Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Referenzen von Cirrus Logic / Thaler


von Anja (Gast)


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Hallo Arc Net,

Arc Net schrieb:
> Z.Z. geplant: Eine portable (kurzzeitstabile) Referenz
> (Spannung/Widerstand) in aktiver "Verpackung" (Peltier). Basis VRE3025
> und Widerstände von Vishay...

Hast Du die Schaltung mal aufgebaut und wie sind Deine Erfahrungen 
damit?
(Hysterese und Rauschen?)

Hast Du bessere Werte (bezogen in ppm auf die Ausgangsspannung) als Ich?

Anja schrieb:
> Ich habe mal eine erste Schaltung mit der VRE3050A aufgebaut,
> bin allerdings unzufrieden mit der Temperatur-Hysterese
> (gemessen ca 5-6ppm über 15-42 Grad)

Sonst noch wer Erfahrungen mit den VRE-Referenzen?

Gruß Anja

von Tippi (Gast)


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>Sonst noch wer Erfahrungen mit den VRE-Referenzen?

Ich würde dir dringend empfehlen, beim Hersteller der Referenz einen 
geeigneten Ansprechpartner zu finden. So, wie beispielsweise Herr Völkel 
von Würth-Elektronik. Das Wissen dieser Fachleute geht weit über das 
hinaus, was man aus Büchern oder sonstwo erfahren kann...

von Arc N. (arc)


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Anja schrieb:
> Hallo Arc Net,
>
> Arc Net schrieb:
>> Z.Z. geplant: Eine portable (kurzzeitstabile) Referenz
>> (Spannung/Widerstand) in aktiver "Verpackung" (Peltier). Basis VRE3025
>> und Widerstände von Vishay...
>
> Hast Du die Schaltung mal aufgebaut und wie sind Deine Erfahrungen
> damit?

Noch nicht... kam die letzten Wochen zu fast nichts. Die VRE hängt aber 
schon am Labornetzteil und darf sich seit ein paar Wochen warmlaufen. 
Wie die Stromversorgung letztlich dort aussehen wird, steht noch nicht 
fest. Bei den anderen Referenzen (LTC6655, REF5025, ADR441) sieht's 
etwas besser aus: Akku -> Lade-IC -> jeweils eine REF3133/REF3033 -> 
eigentliche Referenz. Ausgangsbuffer/filter sind auch noch nicht fertig

von Anja (Gast)


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Tippi schrieb:
> Würth-Elektronik.

Was hat ein Schraubenhersteller der noch ein paar Drosseln verkauft mit 
Cirrus Logic zu tun?

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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Arc Net schrieb:
> Bei den anderen Referenzen (LTC6655, REF5025, ADR441) sieht's
> etwas besser aus: Akku -> Lade-IC -> jeweils eine REF3133/REF3033 ->
> eigentliche Referenz. Ausgangsbuffer/filter sind auch noch nicht fertig

Ok. die LTC6655 wollte ich mir auch noch irgendwann mal anschauen.  Bei 
den anderen beiden fürchte ich daß das Rauschen für meine Anwendung zu 
hoch ist.
Ich hoffe Du berichtest dann wenn du mit der VRE so weit bist.

Im Moment untersuche ich eine AD586 Referenz im Keramik-Gehäuse. Die hat 
allerdings einen leicht höheren Tempco als eine LT1027C und benötigt 
mindestens 14V damit die PSSR niedrig wird. Ansonsten hoffe ich daß die 
Feuchtigkeitsabhängigkeit durch das Keramikgehause niedriger wird.

Gruß Anja

von Arc N. (arc)


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Anja schrieb:
> Arc Net schrieb:
>> Bei den anderen Referenzen (LTC6655, REF5025, ADR441) sieht's
>> etwas besser aus: Akku -> Lade-IC -> jeweils eine REF3133/REF3033 ->
>> eigentliche Referenz. Ausgangsbuffer/filter sind auch noch nicht fertig
>
> Ok. die LTC6655 wollte ich mir auch noch irgendwann mal anschauen.  Bei
> den anderen beiden fürchte ich daß das Rauschen für meine Anwendung zu
> hoch ist.

Filtern geht nicht?
http://www.ti.com/lit/an/sbva002/sbva002.pdf
http://waltjung.org/PDFs/Build_Ultra_Low_Noise_Voltage_Reference.pdf
Wenn man sich die Spezifikationen einiger neuerer OpAmps (LMP2011 
Offsetdrift 6nV/Monat, LMP2021, ADA4528-1 etc.) ansieht, sollte auch 
deren Drift vernachlässigbar sein.

