Sehr genaue und stabile Referenzspannung

LTC6655 kostet um 10€ und hat 1ppm/C drift, was besseres wird schnell 
teuer und braucht mehr strom (LM399 oder LTZ1000).

Der AD5791 (20Bit 1ppm DAC) wird nicht ohne Grund eingesetzt, es geht um 
die Simulation von Sensorwerten im Feld und da ist eine reproduzierbare 
und sehr hohe Auflösung wichtig.
Die Frage geht daher um die Referenzspannung, da damit alles steht und 
fällt...

Ein 1ppm DAC im Handgeraet ist Traeumerei. Das sit eher was fuer's 
Kalibrierlabor.

Das Teil soll regelmäßig Kalibriert werden, das ist mir schon klar und 
auch so vorgesehen.

Die Temperaturdrift kriegt man weg, indem man das Ganze auf 0.01 Grad 
stabil haelt.

Ich bin auch der Meinung, es ist ein akademischer Furz.

Hainz schrieb:
> Wie generiert man eine solche Spannung?

Hallo zusammen,

zunächst sollte man mal die Specs klären was genau gebraucht wird.
Ansonsten:
bei allen unbeheizten Referenzen braucht man auf jeden Fall eine 
Temperaturkompensation. (entweder messen + korrigieren oder extern 
heizen).

LT1027CCN8-5 ist nicht schlecht und mehrere von mir vermessene Exemplare 
zeigen eine Hysterese von unter 2 ppm wenn nur der Temperaturbereich von 
10-40 Grad betrachtet wird. Alterung habe ich nach mehreren Jahren bei 2 
Exemplaren jetzt auch verglichen mit LTZ1000A oder LM399-Referenz bei 1 
bzw 2ppm relativer Drift. Allerdings erst nachdem der 
Feuchtigkeitskoeffizient mit ca 0.5ppm/% herausgerechnet ist. Fazit: mit 
LT1027 kann man nach allen Regeln der Kunst etwa 10ppm Stabilität übers 
Jahr erreichen.

MAX6250ACPA spielt bei Hysteres etwa in der gleichen Klasse hat jedoch 
ca 1ppm Popcorn-Rauschen zusätzlich. Alterung noch keine Messungen.

AD586LQ: Die erste Referenz wo ich tatsächlich einen 
Alterungskoeffizienten bestimmen konnte da die Feuchtigkeit wegen 
Keramik-Gehäuse weniger eine Rolle spielt. Leider mit ca. 3.4 
ppm/sqrt(Khr) relativ hoch.

Die vorherigen Angaben gelten selbstverständlich nur wenn keine 
mechanischen Spannungen durch die Leiterplatte auf die Referenzen 
wirken. Ansonsten hat man mehrere 100uV Drift zusätzlich.

SO-8 Gehause haben generell ca Faktor 3 höhere Hysterese als 
DIP8-Gehäuse.
(auch wenn man nur den Massepin auf die Leiterplatte lötet und den Rest 
mit dünnem Fädeldraht bearbeitet).

Fox schrieb:
> LTC6655 kostet um 10€ und hat 1ppm/C drift,
Alles nur Werbung.
ich habe ca 6 ppm Hysterese und ca 2ppm/K Drift von 20 - 45 Grad 
gemessen.
Trotz Schlitz auf 3 Seiten der Referenz in der Leiterplatte.
Leider läßt sich dieses Gehäuse nicht mehr einfach an einem einzigen Pin 
einlöten.

Arc Net schrieb:
> Prachz Kerl schrieb:
>> Die Temperaturdrift kriegt man weg, indem man das Ganze auf 0.01 Grad
>> stabil haelt.
>
> LTZ1000A 0.05 ppm/K

Wieder so eine Werbeaussage. Im Datenblatt steht nicht hat 0.05ppm/K, 
sondern 0.05ppm/K könn(t)en erreicht werden. An einer anderen Stelle 
steht was von "excellent thermal management is necessary".
Wenn man eine LTZ1000A mal ohne Heizer ausmißt kommt man auf 40-50ppm/K 
für die Referenzdiode. Um jetzt auf 0.05ppm/K zu kommen müßte die 
Temperaturstabilität besser als 1/1000K sein. Außerdem limitieren die 
Thermospannungen außenherum die Genauigkeit. In der Praxis bin ich mit 
einer LTZ1000A nicht viel besser als mit einer LM399. Die für die 
LTZ1000 notwendigen Widerstände kosten leicht das doppelte bis 3-fache 
der Referenz selbst. Womit dann der Rahmen von 200 Eur wohl gesprengt 
wird.

