Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik letzte Stellen am HP3458A wackeln


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von Thorsten (Gast)


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Hallo,

ich habe die Gelegenheit ein HP3458A leihweise zu benutzen. Leider habe 
ich es bisher nichtmal im 7,5Digit Modus geschafft die beiden letzten 
Stellen ruhig zu bekommen.

Ich habe zum Testen einen Max6350 verwendet hier springen die letzten 
beiden Stellen (also x,x uV) ständig umher. Auch 1000 PLCs und 1uF 
direkt an den Eingangsklemmen brachten nichts. Ich habe das ganze über 
Stunden unberührt stehen lassen, aber es trat keine Beruhigung ein.

Versorgt wurde der Max aus einem Rigol Netzteil mit 12V.

Ich habe es auch mit einem LM399 probiert, aber da sah es noch schlimer 
aus (war allerdings auch einfach mit 7k5 in Reihe zu 15V und die Heizung 
direkt an 15V.

Ich kann ja verstehen, dass die nV ständig wackeln ohne Schirmung usw. 
aber uV?

Die Messleitungen waren übrigens verdrillt von der Referenz bis zum 
Multimeter.

Ist das so wirklich normal?

Thorsten

von Joe F. (easylife)


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Guckst du Datenblatt!
MAX6350: Very Low, 1.5μVp-p Noise (0.1Hz to 10Hz)
LM399: RMS Noise typ 7, max 50uV

: Bearbeitet durch User
von Peter (Gast)


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Thorsten schrieb:
> Die Messleitungen waren übrigens verdrillt von der Referenz bis zum
> Multimeter.

und das soll was genau helfen ?! (Das ist keine Laienfrage)

von Joe F. (easylife)


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Verdrillung -> Leiter nahe zusammen -> weniger induktive Einstrahlung. 
Ist prinzipiell keine schlechte Idee.
Weitere nicht schlechte Ideen: Abschirmung, kurze Leitung.

Allerdings ist 1uV/5V ca. -134dB, das ist selbst für Experten 
herausfordernd...

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Zum Thema sehr niederfrequentes Rauschen hat Bob Pease ein Foto der 
großen Pappschachtel veröffentlicht, in der er Schaltungen 
Zugluft-geschützt misst. Diese leichten Temperaturschwankungen scheinen 
eine Hauptquelle zu sein.

von thomas s (Gast)


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Hast du thermospannungsarme Strippen genommen? Hast du wenigstens die 
Anschlüsse am DMM mit einem Tuch o.ä. umwickelt wg. Zugluft? Glaubst du, 
es liegt am DMM, weil deine Quelle so ultrastabil steht?

von Thorsten (Gast)


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@Thomas: Nein, ich denke das DMM ist in Ordnung. Ich will ja erst mal 
nur verstehen was ich da sehe. Umwickelt habe ich nichts, aber es zieht 
hier auch nicht gerade und es sind zwei mal die gleichen Kabel. Ich 
hätte gedacht die Thermospannungen bleiben daher irgendwann mal stehen, 
werde aber mal alles abdecken. Danke für den Tipp. Hätte ich ich bei uV 
nicht für notwendig gehalten.

@Joe: An Noise hatte ich auch gedacht, aber ich hatte gedacht, dass hier 
die 1000 PLC einiges wegdrücken würden (50mHz). Aber es ändert 
eigentlich nicht wirklich etwas im Vergleich zu 10 PLC.

von thomas s (Gast)


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Du kannst ja mal zum Spaß so richtig billige Strippen nehmen, den einen 
Stecker auf Handwärme bringen und dann das DMM im kleinsten U-Bereich 
kurzschließen. Du wirst staunen...

von Anja (Gast)


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Thorsten schrieb:
> Ich habe zum Testen einen Max6350 verwendet

Wo hast Du den her? (Zuverlässige Quelle?).
Ich habe schon einige umgelabelte Bandgap-Referenzen gesehen die als 
MAX6350 verkauft wurden.

Der Max6350 hat auch eine gute Selbsterwärmung von ca 3-5 K gegenüber 
Umgebung. -> auch den Thermisch gut in Watte + Folie einpacken.

"Experten" machen eine Reinigung des Lüftergitters vor 
Präzisionsmessungen damit die Erwärmung des HP3458A im Rahmen bleibt.
Und natürlich auch das Händi und alle Schaltnezteile in der Nähe 
auschalten.
(Du hast hoffentlich kein neumodisches "ECO" Schaltnetzteil als Speisung 
für den MAX6350.

Ansonsten: hast Du die Werte als Datei?
Da könnte man das ganze mal statistisch untersuchen.

Gruß Anja

von Henrik V. (henrik_v)


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Autocal aus, guten Kurzschluss (Keithley hat da 'ne appnote zu),
200PLC und erstmal sehen was der Nullpunkt des 3458 macht.

von Thorsten (Gast)


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@Thomas: Mir geht es erstmal nicht um eine genaue Messung. Mein erster 
Schritt wäre erstmal ein einigermassen stehendes Ergebnis. Von daher 
dachte ich, dass Thermospannungen erstmal egal sind solang alles 
konstant ist.

@Anja: Die Referenzen habe ich bei Farnell gekauft. Der Max hat rund 16€ 
gekostet. Das ist gegenüber anderen SO-8 Referenzen ja ganz ordentlich.

Das Netzteil ist ein Rigol DP832A, also kein Schaltnetzteil. Ich kann ja 
aber mal noch einiges an Filterung vor der Referenz vorsehen.


