Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Genauigkeit von 100nF Kondensatoren


von chris_ (Gast)


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Vor kurzem habe ich bei Reichelt 100nF Kondensatoren bestellt.

ZSU-5 100N

Leider haben die nur eine Genauigkeit von +-20%.
Die 5% Typen scheint es nur im pF Bereich zu geben.

Weis jemand, wo man Kondensatoren mit beserer Genauigkeit findet?

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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MKS-2-5 100N => 5 % laut reichelt

von chris_ (Gast)


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Ok, vielen Dank.
Der

ZSU-5 100N

wird wird als Vielschichtkondensator.

Die MKS Kondensatoren sind wohl genauer. Kennst Du vielleicht einen 
guten Artikel über die Genauigkeit von Kondensatoren?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Von den „dicken“ Kerkos brauchst du keine Genauigkeit erwarten.  Je
nach Keramik und Hersteller ist die Kapazitätstoleranz über Spannung
und Temperaturbereich einfach nur grottig (bis zu -70 % können da
„über alles“ schon zusammenkommen).  Dazu kommt noch der Piezoeffekt,
der sich sowohl als Mikrofonie (bei Audioanwendungen) als auch als
Pfeifen (bei Rippelstrombelastung im Tonfrequenzbereich) äußern kann.

Die Dinger sind wirklich nur als kleine und gute Abblockkondensatoren
zu gebrauchen.  Wenn du genaue Kondensatoren braucht, musst du auf
andere Dielektrika ausweichen, allerdings sind die Kondensatoren dann
natürlich alle ein ganzes Stück größer.

von Kai K. (klaas)


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>ZSU-5 100N
>
>Leider haben die nur eine Genauigkeit von +-20%.

Z5U sind so ziemlich das Ungenaueste, was du bekommen kannst. Sie dienen 
hauptsächlich der Entkopplung und da ist die Kapazität schon fast egal, 
weil Entkoppelcaps eigentlich nur die lange Induktivität zum Netzteil 
kurzschließen sollen.

Z5U hat auch fiese Driften, weswegen eine genauere Herstellung gar 
keinen Sinn machen würde. Umgekehrt bringt es nur wenig, ein schlechten 
Cap auf niedrige Toleranz zu selektieren, wenn die Driften alles 
zunichte machen. Wenn es also genau sein soll, brauchst du auch einen 
besonders driftarmen Cap. Bei Polystyrol-Caps (mit freitragender 
Metallfolie) sind rund 0,2% Drift in 2 Jahren bei 40°C zu erwarten. Bei 
metallisierten Polyestercaps also MKT-, MKS-Typen, können es mehr als 
10mal so viel sein.

: Bearbeitet durch User
von chris_ (Gast)


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Hey, vielen Dank, das ist ja mal eine richtig kompetente Hilfe :-)

> Dazu kommt noch der Piezoeffekt,der sich sowohl als Mikrofonie (bei
> Audioanwendungen)

Das wusste ich ja überhaupt nicht. Jetzt habe ich einfach mal zum Spaß 
einen "ZSU-5 100N" an mein Billig-Voltmeter angeschlossen ( kleinster 
Messbereich 200mV ).
Wenn ich mit dem Gummi-Ende eines Druckbleistiftes darauf drücke, 
schaffe ich einen kurzen Puls mit maximal 0,9mV .

> Bei Polystyrol-Caps (mit freitragender
> Metallfolie) sind rund 0,2% Drift in 2 Jahren bei 40°C zu erwarten.

Wo kriegt man diese am besten?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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chris_ schrieb:
> Wenn ich mit dem Gummi-Ende eines Druckbleistiftes darauf drücke,
> schaffe ich einen kurzen Puls mit maximal 0,9mV .

Wobei du nicht weißt, wieviel dort schon integriert wird.  Messung mit
einem Oszi wäre hier aussagefähiger.

von chris_ (Gast)


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>Wobei du nicht weißt, wieviel dort schon integriert wird.  Messung mit
>einem Oszi wäre hier aussagefähiger.

Hab ich gerade auch probiert. Aber seltsamerweise sind die Signale auf 
meinem Oszi nicht so eindeutig. Vielleicht liegt es am Tastkopf, dessen 
Innenwiderstand dürfte niedriger als der des Mulimeters sein.