Ich würde (nach Alterung selektierte) LM399 für so eine Schaltung 
hernehmen. Natürlich braucht man dann noch einen entsprechenden 
hochstabilen Spannungsteiler um auf die 5V zu kommen.
Allerdings Vorsicht: die LM399 ist stark lageempfindlich. Man darf das 
Gerät nicht zu stark neigen oder auf den Kopf stellen.

Ich suche übrigens noch LT1027BCH (Metallgehäuse) oder MAX6350MJ / 
MAX6250AMJ (Keramik-DIP Gehäuse) für ein paar Versuche in der Hoffnung 
daß die Thermospannungen durch das Kovar-Leadframe nicht so stark zu 
Buche schlagen wie die Reduktion der Feuchteempfindlichkeit.
Falls jemand weiß wo die für privat so 3-10 Stück zu halbwegs 
erschwinglichen Preisen zu kriegen sind.

Gruß Anja

Kai Klaas schrieb:
> Der in dem Link gezeigte LTC2400, ein 24bit ADC, hat übrigens eine
> Unlinearität von bis zu 15ppm. Damit würde der 24bit-ADC selbst mit
> einer perfekten Referenz nicht einmal mehr als 16bit Genauigkeit
> schaffen...

Ich messe typisch 7-13 ppm. Außerdem läßt sich die Linearität beim 
LTC2400 auf besser 1ppm herausrechnen da die Korrekturkurve nahezu eine 
Parabel ist.
Das größte Problem beim LTC2400 ist das Rauschen von ca 10uVpp.

Gruß Anja

Ach ja Nachtrag noch:

die 15ppm Linearitätsfehler in den Datenblättern sind nach der 
Box-Methode gemeint. (also mit einer idealen Ausgleichsgeraden wo gleich 
große Abweichungen nach oben und unten existieren).

Also die 15 ppm Max bedeuten dann wenn man einen realen Nullpunkt und 
Maximalert-Abgleich durchführt daß der ADC-Wert um bis zu 30ppm (150uV) 
gegenüber der realen Spannung abweicht.

Meine gemessenen Linearitätsfehler sind nach Endpunkt-Abgleich gemessen. 
13ppm heißen dann z.B. statt 2.5V wurde 2499.935 mV bei 5V Referenz 
gemessen.
Im Datenblatt würde dann also nicht 13ppm sondern nur 6ppm stehen.

Gruß Anja

Danke fuer die ausfuehrlichen Erklaerungen Anja. Ein milliKelvin 
Stabilitaet ist moeglich mit einem zweistufigen Peltier Aufbau.

Spitzbube schrieb:
> Danke fuer die ausfuehrlichen Erklaerungen Anja. Ein milliKelvin
> Stabilitaet ist moeglich mit einem zweistufigen Peltier Aufbau.

Das zeigt aber vor allem auch daß der Spannungsteiler 13K/1K der den 
Setpoint für den Temperaturregler einstellt der empfindlichste Punkt in 
der Schaltung ist. An der Basis entsprechen 0.001K dann etwa 2uV Drift. 
Und im Datenblatt steht auch nicht welchen LT1013 man für die Schaltung 
braucht. Für meine nächsten Referenzen werde ich auf jeden Fall einen 
LT1013A im Keramik-Gehüuse für den Temperaturregler verwenden in der 
Hoffnung daß dies zusätzliche Stabilität bringt.

Gruß Anja

Anja schrieb:
> Wenn man eine LTZ1000A mal ohne Heizer ausmißt kommt man auf 40-50ppm/K
> für die Referenzdiode. Um jetzt auf 0.05ppm/K zu kommen müßte die
> Temperaturstabilität besser als 1/1000K sein. Außerdem limitieren die

Das basiert auf der Annahme, dass die Änderung zumindest monoton und 
über
das Temperaturintervall halbwegs gleich ist.

