rückmeldung.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Nee, weshalb wollte man die Alterung vorneweg nehmen. Es koennte ja 
sein, dass sich ein Entwickler dafuer interessiert.
Die Devices brauchen auch nur so gut zu sein wie das Datenblatt.

von Lurchi (Gast)


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Bei den ICs ist doch in der Regel ein Date-code drauf. Da erkennt man 
dann wie alt die Platine maximal sein kann. Es kann da ggf. schon mal 
passieren das welche auch ein Jahr oder so im Lager sind, einfach damit 
man genügende Stückzahlen zusammen bekommt.

Wirklich ausgesucht werden Chips wohl nicht sein, aber ggf. ein extra 
Check für die Charge, um nicht gerade besonders schlechte zu erwischen.

So etwas wie Popkorn noise kann aber auch schwanken von Charge zu Charge 
und zwischen den Exemplaren.

von Anja (Gast)



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Philipp C. schrieb:
> Meine Bedenken sind nun: Sind diese Demoboards wirklich mit normalen
> Bauteilen aus der Produktion bestückt oder werden hier evtl. Bauteile
> genommen, die bei den Stichprobentests besonders gut waren. Oder sind
> die Demoboards ggf. vorgealtert?

Naja der Tempco wird ja sowieso gemessen um die A und B Sortierung 
durchzuführen. Vielleicht gibt es ja auch noch die A+++ Sortierung für 
die Demoboards.

Voraltern glaube ich jetzt nicht. Wobei die Demo-Boards nach dem Löten 
sicherlich längere Zeit liegen bis die bei Dir ankommen.
Die Leiterplatten-Spannungen nach dem Löten dürften da schon weg sein.
Ich hoffe Du hast nicht direkt an den LTC-Pins gelötet.

Die Themen die mir bei der LTC6655 spontan einfallen sind:
- relativ große thermische Hysterese im Vergleich zu AD586
- hoher Stromverbrauch (starkes Aufheizen -> Luftzugempfindlich)
Wenn Du aber sowieso auf 40 Grad aufheizt dürfte das weniger eine Rolle 
spielen.

Anbei noch die PSRR: 9V und 12,5V sind optimal. (bei mir ist noch eine 
Schottky-Diode als Verpolschutz auf der Leiterplatte -> 0.3V vom 
Diagramm abziehen).

Gruß Anja

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Oder D. schrieb:
> Nee, weshalb wollte man die Alterung vorneweg nehmen. Es koennte ja
> sein, dass sich ein Entwickler dafuer interessiert.

Ja, das tue ich halt auch und wenn die schon vorgealtert wären, dann 
würden sie halt besser aussehen als sie tatsächlich sind. Und das ganz 
ohne das man so etwas im Datenblatt sieht. Mich interessiert schon wie 
lange man die Referenzen altern lassen muss, bis sie ausreichend stabil 
sind.


Anja schrieb:
> Voraltern glaube ich jetzt nicht. Wobei die Demo-Boards nach dem Löten
> sicherlich längere Zeit liegen bis die bei Dir ankommen.
> Die Leiterplatten-Spannungen nach dem Löten dürften da schon weg sein.
> Ich hoffe Du hast nicht direkt an den LTC-Pins gelötet.

Nein, natürlich nicht. Ich habe nur Pomona Kupfer-Tellur Buchsen an die 
Pins auf dem Demoboard gelötet um die Boards unter möglichst gleichen 
Bedingungen vergleichen zu können. Das 3458A wird nicht mit geheizt und 
ich wollte deshalb gern ein vernünftiges Kabel verwenden (Wekomm low 
thermal mit 4mm Steckern auf beiden Seiten).


Anja schrieb:
> Die Themen die mir bei der LTC6655 spontan einfallen sind:
> - relativ große thermische Hysterese im Vergleich zu AD586
Würde in der Anwendung nicht stören. Die wird später 24/7 beheizt 
betrieben.