Mein Multimeter:
MASTECH MAS830

Mein Oszi:
Rigol DS1052E

Falls jemand mal selbst probieren will, würde mich das Ergebnis 
interessieren.

von (prx) A. K. (prx)


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Musst schon 10:1 verwenden, bei 1:1 ist die Tastkopfkapazität zu gross.

von Frank (Gast)


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Für Genauigkeit und allerhöchste Qualität in praktisch allen Belangen 
(z.B. HF) gibt es Glimmerkondensatoren. Gibt es mit 1% Genauigkeit und 
besser (0,5%).

Wenn es ganz genau sein muß, dann einen Glimmerkondensator und dazu eine 
kleine Trimmkapazität. Muß man dann halt abgleichen, dazu braucht man 
erst einmal ein Meßgerät, das genauer als ein Glimmerkondensator ist, 
was sehr schwierig sein dürfte. Also Vorsicht beim Messen von 
Glimmerkondensatoren, wenn es eine Abweichung gibt, ist es eher das DMM.

von Tschaebe (Gast)


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Jetzt nicht speziell fuer 100nF, aber generell ganz interesant und immer 
wieder erstaunlich welche Kapazitaet ein Kondensator haben kann bei 
konstantem Nennwert:

http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/5527

von Stefan V. (vollmars)


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von Possetitjel (Gast)


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chris_ schrieb:

>> Dazu kommt noch der Piezoeffekt,der sich sowohl als
>> Mikrofonie (bei Audioanwendungen)
>
> Das wusste ich ja überhaupt nicht.

Ahh... mein Einsatz. - Aus werkstofftechnischer Sicht
gibt es zwei Klassen keramischer Dielektrika:

1) ferroelektrische Keramik
Klassischer Werkstoff ist hier Bariumtitanat (BaTiO3), heute
vielfach durch Bleizirkonattitanat u.ä. ersetzt. Diese Keramik
hat fast alle schlechten Eigenschaften, die man sich vorstellen
kann: Sehr starke Temperaturabhängigkeit, sehr starke Abhängig-
keit von der Zusammensetzung und den Prozessbedingungen beim
Herstellen, eine elektrische Hysterese (!), ist potenziell
piezoelektrisch. Kapazität ist in mehr oder weniger starkem
Maße spannungsabhängig.
Einziger Vorzug: Hohe DK (bis 100'000), d.h. hohe Kapazität
pro Volumen. Hieß zu Ost-Zeiten "HDK-Keramik" (="hohe
Dielektrizitätskonstante"). X7R, Z5U usw. gehören in diese
Schublade.

2) nicht ferroelektrische Keramik
Klassiker ist das Titanoxid (TiO2); Dk liegt so um die 100.
Ist NICHT piezoelektrisch, NICHT spannungsabhängig, hat
KEINE Hystereseschleife; geringer TempCo, daher geringe
Toleranzen und geringe Drift möglich. Einziger Nachteil:
Geringere Dk, also geringe Kapazität pro Volumen. Alter
Oberbegriff "NDK-Keramik", also "niedrige Dielektrizitäts-
konstante". Sorten (alt) z.B. "NP0"; heute "C0G".

Bei den klassischen bedrahteten Keramikkondensatoren habe
ich mich an die Faustregel "bis 220pF ist NDK, ab ca. 1nF
ist HDK" gehalten - das gilt aber durch die Vielschicht-
kondensatoren nicht mehr. Also --> Datenblatt lesen.

von chris_ (Gast)


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> 2) nicht ferroelektrische Keramik

Sind die oben erwähnten MKS-Kondensatoren in dieser Gruppe?

von Norbert L. (norbert_l64) Benutzerseite


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Bei Bürklin gibts 1%-ige WIMA FKP-2 bis 33nF, Bestell-Nr. 42 D 8428

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Frank schrieb:
> Wenn es ganz genau sein muß, dann einen Glimmerkondensator

Mit 100 nF wird der aber nicht mehr ganz klein. ;-)

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Jörg Wunsch schrieb:
> Frank schrieb:
>> Wenn es ganz genau sein muß, dann einen Glimmerkondensator
>
> Mit 100 nF wird der aber nicht mehr ganz klein. ;-)

...oder sonderlich günstig...