Bandgaps/Zs haben aber durchaus Wende- und/oder Sattelpunkte, und wenn 
man
das "thermische Großsignalverhalten" misst, wird man dem nicht gerecht.

Gruß, Gerhard

Anja schrieb:
> Ich suche übrigens noch LT1027BCH (Metallgehäuse) oder MAX6350MJ /
> MAX6250AMJ (Keramik-DIP Gehäuse) für ein paar Versuche in der Hoffnung
> daß die Thermospannungen durch das Kovar-Leadframe nicht so stark zu
> Buche schlagen wie die Reduktion der Feuchteempfindlichkeit.
> Falls jemand weiß wo die für privat so 3-10 Stück zu halbwegs
> erschwinglichen Preisen zu kriegen sind.
>
> Gruß Anja

In der Bucht gibt es ein Angebot zum gesuchten Baustein: 280551013232 
Ich weiß nicht, ob der Preis für dich akzeptabel ist?

branadic

Jetzt wäre es doch spannend zu wissen, was da für ein Parameter im Feld 
gemessen werden soll und wie das Sampling aussieht, um so repräsentative 
Messwerte zu bekommen, dass die geforderten Genauigkeit der Referenz zur 
Genauigkeit der Messung paßt.

Ein akademischer Furz. Die Bereitstellung der Mess-Resourcen verbraucht 
soviel Zeit und Geld des Projektes, dass es nachher leider nicht mehr 
fuer eine Messung reicht. Aber fuer ein Paper reichts ja trotzdem.

:-)

Zippi schrieb:
> Ein akademischer Furz.

Und selbst wenn es so wäre, was gibt dir das Recht darüber zu urteilen?

Wir bekommen bei uns regelmäßig Anfragen, die genau genommen rein 
akademischer Natur sind, aber oftmals will man etwas deutlich über dem 
qualifizieren was im späteren Einsatz letztlich notwendig ist, um dies 
als potentielle Fehlerquelle später im Vorfeld schon ausschließen zu 
können.

branadic

branadic schrieb:
> In der Bucht gibt es ein Angebot zum gesuchten Baustein: 280551013232
> Ich weiß nicht, ob der Preis für dich akzeptabel ist?

Hallo,

Danke für den Hinweis.

mhmm der Preis spricht eher für das Plastik-Gehäuse oder einen Fake.
Weiter unten steht dann auch DIP-Gehäuse und nicht wie bei MAXIM "CDIP".

Und "neu" wird der MAX6350MJ auch seit ROHS nicht mehr für den 
allgemeinen Markt hergestellt.
Leider habe ich keinen EBAY-Account und kann den Verkäufer nicht auf die 
Schnelle fragen.

Gruß Anja

>Wir bekommen bei uns regelmäßig Anfragen, die genau genommen rein
akademischer Natur sind, aber oftmals will man etwas deutlich über dem
qualifizieren was im späteren Einsatz letztlich notwendig ist, um dies
als potentielle Fehlerquelle später im Vorfeld schon ausschließen zu
können.

Ich kenn das, komme aus dem akademischen Umfeld. Ich habe taeglich mit 
solchen Anforderungen zu tun. Auch wenn die Leute mal was zu 
Fehlerfortpflanzung gehoert haben, in den Praktikas auch zu deren 
Anwendung gezwungen wurden, ist dessen Anwenung erstaunlich fern im 
Alltag. Bevor ich die Leute etwas Ueberteuertes mit ueberhoehten 
Spezifikationen bestellen lasse, nehmen wir die Anforderungen 
auseinander. In 95% der Faelle lohnt sich ein Aufwand anderswo eher und 
ist um Groessenordnungen guenstiger.