> - hoher Stromverbrauch (starkes Aufheizen -> Luftzugempfindlich)
> Wenn Du aber sowieso auf 40 Grad aufheizt dürfte das weniger eine Rolle
> spielen.
Wird ordentlich eingekapselt und ist ja auch noch geheizt. Darum ist der 
größere TempCo gegenüber der MAX6350 auch relativ egal.

Bisher ist die LTC6655 irgendwie mein Favorit. Die Alternative wäre die 
MAX6350. Bisher musste die MAX6350 zwar im Plastik-Gehäuse gegen die 
LTC6655 in Keramik antreten, aber die MAX6350 habe ich weder bei Farnell 
noch bei Digikey in Keramik gefunden.


Anja schrieb:
> Anbei noch die PSRR: 9V und 12,5V sind optimal.

Momentan versorge ich die Testreferenzen noch aus einer 10V Referenz um 
möglichst gleiche Bedingungen über längere Zeit zu haben, aber 
interessant ist das schon. Kannst Du etwas mehr zu deinen PSRR Versuchen 
sagen?

von David (Gast)


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Philipp C. schrieb:
> Die Alternative wäre die
> MAX6350. Bisher musste die MAX6350 zwar im Plastik-Gehäuse gegen die
> LTC6655 in Keramik antreten, aber die MAX6350 habe ich weder bei Farnell
> noch bei Digikey in Keramik gefunden.

Ob Mouser da etwas machen kann???

http://www.mouser.de/ProductDetail/Maxim-Integrated/MAX6350MJA/?qs=meEoQE6dWKMWfVLB6BPJhA%3D%3D

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Nein, steht da doch auch

von David (Gast)


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von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Nützt mir alles nichts. Ich bräuchte wenn schon eine seriöse Quelle. 
Außerdem hat die LTC6655 noch den Vorteil (auch wenn das hier nicht alle 
so sehen) trotz Keramik in SMD lieferbar zu sein.

von Anja (Gast)


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David schrieb:
> Allerdings findet sich zumindest ein Angebot, bei dem die Abbildung dem
> Original entsprechen könnte:

Nö ist eindeutig ein Fake auch wenn der Druck etwas moderner aussieht.

das Thema hatten wir hier schon einmal:
"seit 2002 werden bei Maxim die Bauteile nicht mehr bedruckt"

Beitrag "Re: Sehr genaue und stabile Referenzspannung"

Beitrag "Re: Sehr genaue und stabile Referenzspannung"

-> es gibt keine MAX6350 im Keramik-Gehäuse zu kaufen.

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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Philipp C. schrieb:
> Kannst Du etwas mehr zu deinen PSRR Versuchen
> sagen?

Viel zu sagen gibt es hierzu nicht.
Ich hänge das Gerät an eine Programmierbare Spannungsversorgung und 
beobachte die Ausgangsspannung über der Versorgungsspannung.

Falls das Gerät ein ADC mit Referenz ist dann messe ich halt mit dem ADC 
eine stabile externe Referenz (z.B. eine LM399) während die Versorgung 
für den ADC variiert wirt.

Ok das ganze ist dann natürlich nicht die reine PSRR. Dort würde man nur 
AC-mäßig bei einem Betriebspunkt einspeisen ohne Berücksichtigung von 
Erwärmung.
Bei mir geht die Erwärmung mit ein.
Aber das ist so von mir gewollt ich will schließlich den besten 
Betriebspunkt finden.


Gruß Anja

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Ahh, ok dann verstehe ich nun auch Deine Grafik.

PSRR hat bei mir die Scheuklappen in Richtung AC mit auf der Versorgung 
eingestellt und darum konnte ich mit dem Graph zunächst nicht viel 
Anfangen, weil ich eine Art Dämpfung erwartet habe.

Vielen Dank

von Philipp C. (Gast)


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Anbei noch die Messung der LTC6655 über 111h am 3458A, falls es jemanden 
interessiert.