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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chris_ schrieb:
>> 2) nicht ferroelektrische Keramik
>
> Sind die oben erwähnten MKS-Kondensatoren in dieser Gruppe?

Das sind keine Keramikondensatoren, sondern Folienkondensatoren mit 
einer Kunststofffolie (Polypropylen, Polyester und Polystyrol 
("Styroflex") sind üblich) als Dielektrikum.

von chris_ (Gast)


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In der Wikipedia gibt es einen ziemlich guten Artikel zu den 
Kondenastoren:

http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_%28Elektrotechnik%29

Dort werden auch die unterschiedlichen Toleranzen gut beschrieben.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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chris_ schrieb:
> Weis jemand, wo man Kondensatoren mit beserer Genauigkeit findet?

100nF als SMD gibt es auch als COG Keramik und 5 %, z.B MURATA - 
GRM31C5C1E104JA01L - KONDENSATOR, 1206, 100NF, 25V, z.B. bei Farnell.

Kostest zwar etwas, aber kein Vermögen...

von Kein Troll (Gast)


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Wie ueblich wurden wir bisher nicht aufgeklaert, was das Ganze 
ueberhaupt soll.

von chris_ (Gast)


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Ich versuche mich an Mikrocontroller freier Elektronik und bastle 
Pulsgeneratoren mit Schmitt-Triggern. Davon brauche ich viele.

...

Ich weis, die Schaltschwellen sind ungenau ..... also keinen Kommentar 
dazu.

von Kai K. (klaas)


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>Ich weis, die Schaltschwellen sind ungenau ..... also keinen Kommentar
>dazu.

Also, bitte, du mußt schon uns überlassen, was wir kommentieren wollen.

Außerdem sind die Schaltschwellen von Schmitt-Triggern keineswegs immer 
ungenau. Da gibt es äußerst präzise Ausführungen.

von Kein Troll (Gast)


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Was bedeuetet denn Pulsgenerator ?
Millisekunden, Mikrosekunden, Nanosekunden?

von Frank (Gast)


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chris_ schrieb:
> Ich versuche mich an Mikrocontroller freier Elektronik und bastle
> Pulsgeneratoren mit Schmitt-Triggern. Davon brauche ich viele.
Für genaue Zeitsteuerungen gibt es Quarze. Da muß man nicht auf 
Kondensatoren zurückgreifen.

Falls Du ultrascharfe Pulse im Picosekundenbereich bräuchtest (wohl 
nicht wenn Du von 100 nF redest) und Quarze deshalb nicht mehr gehen, 
dann kann man auch den Avalanchedurchbruch von Transistoren ausnutzen.

> Ich weis, die Schaltschwellen sind ungenau ..... also keinen Kommentar
> dazu.
Fragt sich was man unter "genau" versteht. Ein Schmitttrigger kann 
0,0000001 % genau sein, kommt immer darauf an, was man überhaupt 
betrachtet. Für so eine hohe Genauigkeit muß man nur lange Pulsdauern 
mit der schnellen Schaltgeschwindigkeit vergleichen. Wenn man umgekehrt 
Pulse betrachtet, die schneller vergehen, als der Schmitttrigger 
schaltet, ist es Essig. Insofern ist die Aussage ohne zu wissen um 
welche Genauigkeit es geht auch wenig sinnvoll.

von chris_ (Gast)


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Eigentlich willich einen Hex-Inverter ( HEF40106 von Phillips ) 
verwenden.
Aber im Datenblatt sind die Schaltschwellen mit extremen Toleranzen 
versehen.
Die Schwellen sind über den gesamten Temperaturbereich angegeben. Es 
wird nicht für 25°C differenziert. Die Schaltschwellen im Datenblatt 
überlappen sich sogar. Würde das eintreten, würde der Schmitt-Trigger 
nicht funktionieren. Deshalb denke ich, dass die Toleranzen bei den 
meiste Bauteilen wesentlich besser als in diesem Datenblatt sind.
Im Datenblatt stehen die mittleren Schwellen