Ich sah schon Spitzenleute (auf ihrem Gebiet) eine Minute lang Sub-bit 
Rauschen aufaddieren. Ich hab ihnen dann einen einstellbaren 
Vorverstaerker gegeben, und dann war man nach einem Schuss schon besser. 
Faktor 1000 in Messzeit gespart.
Da waren die Simulationen, die eine ganze Woche liefen, dauernd schrie 
man nach mehr und schnelleren Rechnern. Ein schneller Blick von mir und 
ein paar einfache Aenderungen und die Rechenzeit war um den Faktor 60 
kleiner. Von 150 stunden auf 2.5 Stunden.

Zurueck zum obigen Projekt. Ich denk mal sollte das Projekt mal 
detailierter anschauen, genauer untersuchen weshalb die 20Bit absolut 
sein muessen.
Genuegen nicht auch 20 bit relativ?
Genuegen nicht auch 16 bit relativ?

Anja schrieb:
> Leider habe ich keinen EBAY-Account und kann den Verkäufer nicht auf die
> Schnelle fragen.

Das habe ich für dich bereits getan. Wärst du so nett und würdest mich 
bitte per Mail kontaktieren?

branadic ed users . sourceforge . net

Anja schrieb:
> Gruß Anja

Hallo Anja

2 kleine Fragen:

1. hast Du schon einmal mit den Referenzen von Cirrus gearbeitet 
(VRE3050...)?

2. wie mißt Du in diesen Dimensionen solche Feinheiten? iaW: woher weißt 
Du, daß die Drift der Referenz nicht auch eine Drift des Messaufbaus 
ist?

Neugierige Grüße von einem, der sich in diesen Bereichen noch nicht oft 
bewegt hat (mir reichten bisher immer 12bit & Vorzeichen mehr als 
genug...)

MiWi

MiWi schrieb:
> 1. hast Du schon einmal mit den Referenzen von Cirrus gearbeitet
> (VRE3050...)?

VRE3050A habe ich 2 Stück. Die Ergebnisse findest Du sicher über die 
Forensuche.

MiWi schrieb:
> 2. wie mißt Du in diesen Dimensionen solche Feinheiten? iaW: woher weißt
> Du, daß die Drift der Referenz nicht auch eine Drift des Messaufbaus
> ist?

Anfänglich gar nicht.
(Wer eine Uhr hat weiß immer die genaue Zeit).

Letztendlich findet man die Driften und die Ursachen durch viele 
Wiederholungsmessungen an gleichartigen Aufbauten und Aufzeichnung der 
Umgebungsparameter heraus.
(Wer 2 oder mehr Uhren hat zweifelt immer).

Gruß Anja

Zwei von Drei schrieb:
> Es gibt ja Referenzen, die sind besser.

Ups, dann hat ja HP einen Fehler gemacht und auf die falsche Referenz 
beim HP3458A gesetzt ;-)

Nee im Ernst:
für Präzision ist der Temperaturkoeffizient nur ein Parameter neben 
vielen.
Vergleiche mal die Hysterese von 50 ppm gegenüber < 1ppm. Und die 
Langzeitstabilität von 50ppm/Khr (6 Wochen) gegenüber 2uV 
(0.3ppm)/month.

Dazu kommen noch die vielen Parameter die nicht im Datenblatt 
spezifiziert sind wie Piezospannungen durch die Leiterplatte und durch 
Feuchtigkeitsaufnahme des Plastik-Gehäuses.

Außerdem: wo willst du denn die Temperatur bei der ADR so genau messen. 
Auf der Leiterplatte ist es 1-2 Grad kälter als auf dem Chip. Und selbst 
auf dem Chip gibt es kalte und warme Bereiche. Bei der LTZ sind es laut 
Chip-Foto 4 parallel geschaltete Temperatursensoren die konzentrisch auf 
dem Chip verteilt sind.

Man muß schon einiges an Aufwand treiben um auf 4 bzw. 8 ppm Stabilität 
über 1 Jahr Kalibrierzyklus zu kommen.