Wenn es wirklich das Rauschen ist, wie macht ein HP34410A das denn zB? 
Das hat ja auch eine LM399 und hat im 10V Bereich eine Auflösung von 
10µV also 5x weniger als das pp Rauschen der Quelle und die 
Referenzspannung ist ja quasi noch um 10/7 verstärkt.

Ich werde nun erstmal eine Haube suchen..

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Die Multislope-Wandler integrieren höherfrequentes Rauschen einfach weg.

von thomas s (Gast)


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Thermische Instabilität wirkt wie niederfrequentes Rauschen

von Nase (Gast)


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Hi,
letzlich geht es hinten fast nur noch um Statistik...,
da ist Rauschen in der Versorgung deiner Quelle und auch im Gerät 
selber. Auch gibt es einiges an Sörungen von aussen..

Daß es so wenig ist, zeigt, daß du im wesendlichen nichts falsch gemacht 
hast. Sei beruhigt, thermospannungsarme Leitungen senken dir real nur 
den Offset ab und vermindern temperaturbedingte Abweichungen. Die siehst 
du aber nicht bei sehr kurzzeitigen Messungen.
Was du tun kanns, ist im Gerät die Mittlewertbildung und die 
Einstellungen zur Synchronisation mit der Netzfrequenz anzupassen.
dadurch wird die Messung zwar langsamer, aber Störungsgrössen werden 
teilweise herausgebügelt. Lese dazu das Handbuch.
Im Kopf habe ich noch die Taste NPLC, dann einen Faktor (50) und Enter.
Dasselbe mit der Taste RGNS.
Dann schau mal, was da heraus kommt, aber lüge dir dabei nicht selber in 
die Tasche mit der Interpretation der Messwerte. Bedenke dabei das 
beinhaltete Messunsicherheitsbudget.
Grüße Uwe

von Ulrich H. (lurchi)


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Den höherfrequenten Teil (z.B. über 1 Hz) des Rauschens kann man noch 
filtern. Drunter wird es aber zunehmend schwer. Es gibt aber auch noch 
einen Teil unter 0,1 Hz.

Einen deutlich Anteil am Rauschen unter 10 Hz kann man schon durch 
thermische Effekte haben. Werte bis 1 µV kommen da schon mal vor, wenn 
man nicht aufpasst.

von Anja (Gast)


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Thorsten schrieb:
> @Anja: Die Referenzen habe ich bei Farnell gekauft. Der Max hat rund 16€
> gekostet. Das ist gegenüber anderen SO-8 Referenzen ja ganz ordentlich.

Man kauft keine Referenzen im Plastik-Gehäuse.
Höchstens im Notfall im DIP8 Gehäuse. (Faktor 3 bessere Stabilität als 
SO)

SMD-Gehäuse haben relativ viel Einfluß von mechanischen Spannungen der 
Leiterplatte. (Also nicht dran biegen oder vibrieren lassen).

Joe F. schrieb:
> Guckst du Datenblatt!
> MAX6350: Very Low, 1.5μVp-p Noise (0.1Hz to 10Hz)
> LM399: RMS Noise typ 7, max 50uV

Muß man auch verstehen was da drin steht.
Bei 1000 PLC (0.05 Hz) Integrationszeit s.o. bleibt nur noch die 
thermische Drift übrig. Rauschen ist das nicht mehr.
Beim LM399 der RMS noise ist nur der Breitband-Noise. Der interessiert 
bei integrierenden Wandlern fast nicht. Der 1/f Noise ist beim LM399 typ 
4-5uVpp.
Beim MAX6350 hast Du den falschen Wert erwischt (den vom MAX6325). Der 
MAX6350 hat das Doppelte (also 3uVpp). Also wie fast allen buried zener 
Referenzen ca. 0.6ppm(p-p) der Ausgangsspannung.

Mit dem HP3458A (0.1uVeff Rauschen im 10V Bereich bei >= 100 NPLC) 
sollte man bei stabiler Temperatur des MAX so geschätzt besser als 0.3uV 
eff (Standardabweichung) oder 2uVpp messen.

Gruß Anja

von Thorsten (Gast)


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Anja schrieb:
> Man kauft keine Referenzen im Plastik-Gehäuse.
> Höchstens im Notfall im DIP8 Gehäuse. (Faktor 3 bessere Stabilität als
> SO)

Ok, dann werde ich mich mal nach einem Lieferanten für ein DIP8 
umschauen. Bei Farnell gab es nur die SO Version.

Anja schrieb:
> Mit dem HP3458A (0.1uVeff Rauschen im 10V Bereich bei >= 100 NPLC)
> sollte man bei stabiler Temperatur des MAX so geschätzt besser als 0.3uV
> eff (Standardabweichung) oder 2uVpp messen.

Das freut mich! Ich bin nun mit Deckel drüber usw. beim einem Wert von 
+/-1µV (also max 3µVpp). Dann klappt das so ja doch ganz gut.


Wie sieht sowas denn in einem Kalibrierlabor aus? Ich hätte gedacht, 
dass die da dann eine Quelle haben mit dem auch die letzte Stelle vom 
3458A stehenbleibt und zwar auch bei vollen 8,5 Stellen.


Ulrich H. schrieb:
> Den höherfrequenten Teil (z.B. über 1 Hz) des Rauschens kann man noch
> filtern. Drunter wird es aber zunehmend schwer. Es gibt aber auch noch
> einen Teil unter 0,1 Hz.

Wie macht man so ein Filter eigentlich? Wenn man mal 10Gig 
Eingangswiderstand beim 3458A annimmt, dann darf der Serienwiderstand 
zur Referenz ja schon keine 10Ohm mehr sein, weil man sonst bei 10V 
Eingang bereits die letzte Stelle des DMM um ein Digit verschiebt 
(10nV). Für ein einfaches RC Filter würde ein Kondensator bei diesem 
Widerstand ja gigantisch groß sein müssen.