Das Feld ppm Error zeigt die die Differenz von maximalem Messwert zum 
minimalen Messwert geteilt durch den Mittelwert aller Messungen in ppm.

von Philipp C. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Wo es nun Daten über einen so langen Zeitraum gibt habe ich mal die 
Software von Ulrich Bangert verwendet um die Allan-Deviation zu 
berechnen.

Kann man die so interpretieren wie eine zu erwartende Standardabweichung 
für den Zeitraum tau?

von Interpretierer (Gast)


Angehängte Dateien:

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Ich habe dir mal die Interpretation eingezeichnet.

von Philipp C. (Gast)


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Vielen Dank, das ist zwar nicht direkt das was ich gesucht habe, aber 
auch sehr interessant.


Die Messwerte sind bei mir übrigens ca. alle 4s (100NPLC) und die 
X-Achse zeigt die Messungen.

Meine Frage ist ob ich nun für die gemessene Referenz sagen kann, dass 
sich die Standardabweichung in einem Zeitraum von bis zu 50000 
Messpunkten unter 0,1E-7 bewegen wird (bzw. bewegt hat)?

von Interpretierer (Gast)


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Meine Interpretation des Plots wäre, dass du für eine Integrationszeit 
von ~400s stabile Messwerte erhältst. Die Stabilität der Messwerte kann 
zu <4e-8 abgelesen werden.

Ferner lassen sich die einzelnen Rauschanteile ablesen:

- Quantisierungsrauschen (Steigung -1) sehe ich in deiner Grafik nicht
- Random Walk (Steigung -1/2)
- Rate Random Walk (Steigung +1/2)
- Drift oder Rate Ramp (Steigung 1)

--> hierfür müsste man die entsprechenden Geradenstücke in deiner Grafik 
einzeichnen

Der hintere Teil der Daten kann als Leackage Error und End-of-Data Error 
angesehen werden: http://tf.nist.gov/general/pdf/1808.pdf

siehe auch: 
https://www.ikg.uni-hannover.de/fileadmin/ikg/staff/thesis/finished/documents/MA_Schlichting.pdf 
ab Seite 109

von Philipp C. (Gast)


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Ich bin mir nicht so sicher, ob man die Abschnitte hier wirklich so für 
diese Referenz heranziehen kann. Aber vielen Dank für die 
Literaturangaben.

Mir geht es eigentlich darum eine Aussage zu finden für welchen Zeitraum 
man mit einer Standardabweichung kleiner x rechnen kann.

von Arc N. (arc)


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Philipp C. schrieb:
> Ich bin mir nicht so sicher, ob man die Abschnitte hier wirklich so für
> diese Referenz heranziehen kann. Aber vielen Dank für die
> Literaturangaben.
>
> Mir geht es eigentlich darum eine Aussage zu finden für welchen Zeitraum
> man mit einer Standardabweichung kleiner x rechnen kann.

Nach welcher Voralterung/Burn-In? Stunden, Tage, Monate?
Referenzen brauchen ein paar tausend Stunden Betrieb/Burn-In 
(anfängliche Drift genügend gesunken), um in den folgenden Monaten auf 
Langzeitdrift selektieren zu können.
Und wie lang ist der Zeitraum für den mit einer StdDev < x zu rechnen 
sein soll?

In "Long term characterization  of voltage references" 
(http://arxiv.org/pdf/1312.5101.pdf) geht es um die Stabilität/das 
Rauschen bis runter auf 0.01 mHz. Getestet wurden AD587, LTC6655, 
ADR445/435, MAX6126, LT1021, VRE305, MAX6350 (die letzten drei sind 
Buried Zener).

> Bauteile genommen, die bei den Stichprobentests besonders gut waren.
> Oder sind die Demoboards ggf. vorgealtert?