Gruß Anja

Wenn die LTZ1000A immer noch das Maß aller Dinge ist, wie kommt es dann 
das die üblichen Verdächtigen sie nicht (mehr) im Programm haben 
(Farnell, RS, Digikey, Mouser, Bürklin)?
Wo kauft man denn in der Regel eine solche Referenz?
Und warum hat sich kein anderer Hersteller etwas abgeschaut?  Alles 
kommt in gemoldeten SMT-Packages, kein einziges hermetisch dichtes 
SMT-Keramik-Package dabei. Selbst Linear scheint in diesem Punkt etwas 
verlernt zu haben. Dabei möchte man doch meinen, dass alles nach immer 
höherer Stabilität, Auflösung, Genauigkeit und Geschwindigkeit strebt. 
Für mich sieht das aus, als würde man hier aber eher Rückschritte zu 
verzeichnen haben.
Oder ist es "State of the Art" sich ein Josephson-Normal zuzulegen?

branadic

branadic schrieb:
> wie kommt es dann
> das die üblichen Verdächtigen sie nicht (mehr) im Programm haben

Die werden halt grundsätzlich nur auf Anfrage hergestellt.
Über den Distributor Deines Vertrauens (ARROW) kriegst Du die schon noch 
mit entsprechender Lieferzeit.
Oder auch über den Conrad Beschaffungsservice privat. (den Preis willst 
Du nicht wissen).

Den meisten reicht auch ein LM399. Den gibts bei DigiKey.

branadic schrieb:
> Für mich sieht das aus, als würde man hier aber eher Rückschritte zu
> verzeichnen haben.
Da sind halt Kaufleute am Werk die entscheiden was gemacht wird. Im Zuge 
von ROHS hat man halt die Bauelemente wo kein großer Umsatz ist einfach 
ausssortiert. Und die meisten Kunden brauchen nicht präzise sondern 
einfach nur billig.

Gruß Anja

Zwei von Drei schrieb:
> Mir scheint, bei genuegend Interessenten sollte man doch die 40 Stueck
> zusammenkriegen ... Ich wuerd 4 Stueck nehmen.

Du hättest auch zuschlagen müssen als Arrow / Verical noch welche 
hatten. Mein Bedarf zur Zeit ist gedeckt.
Ich schätze wir laufen auf "allocation" bei Halbleitern zu.

Zwei von Drei schrieb:
> Mir fehlt leider die Zeit dazu ...

Ansonsten hast Du ja erkannt. Man braucht bei hoher Präzision viel Zeit.
Zeit um im richtigen Augenblick (so alle 3 Jahre) bei den Referenzen 
zuzuschlagen. Und dann 12-14 Wochen bis die passenden Widerstände im 
Haus sind. Und schließlich noch so 1000-2000 Stunden Voralterung für die 
Teile.

Gruß Anja

Angeblich gefakt

http://www.zmdz.com/bbs/incomefiles/20118/2715534949602.JPG

10 mikrovolt aus dem normal.. toll wenn man einen lock-in braucht, um 
das normal zu sehen...

Na Sowas schrieb:
> 10 mikrovolt aus dem normal.. toll wenn man einen lock-in braucht, um
> das normal zu sehen...

Es ist nun mal naturgegeben, dass die Welt gequantelt ist. Entsprechend 
muss eben kaskadiert werden, um in einen sinnvollen Messbereich von 1V 
oder 10V zu kommen.

branadic

branadic schrieb:
> In der Bucht gibt es ein Angebot zum gesuchten Baustein: 280551013232
> Ich weiß nicht, ob der Preis für dich akzeptabel ist?

Vor genannter Quelle (HongKong) muss ich an dieser Stelle ausdrücklich 
warnen. Nachdem die MAX6350MJA eingetroffen sind weisen sehr viele 
Hinweise darauf hin (das fängt schon beim Package Printing an), dass es 
sich um Reproduktionen handelt, die nicht annähernd etwas mit dem 
Original und dessen Datenblattangaben zu tun haben. Es zeichnet sich ab, 
dass es sich noch nicht einmal um eine Buried Zener handelt, sondern um 
eine Bandgap Referenz, die da im Package ist. Immerhin ist überhaupt 
etwas im Package, dass die Funktion einer Referenz besitzt, darüber muss 
man ja schon fast froh sein.
Sehr ärgerlich soetwas.

branadic

>Es ist nun mal naturgegeben, dass die Welt gequantelt ist. Entsprechend
muss eben kaskadiert werden, um in einen sinnvollen Messbereich von 1V
oder 10V zu kommen.