Ziel dieser Bemühungen soll ein Transferstandard werden. Ich würde gerne 
eine kleine beheizte Kiste basteln mit einer ständig laufenden Referenz 
darin. Gegen diese Kiste würde ich gerne meine Multimeter checken (6,5 
Stellen max.). Ich werde immer mal wieder Zugang zu einem kalibrierten 
3458A haben, werde dieses aber nicht mitnehmen können. Darum die 
beheizte Kiste die ich dann ab und an zum 3458A tragen kann.
Mir gefiel der MAX6350 sehr gut, weil er zum einen 5V liefert die man 
auch mal an einen 24bit ADC hängen kann und man keine Beschaltung 
benötigt, die sich gleich auf die Drift niederschlägt. Ursprünglich 
hatte ich an eine LM399 Referenz für diesen Transferstandard gedacht, 
aber ich glaube hier kann ich durch einen falschen Aufbau mehr versauen 
als bei dem MAX. Oder ist auch das für einen ppm Laien in den Griff zu 
bekommen?

Viele Grüße
Thorsten

von Joe F. (easylife)


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Mal so aus Interesse: an was arbeitest du denn?
Ich bin in 99% der Fälle glücklich, wenn meine Messgeräte mir die 
Spannung auf 0.1V genau anzeigen.
Das reicht für meinen (praxisnahen) Tätigkeitsbereich aus (3.3V/5V 5% 
Bauteiltoleranzen).

von DirkF (Gast)


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>>Man kauft keine Referenzen im Plastik-Gehäuse.
>>Höchstens im Notfall im DIP8 Gehäuse. (Faktor 3 bessere Stabilität als
>>SO)
>>SMD-Gehäuse haben relativ viel Einfluß von mechanischen Spannungen der
>>Leiterplatte. (Also nicht dran biegen oder vibrieren lassen).

Wenn man einen Schlitz in der Leiterplatte um die Referenz fräst, 
sollten die Einflüsse vom verbiegen doch weg sein ?

von Anja (Gast)


Angehängte Dateien:

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Thorsten schrieb:
> Wie sieht sowas denn in einem Kalibrierlabor aus? Ich hätte gedacht,
> dass die da dann eine Quelle haben mit dem auch die letzte Stelle vom
> 3458A stehenbleibt und zwar auch bei vollen 8,5 Stellen.

Wovon träumst Du eigentlich? Wenn der Effektivwert des Eigenrauschens 
beim HP3458A mit >= 100 NPLC 0.1uV beträgt dann hast Du bei 
kurzgeschlossenem Eingang ca 0.6uVpp rauschen.

Mit den Statistik-Funktionen des HP kannst Du eine Reihenmessung 
triggern. (z.B. 16 oder 25 Messungen mit 100 NPLC). Damit hast Du dann 
den Mittelwert und die Standardabweichung. Mit einer stabilen Referenz 
außen angeschlossen (LTZ1000) ist die Standardabweichung dann meist 
0.1uV (manchmal auch bis zu 0.3uV).

Meßtechnik lebt also von "Wiederholungsmessungen".

Thorsten schrieb:
> Ziel dieser Bemühungen soll ein Transferstandard werden.
Da ist der MAX6350 (auch in DIP) der falsche Ansatz.
Bei mir driften 2 MAX6350 (DIP8) bei 50 Grad +/-0.2K beheizt gemessen 
nach 900 Tagen immer noch wie am ersten Tag.
Du kannst die also immer nur als Kurzzeitstandard verwenden.

Ich würde hermetisch dichte Referenzen verwenden.
Am einfachsten ist eine LM399. Wichtig ist eine stabilisierte Versorgung 
auch für die Heizung. Sowie eine gute thermische Verpackung (auch auf 
der Leiterplattenunterseite). Das Deckelchen ist zwar gut gemeint hilft 
aber wenig gegen Thermospannungen an den Füßen. 100nF parallel zur Zener 
und 100nF + ein kleiner Elko parallel zur Heizung setze ich voraus. Im 
einfachsten Fall reicht ein guter (0.1% Metallfilm) Widerstand für die 
1mA dann aus. Man kann natürlich auch eine Stromquelle mit OP-Amp 
aufbauen.

Nach einem halben Jahr haben sich die meisten LM399 dann auf deutlich 
weniger als die Drift im Datenblatt beruhigt. Mit etwas Glück nach einem 
Jahr dann unter 2 ppm/Jahr.
-> Immer gleich mindestens 3-4 Transferstandards aufbauen. Dann kannst 
Du nach einem Jahr selektieren.

Thorsten schrieb:
> Mir gefiel der MAX6350 sehr gut, weil er zum einen 5V liefert die man
> auch mal an einen 24bit ADC hängen kann und man keine Beschaltung
> benötigt, die sich gleich auf die Drift niederschlägt.
Für 24 Bit ADCs verwende ich bevorzugt auf Tempco selektierte und 
vorgealterte AD586LQ (Keramik-DIP). Bei 30 AD586 sind dann so 3-5 
brauchbare dabei. Das ganze dann noch temperaturkompensiert. Nach ein 
paar Jahren ist das ganze dann auch ausreichend stabil. (siehe 
Vergleichsdrift ADC13).

Gruß Anja

von Anja (Gast)


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DirkF schrieb:
> Wenn man einen Schlitz in der Leiterplatte um die Referenz fräst,
> sollten die Einflüsse vom verbiegen doch weg sein ?