Letzteres denke ich nicht, ersteres gab es z.B. für die LM199 und LM399, 
welche mit einer garantierten Langzeitdrift geordert werden konnten 
(z.B. LM199AH-20 statt LM199AH).

von Philipp C. (Gast)


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Arc N. schrieb:
> Nach welcher Voralterung/Burn-In? Stunden, Tage, Monate?
> Referenzen brauchen ein paar tausend Stunden Betrieb/Burn-In
> (anfängliche Drift genügend gesunken), um in den folgenden Monaten auf
> Langzeitdrift selektieren zu können.
> Und wie lang ist der Zeitraum für den mit einer StdDev < x zu rechnen
> sein soll?

Bei der Frage jetzt hier ging es mir zunächst erst mal nur um die 
Aussage der Allan-Deviation.

Sollten sich die anderen LTC6655 auch so verhalten wie die Erste hier, 
dann würde ich wohl mit einem 24h Burn-In locker auskommen. Das wäre 
natürlich sehr schön.

Bei dem Ganzen hier geht es um eine sehr gute Stabilität über einige 
Stunden. Es geht nicht darum eine Referenz zu haben, die über ein Jahr 
hinweg auf x ppm stabil bleibt. Darum dachte ich, man könne so eine 
Aussage über die Allan-Deviation dieser 111h Messung machen (natürlich 
erst mal nur für genau diese Messung).

Ich dachte (vielleicht liege ich damit auch falsch) man würde die 
Allan-Deviation normalerweise verwenden um zu beurteilen in welchem 
Zeitraum ein Oszillator wie stabil ist um dann zB die ideale 
Zeitkonstante für die PLL zu finden, die den Oszillator zB auf ein GPS 
zieht. Durch das Betrachten der Allan-Deviation vom Oszillator und vom 
GPS findet man so den idealen Zeitpunkt wo die Stabilität des 
Oszillators schlechter wird als die des GPS.

Davon ausgehend dachte ich mit der Betrachtung der Allan-Deviation 
dieser Messung eine Aussage finden zu können wie stabil die Referenz für 
Zeiträume ist, die kleiner sind als meine Messdauer.
Also als reines Beispiel: Ich möchte eine maximale Standardabweichung 
von 0,2ppm, dann würde ich schauen bei welchem Tau diese das erste Mal 
überschritten wird. Geht das oder bin ich da völlig auf dem Holzweg?

von Anja (Gast)


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Hallo,

2 Dinge:
- Wenn Du die Allan Deviation nur mit der 2. Hälfte der Daten machst 
gibt es sicher andere Werte. (Die anfängliche Drift ist dann weg).

- Ich sehe in der Messung so etwas ähnliches wie PopCorn-Rauschen bei 
Messung 1800 und 8000. Gibt es hierfür eine Erklärung? (Temperatur o.ä.)

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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Arc N. schrieb:
> Getestet wurden AD587, LTC6655,
> ADR445/435, MAX6126, LT1021, VRE305, MAX6350 (die letzten drei sind
> Buried Zener).

Die AD587 ist auch eine buried zener.

Gruß Anja

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Anja schrieb:
> - Wenn Du die Allan Deviation nur mit der 2. Hälfte der Daten machst
> gibt es sicher andere Werte. (Die anfängliche Drift ist dann weg).

Ja, aber dann wäre sie ja auch schon länger eingelaufen.

Was genau kann ich denn aus der Allan-Deviation ablesen? Oder ist das 
rein qualitativ und nur zum Vergleich geeignet?

Ich bin (wie auch schon in anderen Threads erwähnt) an Stabilität über 
einige Stunden interessiert. Und wenn das quasi "out-of-the-box" schon 
ausreichend ist mit der LTC6655 umso besser. Die LTC6655 ist auch wegen 
des Rauschens sehr interessant.

Ich würde gern über einige Stunden auf sagen wir mal 2ppm stehen. Also 
hat die Messung diese Spec schon mehr als erfüllt. Mir wäre es auch 
egal, wenn die Referenz alle 6h um 2ppm in die gleiche Richtung driftet 
und am Ende eines Jahres dann 2000ppm gedriftet wäre. Hauptsache diese x 
Stunden Zeitfenster sind im Limit. Darum interessiert es mich so, ob man 
solche Aussagen nun aus der Allan-Deviation ziehen könnte.


