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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Tantal statt ElKo?


Autor: Daniel Reinke (sliderbor)
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Hallo,

ich würde gerne wissen, ob ich am Ausgang eines DAC (mit 
Kopfhörerverstärker) statt der im Datenblatt beispielhaft gezeigten 
ElKos auch Tantals nehmen kann, da sie deutlich kleiner sind. Kapazität 
wäre 220uF.

Vielen Dank und schöne Grüße!

Daniel

Autor: Jan (Gast)
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Tantals sind Gift für NF, verursachen übelste Verzerrungen.

Autor: Tantal (Gast)
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Klar.
Aber auf ausreichende Spannungsfestigkeit achten.
So etwa 3x-4x des zu erwartenden Gleichspannungsanteils.
Sonst machts der Tantal nicht lange.

Autor: Andreas K. (a-k)
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@Jan: Warum? Informationsquelle?

Autor: Jan (Gast)
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Suche mal im Netzt, es gibt zahlreiche Abhandlungen/Untersuchungen.

Autor: Tantal (Gast)
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> Suche mal im Netzt, es gibt zahlreiche Abhandlungen/Untersuchungen.
LOL

Gegenbeweis:
http://www.audiodesignline.com/howto/208400655

Autor: Jan (Gast)
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>Gegenbeweis:

LOL

Autor: Tantal (Gast)
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> LOL
Selbstreferenzierend.
Details?

Autor: Andreas K. (a-k)
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Da steht was drüber drin: 
http://www.ciphersbyritter.com/RADELECT/PREOPAMP/OPAMPRE.HTM.

Ist also wohl abhängig von der Amplitude um die es geht. Also kein 
Problem als Trennkondensator in Vorstufen, da die Signalamplitude dort 
im Verhältnis zum Gleichspannungsanteil gering ist, aber sehr wohl wenn 
der o.A. DAC die Ohren mit 5Vss durchblasen soll.

Autor: Tantal (Gast)
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Die Abhängigkeit der Kapazität eines Tantalkondensators von der Spannung 
ist nahezu 0.
Siehe:
http://www.cliftonlaboratories.com/capacitor_volta...

Wo sollen da also bitte Verzerrungen herkommen?

Autor: Daniel Reinke (sliderbor)
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Also der DAC arbeitet mit 3.3V, alse gehe ich mal davon aus, dass die 
Signalamplitude ebenfalls in diesem Bereich liegt. Könnte ich dann z.B. 
einen 6.3V 220uF Tantal nehmen?
Wie sieht es mit der Haltbarkeit aus? Habe gelesen, dass die nicht immer 
prickelnd ist bei den Tantals.

Autor: Andreas K. (a-k)
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http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3171 Figure 8

Also: Audiophile nehmen wohl 220µF Folie ;-). Aber wenn der Platz 
entscheidet, dann nimmt man die 0,2% Klirrfaktor durch Tantal in Kauf.

Autor: Tantal (Gast)
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Tantals mögen keine dauerhaft pulsförmige Last.
Also ungeeignet als Stützkondensator im SNT trotz ihrer guten ESR-Werte.

6.3V/220uF sollten gehen. 10V/220uF wären sicher besser.

Und niemals verpolt anschliessen.
Das mögen sie überhaupt nicht.

Autor: Daniel Reinke (sliderbor)
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Danke an alle für die Antworten! =)


Andreas Kaiser wrote:
> http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3171 Figure 8
>
> Also: Audiophile nehmen wohl 220µF Folie ;-). Aber wenn der Platz
> entscheidet, dann nimmt man die 0,2% Klirrfaktor durch Tantal in Kauf.

Danke, mit der Seite kann ich was anfangen!

Könnte ich eigentlich auch einen kleineren Kondensator nehmen (100uF 
oder 150uF wegen Größe, Verfügbarkeit und Preis) als die im Datenblatt 
vorgeschlagenen 220uF oder wäre das nicht zu empfehlen?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Tantal wrote:
> Tantals mögen keine dauerhaft pulsförmige Last.
> Also ungeeignet als Stützkondensator im SNT trotz ihrer guten ESR-Werte.