Es wird besser. (beruhigt das Gewissen).
Die Feuchtigkeitsaufnahme der Leiterplatte und die daraus resultierende 
Drift von bis zu 0.5ppm/% rH ist erst mit einer Zeitkonstanten von 
mehreren Tagen sichtbar. Und bleibt auch mit Schlitz erhalten.

Weg (weniger als 1ppm) sind die Einflüsse nur wenn man die Referenzen 
nur am Massepin einlötet und die übrigen Pins mit Fädeldraht verdrahtet.
(geht natürlich mit SO-8 weniger gut).

Oder man verwendet Referenzen die von Haus aus gegen 
Leiterplattenspannungen unempfindlicher sind. (Metallgehäuse). Dafür hat 
man aber wieder höhere Thermospannungen da die Anschlüsse aus Kovar 
sind.

Gruß Anja

von DirkF (Gast)


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>Die Feuchtigkeitsaufnahme der Leiterplatte und die daraus resultierende
>Drift von bis zu 0.5ppm/% rH ist erst mit einer Zeitkonstanten von
>mehreren Tagen sichtbar. Und bleibt auch mit Schlitz erhalten.

Hallo Anja,
mach es Sinn, bei einer ausfefrästen Referenz diese komplett mit z.B. 
Urethan71 oder Plastik zu lackieren, um die Einflüsse der Feuchtigkeit 
weg zu bekommen ?

LG Dirk

von Andrew T. (marsufant)


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Thorsten schrieb:
> Wie sieht sowas denn in einem Kalibrierlabor aus? Ich hätte gedacht,
> dass die da dann eine Quelle haben mit dem auch die letzte Stelle vom
> 3458A stehenbleibt und zwar auch bei vollen 8,5 Stellen.

..mit dem auch??

Ich war zwar seit längerer Zeit nicht mehr im Kalibrierlabor von 
HP/Agilent/jetzt_Keysight. Es ist daher nicht auszuschließen dass sie 
dort inzwischen eine Quelle haben die 8.5 Digit stabil ist .-)

Jedoch sagt schon das Datenblatt des HP3458, dass das HP3458 eben nicht 
in der "8,5"-Stelle bombenfest steht.

Halt, tut es doch: Wenn man HOLD drückt .-)

scnr.

von Andrew T. (marsufant)


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DirkF schrieb:
> Hallo Anja,
> mach es Sinn, bei einer ausfefrästen Referenz diese komplett mit z.B.
> Urethan71 oder Plastik zu lackieren, um die Einflüsse der Feuchtigkeit
> weg zu bekommen ?

Nach meiner Erfahrung: nein. Es reduziert lediglich den 
Feuchtigkeitseinfluß.
Total weg bekommst Du ihn nicht.


Vielleicht hat Anja dazu andere Ergebnisse. In jedem Fall ist ein 
durchdachter Gehäuse- und Platinenaufbau sehr wichtig. Aber ich denke, 
das weiß jeder der mit dieser Materie mal länger ernsthaft arbeiten 
durfte.

von Stefan1234 (Gast)


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Hi!

Bleiben die letzten Stellen stehen, wenn du einen Widerstand ausmisst? 
Durch diesen Test kannst du das HP3458A testen.

Vor einiger Zeit habe ich einen Widerstand gemessen (etwa 1K). Die 
letzten Stellen haben nicht gewackelt sondern sind gedriftet.

von Henrik V. (henrik_v)


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Stefan1234 schrieb:
> Hi!
>
> Bleiben die letzten Stellen stehen, wenn du einen Widerstand ausmisst?
> Durch diesen Test kannst du das HP3458A testen.
>
> Vor einiger Zeit habe ich einen Widerstand gemessen (etwa 1K). Die
> letzten Stellen haben nicht gewackelt sondern sind gedriftet.

Temperaturdrift des Widerstandes? Eigenerwärmung?

von Erich (Gast)


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Es liegt in der Art jedes Meßgeräts und Digitalanzeige, daß sich die 
letzte Stelle ändern MUSS wenn die Messung läuft und der Wert der 
gedachten nächsten nicht mehr vorhandenen Ziffer um die "5" liegt.
Nennt sich Rundung.

Gruss

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Der Zeiger eines Analoggeräts steht ja auch nicht still. Er steht aber 
vielleicht still genug, dass man es mit bloßem Auge nicht sieht... ;-)

von Thorsten (Gast)


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@Erich: Es ging hier ja nicht um +/- 1Digit sondern um die kompletten 
beiden letzten Stellen (wobei das Multimeter hier sogar nur im 7,5 
Stellen Betrieb war).

Anja schrieb:
> Nach einem halben Jahr haben sich die meisten LM399 dann auf deutlich
> weniger als die Drift im Datenblatt beruhigt. Mit etwas Glück nach einem
> Jahr dann unter 2 ppm/Jahr.
> -> Immer gleich mindestens 3-4 Transferstandards aufbauen. Dann kannst
> Du nach einem Jahr selektieren.

Ok, dann werde ich doch die LM399 verfolgen. Eine LT1000 halte ich für 
zu Anspruchsvoll zur Zeit für mich. Damit bin ich am Ende wahrscheinlich 
durch das drumrum von mir schlechter als mit 399.

Ist es sinnvoll die LM399 in eine Box zu packen die man dann komplett 
beheizt? (Etwas unter dem was die Lm399 macht). Und ist es sinnvoll zu 
versuchen diese Box hermetisch dicht zu machen und etwas Silicagel mit 
hereinzupacken?