> Ich hoffe Du berichtest dann wenn du mit der VRE so weit bist.
>
> Im Moment untersuche ich eine AD586 Referenz im Keramik-Gehäuse.
> Die hat allerdings einen leicht höheren Tempco als eine LT1027C und
> benötigt mindestens 14V damit die PSSR niedrig wird. Ansonsten hoffe ich
> daß die Feuchtigkeitsabhängigkeit durch das Keramikgehause niedriger wird.

Gehäuse mit Kieselgel oder den "Trick" (gesättigte 
Salzlösung/Feuchtenormal) aus dem Museum
http://cool.conservation-us.org/waac/wn/wn13/wn13-1/wn13-106.html
ausprobiert?

> Gruß Anja

von Tippi (Gast)


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>Was hat ein Schraubenhersteller der noch ein paar Drosseln verkauft mit
>Cirrus Logic zu tun?

Hast du jetzt einen Experten bei Apex gefunden, der dir profunde 
Auskunft geben kann? Im Datenblatt ist ja immerhin eine Telefonnummer 
angegeben...

von Anja (Gast)


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Arc Net schrieb:
> Filtern geht nicht?

Filtern funktioniert nur für das hochfrequente Rauschen 10Hz-100kHz.
Bringt also nur etwas bei entsprechend schnellen A/D-Wandlern.
Ich verwende integrierende Sigma/Delta Wandler da spielt das 
niederfrequente Rauschen eine größere Rolle.

Beim niederfrequenten Rauschen 0.1Hz-10Hz bräuchtest du ja eine 
Grenzfrequenz weit unter 0.01Hz. Und die Bauteile müßten so beschaffen 
sein daß weder Leckströme noch sonstige Eigenschaften (Ausgangsimpedanz, 
Schwingneigung bei kapazitiver Last) schlechter als die Referenz selbst 
sind.

Wenn Du dann wirklich in den Sub-ppm-Bereich willst muß dann auch noch 
der Frequenzbereich unter 0.1 Hz frei von Popcorn Rauschen und ähnlichen 
Effekten sein.

Arc Net schrieb:
> Gehäuse mit Kieselgel oder den "Trick" (gesättigte
> Salzlösung/Feuchtenormal) aus dem Museum
Ich brauche was das Langzeitstabil ist da ist mir Salz in der Nähe der 
Schaltung suspekt. Kieselgel müßte ja auch ständig ersetzt werden.

Ideal ist wohl nur ein hermetisch dichtes Gehäuse um die ganze 
Schaltung. Man hat dann "nur" noch das Problem die initiale Feuchtigkeit 
aus dem Kunststoff der Bauteile zu kriegen. Und: die Pins durch das 
Gehäuse (Abdichtung mit Glas) müssen vom Ausdehnungskoeffizienten her 
zum Glas passen. Das erhöht wiederum die Thermospannungen so daß das 
ganze temperaturkontrolliert sein muß ...

Gruß Anja

von Tippi (Gast)


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>Hast Du bessere Werte (bezogen in ppm auf die Ausgangsspannung) als Ich?

Nachdem der Besitzer des Herstellerwerks gewechselt hat, steht zu 
befürchten, daß nun auch Ausreißer verkauft werden, die früher 
ausselektiert wurden.

Auch heute noch ist es extrem schwer wirklich driftfreie Referenzen 
herzustellen. Deswegen werden aus einer größeren Charge nach einem 
aufwendigen Burn-in-Verfahren diejenigen Referenzen selektiert, deren 
hochgerechnete Drift in einem erlaubten Toleranzband liegen. Nur diese 
werden letztlich verkauft.

>Ideal ist wohl nur ein hermetisch dichtes Gehäuse um die ganze
>Schaltung. Man hat dann "nur" noch das Problem die initiale Feuchtigkeit
>aus dem Kunststoff der Bauteile zu kriegen.

Nur hermetisch dicht reicht nicht. Ideal wäre ein immer gleiches Klima 
um die Schaltung. Wenn es nur hermetisch dicht ist, können aggressive 
Schadstoffe aus den Bauteilen in die Luft übergehen und dann in die 
Referenz eindringen. Du mußt die Schaltung schon klimatisieren, am 
besten mit einem weitgehend inerten Schutzgas.

>Das erhöht wiederum die Thermospannungen so daß das ganze >temperaturkontrolliert 
sein muß ...

Um die Temperaturkontrolle wirst du sowieso nicht herumkommen, wenn du 
allerhöchste Präzision haben willst.

Noch etwas:
Gerade weil die Statistik hier eine große Rolle spielt, würde ich sie 
mir zum Freund machen und nicht nur eine einzige Referenz aufbauen, 
sondern gleich mehrere und deren Mittelwert als neue Referenz verwenden.

von Arc N. (arc)


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Tippi schrieb:
> Auch heute noch ist es extrem schwer wirklich driftfreie Referenzen
> herzustellen.