Interessanterweise gibt es aber genug Schaltungen in denen Tantals aber 
verwendet werden. Und das sind nicht mal Billigprodukte, sondern IBM 
Laptops, Xilinx Virtex 5 Boards usw. Da sitzen Tantals im 
Schaltnetzteil. Also ganz ungeeignet können die nicht sein, sonst würden 
die Hersteller das nicht machen.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Tantal wrote:

> Also ungeeignet als Stützkondensator im SNT trotz ihrer guten ESR-Werte.

Soweit common knowledge. Interessanterweise werden die Dinger in den 
Datasheets der Simple Switcher von NS explizit aufgeführt, vor allem bei 
Typen mit hoher Schaltfrequenz. Wobei es wohl unterschiedliche Typen 
geben mag, teils steht auch drin, dass man die Eignung dafür explizit 
überprüfen sollte.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Daniel Reinke wrote:

> Könnte ich eigentlich auch einen kleineren Kondensator nehmen (100uF
> oder 150uF wegen Größe, Verfügbarkeit und Preis) als die im Datenblatt
> vorgeschlagenen 220uF oder wäre das nicht zu empfehlen?

Es gibt einen Zusammenhang zwischen Impendanz vom Kopfhörer, Kapazität 
vom Kondensator und Frequenzgang bei sehr tiefen Frequenzen.

Wenn also beispielsweise der Kopfhörer 150 Ohm hat, aber die Schaltung 
für 16 Ohm ausgelegt ist, dann kannst du den Kondensator ohne Nachteile 
auf 1/10 reduzieren.

Andersrum gesagt: Wenn Schaltung und Impedanz zusammenpassen, verdoppelt 
sich bei halbem Kondensator die untere Grenzfrequenz.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Andreas Kaiser wrote:
> http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3171 Figure 8
>
> Also: Audiophile nehmen wohl 220µF Folie ;-). Aber wenn der Platz
> entscheidet, dann nimmt man die 0,2% Klirrfaktor durch Tantal in Kauf.

Das soll wohl ein Witz sein?

Die 0,2% stehen bei 1µF und 100Hz und ohne Gleichspannung.
Ohne Gleichspannung darf man Tantals nie betreiben.
100Hz * 1µ/220µ = 0,45Hz, also weit außerhalb des Hörbereichs.

Das hat also null Aussage für den hier vorgesehenen Einsatz.


Peter

Autor: Andreas K. (a-k)
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@peda: Es geht um Bild 8! Und darin explizit um die hier angepeilte 
Anwendung eines Kopfhörers.

"Regarding larger valued capacitors, Figure 8 compares two types of 
100µF capacitors used with a 16Ω resistor in forming a passive highpass 
filter. At the 100Hz, -3dB frequency, both types contribute significant 
THD due to the capacitors' voltage coefficient. The 100µF tantalum 
contribution to THD+N is 0.2% at the -3dB cutoff,..."

Autor: Tantal (Gast)
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Vielleicht sitzen sie da auch am Ausgang des SNT?

Oder vor der Speicherdrossel?

Autor: Andreas K. (a-k)
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Tantal wrote:

> Vielleicht sitzen sie da auch am Ausgang des SNT?

So sonst? In den Datasheets sitzen stets 2, einer vorneweg, einer 
hinten.

Guck halt bei LM2594 und LM2674 rein.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Andreas Kaiser wrote:
> Es geht um Bild 8! Und darin explizit um die hier angepeilte Anwendung
> eines Kopfhörers.

O.k., hatte das mit Bild 3 verwechselt (nicht weit genug runter 
gescrollt).
Man muß aber trotzdem vorsichtig sein bei Messungen, die auf einen 
bestimmten Chip hin optimiert sind.
Wobei 0,2% ja auch nicht schlecht sind, geschulte Musiker sollen wohl 1% 
gerade noch hören können.