Du hast oben nach der Quelle der Referenzen gefragt: Ich habe meine 
Lm399 von eBay. Ist es ggf. sinnvoll sicher lieber noch mal welche von 
Farnell oder so zu besorgen, die dann ganz sicher von LT sind?


Bei einem Kurzschluss (1mm versilberter Kupferdraht angeschraubt) 
wackelt das 3458A übrigens im 10V Bereich mit dem letzten Digit 
(7.5Stellen) um +/-1. Das DMM ist also ruhig.


Viele Grüße
Philipp

von thomas s (Gast)


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Es  wäre ein Ansatz, sich zehn LM399 zu besorgen, die in eine kleine 
Kiste zu packen, Isoliermaterial drum basteln, so dass sich mindestens 
40°...60°C einstellen, sie für zwei Monate ohne Unterlass zu bestromen 
und sie 1* pro Woche zu messen. Dann weißt du mehr.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Thorsten schrieb:
> Ist es sinnvoll die LM399 in eine Box zu packen die man dann komplett
> beheizt? (Etwas unter dem was die Lm399 macht). Und ist es sinnvoll zu
> versuchen diese Box hermetisch dicht zu machen und etwas Silicagel mit
> hereinzupacken?

Bei Frequenzreferenzen gibt es auch welche mit zwei hermetischen Öfen 
ineinander (Stichwort DOCXO). Dabei beheizt dann ein Regler den äußeren 
Ofen und damit auch die Referenz für die Temperatur des inneren Ofens. 
Ich weiß nicht, ob es auch "Dreifachöfen" gibt.

OTOH sind Frequenzreferenzen genauer (absolut, Drift) als 
Spannungsreferenzen.

von Philipp (Gast)


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Ja so einen DOCXO habe ich auch. Daher die Idee das komplett dicht zu 
machen.

Wir werden wohl mal einige LM399 besorgen und ein wenig probieren.

Vielen Dank erstmal für die Infos
Thorsten & Philipp

von Anja (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> Vielleicht hat Anja dazu andere Ergebnisse.
Habe ich keine.
Warum soll eine dünne Schicht Lack besser sein als 1,6 mm Epoxy?

Thorsten schrieb:
> Ok, dann werde ich doch die LM399 verfolgen. Eine LT1000 halte ich für
> zu Anspruchsvoll zur Zeit für mich. Damit bin ich am Ende wahrscheinlich
> durch das drumrum von mir schlechter als mit 399.
Eine LM399 ist auch viel robuster und viel einfacher gegen EMV 
abzuhärten.

Bei einem Kurzschluß an der LTZ1000 gegen Masse (z.B. auch beim Aufladen 
eines Kondensators) geht der Setpoint für die Temperatur sofort auf 
unendlich. Danach dauert es Wochen bis die LTZ1000 sich wieder beruhigt 
hat.
Den Pull-up widerstand der LM399 kratzt das überhaupt nicht.
Bis Du die Widerstände für die LTZ1000 (12-14 Wochen Lieferzeit) 
bekommst hast Du die LM399 schon längst vorgealtert.

Thorsten schrieb:
> Ist es sinnvoll die LM399 in eine Box zu packen die man dann komplett
> beheizt? (Etwas unter dem was die Lm399 macht). Und ist es sinnvoll zu
> versuchen diese Box hermetisch dicht zu machen und etwas Silicagel mit
> hereinzupacken?
Hermetisch dicht und Silicagel (speichert und stabilisiert die 
Feuchtigkeit) schließen sich schon mal aus.
Die LM399 ist schon hermetisch dicht. Und auch relativ gut von der 
Leiterplatte entkoppelt.

Ich würde alles tun um die Lötstellen alle auf gleicher Temperatur zu 
halten. -> thermische Isolation der Referenz und der Lötstellen.
Die Beinchen würde ich so lang wie möglich lassen (Temperaturgradient 
entlang der Anschlüsse und nicht an den Lötstellen).
Extremsportler packen die LM399 dann noch in ein DEWAR-Gefäß 
(Thermosbehälter).
Je geringer der Heizstrom um so besser die Stabilität.
-> eine höhere Versorgungsspannung ist vorteilhaft.
In der Praxis reicht >=14V und gut stabilisiert.

Ob sich eine zusätzliche Heizung lohnt mußt Du selbst ausprobieren.
Wenn Du es übertreibst und die Regelung der LM399 aussetzt wird es 
schlagartig schlechter.
Ich habe ohne Zusatzheizung bei 10-40 Grad Umgebungstemperatur etwa 2ppm 
Änderung. Das reicht mir.

Thorsten schrieb:
> Ist es ggf. sinnvoll sicher lieber noch mal welche von
> Farnell oder so zu besorgen, die dann ganz sicher von LT sind?
Wenn Du genügend hast kannst Du ja selektieren.
Du solltest mindestens 4 Referenzen am Anfang ins Rennen schicken.

thomas s schrieb:
> sie für zwei Monate ohne Unterlass zu bestromen
> und sie 1* pro Woche zu messen. Dann weißt du mehr.
Eher ein halbes Jahr und mindestens 1* am Tag möglichst automatisch mit 
einem Multiplexer.
Man kann übrigens auch die Differenzen der Referenzen mit höherer 
Auflösung messen.