VTplus=3.0V
VTminus=2.2V

Bei dem Exemplar, welches ich hier liegen habe, messe ich

VTplus=3.12V
VTminus=2.26V

Bei den übrigen ähnliche Werte.
Ich will sehen, welche Timing-Genauigkeiten ich erreichen kann. Mit den 
gemessen Werten ergeben 7% Abweichung.

von Frank (Gast)


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chris_ schrieb:
> VTplus=3.12V
> VTminus=2.26V
>
> Bei den übrigen ähnliche Werte.
> Ich will sehen, welche Timing-Genauigkeiten ich erreichen kann. Mit den
> gemessen Werten ergeben 7% Abweichung.
7% Abweichung von was?
Wieso haben die Schaltschwellen was mit dem Timing zu tun (also ich 
meine in relevanter Größenordnung)?
Was macht der Kondensator denn dabei?
Wenn Du den 40106 nehmen willst, gehe ich mal davon aus, daß Dein 
Großsignal mehr als 5 Volt beträgt. Wie viel denn genau?
Wenn es um eine genaue Schwelle gehen soll, dann nimm schnelle OPV als 
Schmitt-Trigger. Wenn 1 Millivolt reicht, dann gehen auch Komparatoren. 
Eventuell reicht ein LM339 schon vollkommen aus.

von chris_ (Gast)


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>Was bedeuetet denn Pulsgenerator ?
>Millisekunden

von chris_ (Gast)


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Pulsgenerator, 1ms.

von chris_ (Gast)


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Jetzt habe ich gerade mal bei Reichelt nach einem 2.7nF Kondensator 
gesucht.

Ein Glimmerkondensator kostet glatt 2,20€. Upps... das kann ja richtig 
ins Geld gehen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Warum baust du den Pulsgenerator nicht wie üblich mit einem 
Mikrocontroller auf? Das dürfte viel genauer und auch billiger werden.

von Kai K. (klaas)


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>Ein Glimmerkondensator kostet glatt 2,20€. Upps... das kann ja richtig
>ins Geld gehen.

Dafür haben diese Caps mit 0,05% bei 40°C in 2 Jahren eine beinahe 
verschwindende Langzeitdrift. Allerdings ist eventuell der 
Temperaturgang mit 70ppm/°C zu beachten.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Leute, nun kriegt euch mal wieder ein. Chris bastelt doch nur:

Beitrag "Schmitt Trigger Inverter Spielereien"

Er hat in Wirklichkeit gar keine Anforderungen an die Genauigkeit der 
Kondensatoren.

@Chris: du hast dir schlicht die falschen Kondensatoren ausgesucht. 
Keramik-Vielschichtkondensatoren mit so großen Werten verwenden alle ein 
Dielektrikum, das für geringen Platzbedarf bei gleichzeitig sehr 
gewöhnungsbedürftigen elektrischen Werten optimiert ist.
So etwas kann man nur als Abblock-Kondensator verwenden. Für zeit- 
bestimmende Schaltungen verwendet man besser Folienkondensatoren,
z.B. Wima MKS-2. Sind auch bei Reichelt erhältlich.


XL

von chris_ (Gast)


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>Chris bastelt doch nur

Ähm .. ja .. aber machmal können Spielereien in eine ernsthafte 
Anwendung münden.
Überhaupt halte ich zu spielen für eine sehr wichtige Sache:
http://de.wikipedia.org/wiki/Homo_ludens : "Potential des Spiels".

>gar keine Anforderungen

Eigentlich schon. Im Moment "fühle ich" +-10% . Das ist ja manchmal bei 
Analogen Entwicklungen so: Man muss es im Gefühl haben.

Wer weis vielleicht muss ich doch noch irgendwann einen 
Präzissionsschmitttrigger basteln.
Hat jemand einen Vorschlag für einen Vielfach OP oder Komparator?