Anja schrieb:
> - Ich sehe in der Messung so etwas ähnliches wie PopCorn-Rauschen bei
> Messung 1800 und 8000. Gibt es hierfür eine Erklärung? (Temperatur o.ä.)

Leider kann ich so direkt nicht herausfinden um welche Zeit das war. Es 
ist aber nicht auszuschließen, dass durch ein geöffnetes Fenster oder 
ähnliches die Messung kurz gestört wurde und die Heizung nachregeln 
musste.

von Interpretierer (Gast)


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Anja schrieb:
> - Ich sehe in der Messung so etwas ähnliches wie PopCorn-Rauschen bei
> Messung 1800 und 8000. Gibt es hierfür eine Erklärung? (Temperatur o.ä.)

Kannst du eventuell erklären wie du zu dieser Aussage kommst? Welche 
Steigungen kann man für welche Rauschanteile (1/f-Rauschen, 
Popcornrauschen etc.) ansetzen? Hast du da eine Übersichtsgrafik die für 
Spannungsreferenzen anzusetzen ist? Danke.

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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@Interpretierer: Ich habe zwar den Artikel bisher nur überflogen, den Du 
verlinkt hast, aber ich denke die Grafik ist mehr eine Erklärung der 
Prozesse im Oszillator und nicht unbedingt dazu geeignet aus den 
Steigungen direkt auf irgendwelche Prozesse zu schließen.

Es mag sein, dass es oft ähnlich aussieht, weil sich vielleicht das 
Quantisierungsrauschen in den meisten Experimenten am ehesten 
rausmittelt, aber viel mehr würde ich aus dieser Grafik nicht ziehen 
wollen.

von Anja (Gast)


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Hallo,

Philipp C. schrieb:
> Darum interessiert es mich so, ob man
> solche Aussagen nun aus der Allan-Deviation ziehen könnte.

Ich habe das immer anders betrachtet:
Wieviele Messwerte lohnt es sich zu mitteln um ein möglichst stabiles 
Ergebnis zu bekommen. (meistens nur 1-5 Minuten bei meinen ADCs).

Aber letztendlich ist die Allan Deviation schon die Standardabweichung 
über einen Beobachtungszeitraum.

Allerdings Vorsicht: bei einer Referenz kommen viele Einflußfaktoren ins 
Spiel. Temperatur, Feuchte, Alterung, Rauschen, (Luftdruck) ...

Die Frage ist also: hast Du in Deiner Messung wirklich alle diese 
Einflußfaktoren mit erfaßt oder war zu der Zeit gerade "schönes Wetter".

Gruß Anja

von Philipp C. (e61_phil) Benutzerseite


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Anja schrieb:
> Aber letztendlich ist die Allan Deviation schon die Standardabweichung
> über einen Beobachtungszeitraum.

Ah, vielen Dank genau das wollte ich noch einmal bestätigt haben :)

Wenn ich also sagen möchte, dass ich mit 99,7% Wahrscheinlichkeit 
innerhalb von einem ppm bleiben möchte, dann kann ich direkt in der 
Allan Deviation den Punkt suchen, bei dem 1/6 ppm zum ersten Mal 
überschritten wird?

Anja schrieb:
> Allerdings Vorsicht: bei einer Referenz kommen viele Einflußfaktoren ins
> Spiel. Temperatur, Feuchte, Alterung, Rauschen, (Luftdruck) ...

Ja, das ist mir bewusst. Die Umgebung wird später auch sehr kontrolliert 
sein und momentan auch. Ich würde gerne ein paar Referenzen für meine 
Anwendung vergleichen und da wäre es natürlich schön, wenn mir die Allan 
Deviation da eine Aussage liefern kann.

Ich würde dann jede Referenz 2-3 Tage vermessen und könnte später 
ablesen welche der Referenzen für wie lange in gewissen Grenzen bleibt. 
Das würde die Bewertung der Referenzen dann ja schon sehr vereinfachen.

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