Peter

Autor: Andreas K. (a-k)
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Peter Dannegger wrote:

> Man muß aber trotzdem vorsichtig sein bei Messungen, die auf einen
> bestimmten Chip hin optimiert sind.

Es geht in dem Artikel garnicht um einen konkreten Chip, sondern um die 
Messschaltung wie in Bild 1 (R-C-Glied aus Kondensator und Last).

Die darin enthaltenen IC-Schaltungen beschreiben Alternativlösungen zu 
den üblichen Ausgangs- oder Trennelkos. Um eben den hier angesprochenen 
relativ grossen Elko zu vermeiden.

Autor: Tantal (Gast)
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Entscheidend für das Ausfallverhalten ist, dass der Wert dI/dT nicht
überschritten wird.
Dieser Wert wird als Iripple auch in den Datenblättern
temperaturabhängig spezifiziert.
Ta-Polymerkondensatoren sind da z.B. besser als TaMnO2-Kondensatoren.
Wenn die Schaltungsdimensionierung das berücksichtigt, sollte es
keine Probleme geben.

Um zum OP zurückzukommen, sehe ich in den 0.2% THD auch kein Problem.
Vor allen wenn ich mir 2x 220uF MKC-Kondensatoren in einem handlichen 
Gerät vorstelle :-)

Autor: Arno H. (arno_h)
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Meines Wissens ist bei Tantalelkos dafür zu sorgen, dass keine negativen 
Spannungen auftreten können. Die Vorspannung muss also deutlich größer 
als Vs der Wechselspannung sein.
Es gibt Al-Elkos, die ca. 50% der Nennspannung als negative Spannung 
erlauben.
Von Vishay z.B. die Serien 128SAL und als SMD 175TMP mit Festelektrolyt.
http://www.vishay.com/docs/28354/128salrp.pdf und
http://www.vishay.com/docs/28305/175tmp.pdf

Arno

Autor: Daniel Reinke (sliderbor)
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Negative Spannungen sollten nicht auftreten, da das AC Signal auf eine 
DC Spannung aufgekoppelt wird...

Autor: MM (Gast)
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Wie bei normalen Elkos auch gibt es für Schaltregler spezielle Low ESR
Tantals, die auch einen entsprechenden Wechselstromanteil vertragen und
zum Teil auch zu 100% Surge getestet sind.
Ist ein Riesenunterschied zu normalen "billig" Tantals.
Gibt es von den üblichen Herstellern (Vishay, Epcos, AVX etc.).

Werden in fast allen Schaltreglern innerhalb von kleinen Geräten (vor
allem Notebooks, Handys ...) verbaut. Die Grenzen liegen halt bei sehr
hohen Strömen.

Gruß, Marcus

Autor: Matt (Gast)
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>Die Vorspannung muss also deutlich größer als Vs der Wechselspannung sein.

Koppelkondensatoren dimensioniert man sinnvollerweise so, dass an ihnen 
(fast) keine Wechselspannung abfällt. 1V Vorspannung und 10V 
Wechselspannung sind also kein Problem. Wenn keine Wechselspannung am 
Elko/Tantal abfällt, ist auch die evtl. Spannungsabhängigkeit der 
Kapazität ziemlich egal. Und ein Elko funktioniert dann notfalls auch 
ohne Vorspannung...

Autor: Kopf-Hörer (Gast)
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Andreas Kaiser schrieb:
"Also: Audiophile nehmen wohl 220µF Folie ;-)".

-> Noch besser sind Leydener Flaschen.

Je eine als High-End-Ausgangskondensator pro Kanal,
je eine weitere pro Kopf-Hörer zum Mischen der Alco-Pops.

( Merkregel für Anfänger: 3 Flaschen pro Fl... )

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