Anforderungen:

- hoher Eingangswiderstand
- Versorgung 5V oder kleiner
- Preis < 1€
- niedriger Stromverbrauch

von ichbin (Gast)


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Oppermann hat noch Styroflexkondensatoren im Portofolio.
Allerdings mit recht krummen Werten...
http://www.oppermann-electronic.de/html/styrof_.html

von MiWi (Gast)


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chris_ schrieb:
>>Chris bastelt doch nur
>
> Ähm .. ja .. aber machmal können Spielereien in eine ernsthafte
> Anwendung münden.
> Überhaupt halte ich zu spielen für eine sehr wichtige Sache:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Homo_ludens : "Potential des Spiels".
>
>>gar keine Anforderungen
>
> Eigentlich schon. Im Moment "fühle ich" +-10% . Das ist ja manchmal bei
> Analogen Entwicklungen so: Man muss es im Gefühl haben.
>
> Wer weis vielleicht muss ich doch noch irgendwann einen
> Präzissionsschmitttrigger basteln.
> Hat jemand einen Vorschlag für einen Vielfach OP oder Komparator?
>
> Anforderungen:
>
> - hoher Eingangswiderstand
> - Versorgung 5V oder kleiner
> - Preis < 1€
> - niedriger Stromverbrauch

Suchmaschine von TI, Analog, LT, Fairchild, Onsemi und Maxim und zu 
guter letzt Deines Lieferanten kaputt?

Grüße

MiWi

von Axel S. (a-za-z0-9)


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chris_ schrieb:

> Wer weis vielleicht muss ich doch noch irgendwann einen
> Präzissionsschmitttrigger basteln.
> Hat jemand einen Vorschlag für einen Vielfach OP oder Komparator?

> - hoher Eingangswiderstand
> - Versorgung 5V oder kleiner
> - Preis < 1€
> - niedriger Stromverbrauch

Die Klassiker wären LM324 als Quad-OPV und LM339 als Quad-Komparator.
OK, "niedriger Stromverbrauch" ist sehr dehnbar. Sind halt bipolar und 
kein CMOS.


XL

von chris_ (Gast)


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>LM324 als Quad-OPV und LM339

Danke. Der Eingang müsste aber ziemlich hochohmig sein, weil ich wie 
hier

http://hobby-roboter.de/forum/download/file.php?id=180

eine Kapazität als Halteglied benutzen können will.

von Kai K. (klaas)


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>Er hat in Wirklichkeit gar keine Anforderungen an die Genauigkeit der
>Kondensatoren.

Erstens war das am Anfang nicht klar und zweitens kann man doch ruhig 
auch über Sachen diskutieren, die der TO nicht braucht oder nicht wissen 
will. Wir sind hier doch kein Dienstleistungsunternehmen, das wie ein 
Ingenieurbüro Probleme löst, sondern ein öffentliches Forum.

von chris_ (Gast)


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>> Hat jemand einen Vorschlag für einen Vielfach OP oder Komparator?
>Suchmaschine von TI, Analog, LT, Fairchild, Onsemi und Maxim und zu
>guter letzt Deines Lieferanten kaputt?
Nun, es gibt ja meistens so eine Art Standartbauteil, welches gerne und 
oft verwendet wird. Für gerne verwendete Standartbautele ist es die 
beste Methode, Leute mit Erfahrung zu fragen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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chris_ schrieb:
>>LM324 als Quad-OPV und LM339
>
> Danke. Der Eingang müsste aber ziemlich hochohmig sein, weil ich ...
> eine Kapazität als Halteglied benutzen können will.

Das hättest du dann auch sagen sollen. TS914 wäre ein Quad-OPV in CMOS. 
Siehe auch Standardbauelemente


XL

von chris_ (Gast)


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>Siehe auch Standardbauelemente
Ahh... kannte ich nicht.

>TS914 wäre ein Quad-OPV in CMOS.
Sieht gut aus. In der Liste habe ich einen TL074 gefunden. Was spricht 
gegen den? Der kostet nur 1/4 und es gibt in im DIL.

von Ulrich H. (lurchi)


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Welcher OP passt, hängt von der Versorgungsspannung ab:
Der TS912 geht für etwa 4 - 16 V und ist dafür Rail to Rail. Der TL074 
geht für etwa 8-32 V und ist nicht Rail to Rail - braucht also jeweils 
an den Eingängen/Ausgängen etwa 1-3 V Abstand zur Versorgungsspannung.

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