Gruß Anja

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Apropos, wo hier gerade alle versammelt sind eine schnelle Frage 
zwischendurch: DOCXO (MV-89) extra isolieren (Keramikwolle, da hier und 
brandhemmend) oder "nur so" in ein geschlossenes Metallgehäuse mit 
minimaler Wärmebrücke?

von thomas s (Gast)


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Anja: Nach einigen Wochen trennt sich die Spreu vom Weizen. Dann kann 
man immer noch genauer hingucken. Ich schreibe das aus leidvoller, 
praktischer Erfahrung. Und dann griff ich doch auf LTZ1000 zurück...

von Anja (Gast)


Angehängte Dateien:

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Marian B. schrieb:
> oder "nur so" in ein geschlossenes Metallgehäuse mit
> minimaler Wärmebrücke?
Eher nicht. Ich würde das Gehäuse mit Watte, oder geschäumter Folie oder 
Styropor auffüllen sonst entsteht innen wieder eine Luftzirkulation.

thomas s schrieb:
> Ich schreibe das aus leidvoller,
> praktischer Erfahrung. Und dann griff ich doch auf LTZ1000 zurück...

Messwerte?

Eine (selektierte) LM399 die für 7,5 stellige Multimeter ausreicht 
(Keithley 2010) sollte als Transferstandard für das 6,5 stellige 
Multimeter des TO reichen. Die LTZ1000 ist als Transferstandard quasi 
nur mit Ausgangspuffer in der Praxis verwendbar. Der hat jedoch 
zusätzliche Driften die den eigentlichen Vorteil (Faktor 3-4 geringeres 
Rauschen und geringere Langzeitdrift) wieder reduzieren.

Anbei Tempco der LM399#2 gemessen als Differenzspannung (168mV) gegen 
LM399#1. Grün die Umgebungstemperatur (außerhalb Gehäuse). Blau die 
Temperatur innerhalb Gehäuse. Gelb die vom Meßgerät (24Bit ADC mit 
damals noch sehr üblem Rauschen). Insgesamt etwas mehr als 1ppm (9uV) 
Drift über 8-45 Grad Umgebung.

Gruß Anja

von thomas s (Gast)


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Habe ich mittlerweile alles in die Tonne getreten. Das war als Backup 
für das so langsam altersschwache (Die Akkuüberwachung, oh Graus) Datron 
4910 gedacht, jedoch mit zusätzlichen Ausgangsspannungen zur Überprüfung 
(Zwischenprüfung) des 100 mV-Bereichs von DMM. Hat sich aber durch die 
Anschaffung eines Fluke 8508 und den Bau eines Multimeter-Prüfgeräts 
weitestgehend erledigt. Da unsere Kunden kaum noch Spannungsnormale 
beibringen, ist das Thema auch von der Seite her durch. Eigentlich kann 
ich auch das Datron 4910 entsorgen - bringe es aber nicht übers Herz. 
Merkwürdig. Vielleicht darf es eines Tages bei mir Zuhause wohnen.

von wartemal (Gast)


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Ich hoffe ihr seid alle mittels Erdungsband mit unserer Erde verbunden!
Gefehlt in dieser Hyperszene fehlte noch der Versuch im Vakuum um 
Luftzirkulation zu vermeiden;-)
Mann,jetzt wackeln nur noch die Enten am Teich.

von Harald W. (wilhelms)


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wartemal schrieb:

> Gefehlt in dieser Hyperszene fehlte noch der Versuch im Vakuum um
> Luftzirkulation zu vermeiden;-)

In der Präzisionsmesstechnik wird so manches gemacht,
was einem Laien als überflüssig erscheint. Ein Vacuum
ist ja niemals ideal. Bei unserer Hochvacuumanlage wurde
sozusagen nicht nur gezählt, wieviel Moleküle noch im
Probenraum vorhanden sind, sondern auch noch, was für
Moleküle es sind. Besonders schwer abzupumpen ist Wasser.
Gruss
Harald

von Ulrich H. (lurchi)


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Vakuum ist auch nicht so ganz einfach: gerade Kunststoffe geben noch 
relativ lange Gase ab, so dass man dann die ganze Zeit eine Pumpe laufen 
haben muss, denn Speichern kann man Vakuum nicht gut. Die Pumpe ist auch 
immer ein möglicher Störenfried, etwa über Vibrationen oder magnetische 
Felder. Wenn es irgend geht wird man darauf verzichten. Einzelne Teile 
gibt es ggf. im Evakuierten Metall oder Glas-gehäuse - aber auch da gibt 
es ggf. Drift weil das Vakuum nachlässt.

Wasser in nicht so großen Mengen (d.h. weniger als etwa 1 mbar) lässt 
sich dabei noch relativ gut abpumpen, es ist halt eines der Gase das man 
noch relativ lange nachkommt. Je nach Pumpe schwer abzupumpen sind eher 
Helium oder Wasserstoff.

von thomas s (Gast)


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wartemal schrieb:
> Gefehlt in dieser Hyperszene fehlte noch der Versuch im Vakuum um
> Luftzirkulation zu vermeiden;-)

Vakuum happich auch :-)

Wenn du schön brav bist, bringe ich dir mal zehn Liter mit.

von Harald W. (wilhelms)


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Ulrich H. schrieb:

Ist zwar ziemlich OT:

> Vakuum ist auch nicht so ganz einfach: gerade Kunststoffe geben noch
> relativ lange Gase ab,

Zumindest im Höchstvacuumbereich sollte man Kunststoffe eigentlich
garnicht verwenden.

> so dass man dann die ganze Zeit eine Pumpe laufen haben muss,

Zum Glück gibts Nichtmechanische Pumpen wie Ionengetter-
und ähnliche Pumpen. :-)

> Wasser in nicht so großen Mengen (d.h. weniger als etwa 1 mbar) lässt
> sich dabei noch relativ gut abpumpen,

Bei uns ging es um die Grössenordnung 10 * E-11 mbar.
Gruss
Harald

von Arc N. (arc)


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wartemal schrieb:
> Ich hoffe ihr seid alle mittels Erdungsband mit unserer Erde verbunden!
> Gefehlt in dieser Hyperszene fehlte noch der Versuch im Vakuum um
> Luftzirkulation zu vermeiden;-)
> Mann,jetzt wackeln nur noch die Enten am Teich.