Es ist unmöglich.

> Deswegen werden aus einer größeren Charge nach einem
> aufwendigen Burn-in-Verfahren diejenigen Referenzen selektiert,

Nein, bestenfalls ein paar hundert Stunden. Nur die Hersteller der 
Messgeräte, DMMs und Spannungsnormale selektieren wirklich.

> deren hochgerechnete Drift in einem erlaubten Toleranzband liegen.

Leider (um nicht ausfallend zu werden)
"Some manufacturers are now touting phenomenal longterm
drift specifications, based on accelerated high temperature
testing. THIS IS A DELIBERATE LIE! Long-term
drift cannot be extrapolated from accelerated high temperature
testing."
http://cds.linear.com/docs/Design%20Note/dn229f.pdf

> Nur diese
> werden letztlich verkauft.

Schön wär's siehe oben (die Referenzen wären dann schlicht zu teuer)

von Tippi (Gast)


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>> Auch heute noch ist es extrem schwer wirklich driftfreie Referenzen
>> herzustellen.

>Es ist unmöglich.

Ich wollte es nur nicht so krass formulieren...

>> Deswegen werden aus einer größeren Charge nach einem
>> aufwendigen Burn-in-Verfahren diejenigen Referenzen selektiert,

>Nein, bestenfalls ein paar hundert Stunden.

Das ist doch aufwendig...

>"Some manufacturers are now touting phenomenal longterm
>drift specifications, based on accelerated high temperature
>testing. THIS IS A DELIBERATE LIE! Long-term
>drift cannot be extrapolated from accelerated high temperature
>testing."
>http://cds.linear.com/docs/Design%20Note/dn229f.pdf

Der Link ist Klasse! Endlich mal jemand, der die Dinge beim Namen nennt!

Es ist schon interessant, daß im Datenblatt des VRE3025 bei der 
Langzeitdrift und Hysterese nur typische Werte angegeben sind, aber 
keine Maximalwerte. Typische Werte in Verbindung mit einer Referenz sind 
aber vollkommen Banane, weil die für den Einzelchip ja überhaupt nichts 
aussagen!

von Tippi (Gast)


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Auch interessant zu lesen:

http://cirrus.com/en/pubs/whitePaper/vre_wp_0611.pdf

Am besten ist diese Stelle hier:

"After assembly is completed, the parts undergo an initial burn-in and 
electrical test sequence with the purpose of identifying early failures. 
Those parts with minor defects are re-worked and repaired."

Wie soll denn einer solcher "re-work" und "repair" aussehen?? Grottig...

Anja, hast du schon mit diesem Herrn Zlatan Gradincic telefoniert?

von Arc N. (arc)


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Tippi schrieb:
> Der Link ist Klasse! Endlich mal jemand, der die Dinge beim Namen nennt!
>
> Es ist schon interessant, daß im Datenblatt des VRE3025 bei der
> Langzeitdrift und Hysterese nur typische Werte angegeben sind, aber
> keine Maximalwerte. Typische Werte in Verbindung mit einer Referenz sind
> aber vollkommen Banane, weil die für den Einzelchip ja überhaupt nichts
> aussagen!

Wie schon angedeutet: Alles andere wäre zu teuer...
Selbst bei der LTZ1000A gibt's nur typische Werte...
Eingesetzt z.B. im 
http://www.fluke.com/fluke/ieen/Calibration-Instruments/DC/LF-Electrical-Calibration/7000-7001.htm?PID=55097
http://www.mksa.deit.univpm.it/biblioteca/sala_tecnica/scaffale_strumenti/Campioni/appnote/DCVref_maintenance.pdf

von Anja (Gast)


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Tippi schrieb:
> Anja, hast du schon mit diesem Herrn Zlatan Gradincic telefoniert?

http://www.bpic.co.uk/articles/deadhorse.htm

Ich glaube ich sollte mich an die Weisheit der Dakota-Indianer halten, 
anstelle privat teure Auslandstelefonate führen.
Die Referenz weicht gleich in 2 meiner Schlüsselparameter (Hysterese + 
0-10Hz Rauschen) sowie auch im Preis von anderen im Plastikgehäuse 
(LT1027C, MAX6250A) um Faktor 3 - 5 ab.

Gruß Anja

von Tippi (Gast)


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>Die Referenz weicht gleich in 2 meiner Schlüsselparameter (Hysterese +
>0-10Hz Rauschen) sowie auch im Preis von anderen im Plastikgehäuse
>(LT1027C, MAX6250A) um Faktor 3 - 5 ab.

Und für beide gibt es nur typische Werte im Datenblatt, keine 
Maximalwerte. Sieht so aus, als ob du auf das falsche Pferd gesetzt 
hast...

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