Macht dann 100'000 Quantenreferenzen in Serie fuer ein Volt ... 
benoetigt eine extrem hohe Zuverlaessigkeit der Fertigung. Falls eine 
defekte Zelle auf Unterbruch geht. Sowas ist in Siliziumtechnologie 
heute wahrscheinlich grad moeglich. Als Speicherzellen. Falls eine 
defekte Zelle auf Kurzschluss geht, wird's schwierig. wie zeig ich, ob 
von den 100000 eine einzelne kaputt ist?

Anbei ein Photo vom Package. Allein der Aufdruck des Herstellernamens 
"MAXIM" auf dem CerDIP-Package entspricht nicht dem typischen Logo, wie 
man es auf anderen Bauteilen von Maxim findet.

branadic

Kai Klaas schrieb:
> Also, wer kauft denn auch Präzisionschips bei ebay???

Bei einem (mittlerweile) solchen Exot und das ist er mit seinem 
Keramik-Package, gibt es quasi keine Quellen mehr. Ich hätte damit leben 
können, wenn sie irgendwo ausgebaut gewesen wären. Der Verkäufer hat mir 
vorab, ja ich habe extra vorher nachgefragt, zugesichert, dass es sich 
um Originale handelt und um keine Reproduktionen oder Fakes. So wird man 
gnadenlos und dreist belogen.
Bevor ich MAXIM darüber informiere warte ich noch auf Rückmeldung vom 
Verkäufer, hab ihn aber selbstverständlich darauf hingewiesen, dass 
MAXIM sicherlich daran interessiert ist auf dieses Produkt aufmerksam 
gemacht zu werden.

branadic

Aktueller Stand:

Maxim hat zwischenzeitlich die Fälschung bestätigt. Es ist also vor dem 
Verkäufer ausdrücklich zu warnen.

branadic

branadic, dann ist es wohl mal an der Zeit,
dem eBay Anbieter ein sauberes negativ
"counterfeit parts, confirmed by Maxim"
reinzuschreiben, bisher hat sich noch kein
Kunde getraut.

Ich habe den Kontakt nur via e--y hergestellt, die Kaufabwicklung lief 
außerhalb der Bucht. Also keine Chance andere davor zu warnen als hier.

branadic

branadic schrieb:
> die Kaufabwicklung lief außerhalb der Bucht.

Das darf man aber nicht ;-} !! Hab ich aber auch schon gemacht, da ich 
PaxPal meide, wie den Teufel. Und es hat geklappt, waren aber keine 
IC's.

Die Frage ist noch, ob der Verkäufer überhaupt wusste, was er da 
verkauft oder ob er selbst getäuscht wurde und was denn nun tatsächlich 
in dem Gehäuse steckt. Ich glaube nicht, dass das extra gefertigt wurde 
für die paar Euros. Ich denke, das wurde eher umgelabelt. Wenn es denn 
eine Referenz ist, würde ich auf sowas wie Ref02 tippen.

gk

Vom Verhalten her und das was man an den Pins so messen kann deutet 
alles auf eine REF02 hin, will sagen, es kommen 5V aus dem Teil heraus, 
das Rauschen in Vpp passt zur Ref02, der Temp-Ausgang passt auch zur 
Ref02.

Das Marking auf der Unterseite deutet auf Bauteile von Linear Technology 
hin, jedoch gab es von denen die REF02 nie im Ceramic Package, von 
Analog Devices dagegen schon.
Ob der Verkäufer von den Fälschungen wusste oder nicht, er hat vorab 
ausdrücklich bestätigt, dass es sich um Originale handelt und hätte im 
Zweifelsfall selbst erkennen können, dass der aufgedruckte 
Herstellername nicht der Norm entspricht. An diesem Punkt unterschreibe 
ich die hiesige asiatische Verschwörung und unterstelle bewusstes 
Handeln à la "Hätte ja klappen können.".

branadic

Ich meine mal eine relativ hohe Abhängigkeiteit der Referenzspannung von 
der Eingangsspannung bei der REF02 gemessen zu haben. Das wäre u.U. ein 
weiteres Indiz.

gk