Kovar (Eisen/Nickel/Kobalt-Legierung), dass Zeug aus dem die Beinchen 
z.B. der LTZ sind, hat gegen Kupfer etwa 40 uV/°C, Kupfer gegen 
bleihaltiges Lötzinn dagegen nur 1-3 uV/°C, Kupfer gegen Kupfer-Oxid bis 
zu 1 mV/°C

von wartemal (Gast)


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Das klingt langsam so wie Jaegerlatein.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Tut mir leid, wenn ich den Thread ein wenig missbrauche, aber es ist ja 
eh eine lockere Diskussion über Präzisionselektronik geworden ... :D


Was sind eigentlich diese kleinen "Lötzinntöpfe", wo mehrere Beinchen 
von anliegenden Bauelementen reingehen? Dient das auch dazu thermischen 
Drift zu verringern?

von Pumuckl (Gast)


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Thorsten schrieb:
> Eine LT1000 halte ich für
> zu Anspruchsvoll zur Zeit für mich.

Anja schrieb:
> Den Pull-up widerstand der LM399 kratzt das überhaupt nicht.
> Bis Du die Widerstände für die LTZ1000 (12-14 Wochen Lieferzeit)
> bekommst hast Du die LM399 schon längst vorgealtert.

Bei ebay & Co werden doch immer wieder mal die Referenz-Boards aus 
geschlachteten 3458A-Multimetern angeboten, z.B.

http://www.ebay.de/itm/Agilent-Keysight-HP-3458A-Std-Ref-Board-NIST-certified-/310249132548

(Okay, schlechtes Beispiel da zu teuer...)

Wäre sowas nicht ein verhältnismäßig einfacher Einstieg in die Welt der 
LTZ1000/LTZ1000A?

von Harald W. (wilhelms)


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Pumuckl schrieb:

> (Okay, schlechtes Beispiel da zu teuer...)

Vor allen die Versandkosten!

von Christian L. (cyan)


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Marian B. schrieb:
> Was sind eigentlich diese kleinen "Lötzinntöpfe", wo mehrere Beinchen
> von anliegenden Bauelementen reingehen? Dient das auch dazu thermischen
> Drift zu verringern?

Welche meinst du? Etwa diese hier:
http://www.eevblog.com/2013/01/01/eevblog-406-keithley-480-picoammeter-teardown-calibration/
ab 27er Minute.
Wenn ja - das sind Teflon Isolatoren und dienen primär dazu den 
Leckstrom, welcher sonst durch den endlichen Widerstand der Platine 
erzeugt würde, zu verringern.



Mal eine Frage an die, die sich schon intensiver mit dem LM399 
beschäftigt haben:
Gibt es beim Temperaturkoeffizienten der Referenz auch eine Abhängigkeit 
vom Strom durch die Diode? Bei ungeheizten Referenzen, wie der 1N829A 
gibt es ja einen spezifischen Punkt, an dem der Temperatturkoeffizient 
nahezu verschwindet. Deshalb wurden häufig Referenz und Vorwiderstand 
passend zueinander selektiert. Gibt es das Verhalten auch bei der LM399 
oder ist der Temperaturkoeffizient über den gesamten Bereich konstant?

: Bearbeitet durch User
von Anja (Gast)


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Christian L. schrieb:
> Gibt es beim Temperaturkoeffizienten der Referenz auch eine Abhängigkeit
> vom Strom durch die Diode?

Nein gibt es nicht bei der LM399. Die "Diode" ist ja eher ein 
Shunt-Regler. (Siehe Diagramm im Datenblatt).
Überflüssiger Strom wird an der eigentlichen Referenz vorbeigeleitet.
-> 1 mA ist für optimale Dauerstabilität.
Es nützt auch nichts den Strom zu erhöhen. Das Rauschen wird bei der 
LM399 durch höheren Strom nicht geringer.

Es gibt aber einen gewissen Zusammenhang zwischen Zener-Spannung und 
Temperaturdrift zwischen beheizter (85 Grad) und unbeheizter 
(Raumtemperatur) Referenz. Da scheint es einen "sweet spot" zu geben.

Gruß Anja

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Christian L. schrieb:
> Marian B. schrieb:
>> Was sind eigentlich diese kleinen "Lötzinntöpfe", wo mehrere Beinchen
>> von anliegenden Bauelementen reingehen? Dient das auch dazu thermischen
>> Drift zu verringern?
>
> Welche meinst du? Etwa diese hier:
> 
http://www.eevblog.com/2013/01/01/eevblog-406-keithley-480-picoammeter-teardown-calibration/
> ab 27er Minute.
> Wenn ja - das sind Teflon Isolatoren und dienen primär dazu den
> Leckstrom, welcher sonst durch den endlichen Widerstand der Platine
> erzeugt würde, zu verringern.

Ah, genau sowas. Danke!

Davon sind z.B. mehrere in dem Sweep-Generator meines 3581A zu finden. 
Iirc war an einem auch ein riesiger (geschätzt 15×50 mm) Kondensator 
dran. Das wird dann wohl der Integrationskondensator sein, bestimmt 
Polystyrol, passt also hervorragend...

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Christian L. schrieb:
> Bei ungeheizten Referenzen, wie der 1N829A
> gibt es ja einen spezifischen Punkt, an dem der Temperatturkoeffizient
> nahezu verschwindet.

Ich glaube(!) das war bei diesen Dioden deshalb, weil eine normale 
Si-Diode in Reihe war. Bei diesem Strom heben sich dann Tempco vom Zener 
und den PN-Übergang genau auf.

von Philipp (Gast)


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Ach, dann funktioniert es im Datron 1071 auch über genau den richtigen 
Strom? Dort ist ja trotz 7,5 Digits auch nichts geheizt.

von Anja (Gast)


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Pumuckl schrieb:
> Wäre sowas nicht ein verhältnismäßig einfacher Einstieg in die Welt der
> LTZ1000/LTZ1000A?

Wenn Du die passende Stromversorgung (Trafo mit Schirmwicklung) und das 
doppelt geschirmte Gehäuse gleich mitbestellst. (Heißt dann: HP3458A)

Das Datron-Board (4910) ist deutlich besser gegen Umwelteinflüsse 
abgehärtet.
(und hat auch die besseren Widerstände sowie das bessere Gehäuse beim 
LT1013).

Ansonsten: die Referenz im HP3458A ist für Industrie-Einsatz mit 
Temperaturen bis 60 Grad Umgebungstemperatur entwickelt worden. Nicht so 
sehr als langzeitstabiles Transfernormal. Dort würde man den Sollwert 
der Temperaturregelung deutlich niedriger dimensionieren.

Gruß Anja

von Christian L. (cyan)


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Anja schrieb:
> Nein gibt es nicht bei der LM399. Die "Diode" ist ja eher ein
> Shunt-Regler. (Siehe Diagramm im Datenblatt).
> Überflüssiger Strom wird an der eigentlichen Referenz vorbeigeleitet.

Danke. Ich dachte nur, dass die Umleitung ja auch nicht ideal ist und 
sich so vielleicht in einem deiner Tests ein optimaler Punkt ergab.

Marian B. schrieb:
> Ich glaube(!) das war bei diesen Dioden deshalb, weil eine normale
> Si-Diode in Reihe war. Bei diesem Strom heben sich dann Tempco vom Zener
> und den PN-Übergang genau auf.

So kenne ich es auch.

von Pumuckl (Gast)


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Anja schrieb:
> Wenn Du die passende Stromversorgung (Trafo mit Schirmwicklung) und das
> doppelt geschirmte Gehäuse gleich mitbestellst. (Heißt dann: HP3458A)

Jain - das Problem mit der geeigneten Stromversorgung und dem passenden 
"Gehäuse" hat man bei allen anderen Referenzen genauso...

von Thorsten (Gast)


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Mir ist noch nicht ganz klar, wie wir die verschiedenen LM399 beurteilen 
sollen, wenn wir davon einige aufgebaut haben.

Klar ginge das mit dem 3458A, aber das steht nicht jede Woche zur 
Verfügung. Und unsere anderen Multimeter laufen (bis auf das 1071) ja 
auch nur mit einer LM399 (34401A und 3478A).

Reicht es eigentlich die Heizungen der LM399 alle gemeinsam zu bestromen 
oder sollten die Referenzen möglichst exakt in dem Aufbau laufen wie sie 
dann auch genutzt werden würde?

Und was ist von einem Präzisionssockel zu halten? So erspart man der 
Referenz ja auch das Löten.

Viele Grüße
Thorsten

von 🍅🍅 🍅. (tomate)


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>Bei ebay* & Co werden doch immer wieder mal die Referenz-Boards aus
>geschlachteten 3458A-Multimetern angeboten

Welcher Vollidiot schlachtet eigentlich derart viele HP-3458As? Man 
verdient zwar 400$ pro Board, ein funtionierendes 3458A bringt doch eher 
3000$ aufwärts. Somit ist das doch voll das Loosergeschäft oder hat das 
3458A irgendwelche Teile, die gerne kaputtgehen??

von Anja (Gast)


Angehängte Dateien:

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Thorsten schrieb:
> Und unsere anderen Multimeter laufen (bis auf das 1071) ja
> auch nur mit einer LM399 (34401A und 3478A).
Die sind hoffentlich gut abgehangen.

Lass Dir halt was einfallen. (Differenzmessung gegen "Mittelwert" oder 
so).

Thorsten schrieb:
> Reicht es eigentlich die Heizungen der LM399 alle gemeinsam zu bestromen
Du willst doch nicht nur die Heizung altern sondern auch die Zenerdiode?

Thorsten schrieb:
> Und was ist von einem Präzisionssockel zu halten? So erspart man der
> Referenz ja auch das Löten.
Beim Sockeln hast Du zusätzliche Unsicherheiten.
Siehe LM399 #3. Am Tag 224 habe ich dann die LM399 direkt eingelötet.

Rote Tomate schrieb:
> Welcher Vollidiot schlachtet eigentlich derart viele HP-3458As?
Ist Dir vielleicht schon der Gedanke gekommen daß beim Altern und 
Selektieren der Referenzboards jede Menge Ausschuß entsteht den man noch 
gewinnbringend an unwissende Käufer bringen kann?

Gruß Anja

von Dirk F (Gast)


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Hallo,
hier wird ja der LMM399 favorisiert.
Der im Datenblatt angegeben OP Lt1001  ist aber sehr schwer zu bekommen.
Welchen OP (ab besten 4-fach OP)  würdet ihr stattdessen empfehlen ?
Gruß Dirk

von thomas s (Gast)


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OPA277, aber nicht als 4-fach.

von Anja (Gast)


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Dirk F schrieb:
> Der im Datenblatt angegeben OP Lt1001  ist aber sehr schwer zu bekommen.

Wo kaufst Du denn ein in der Apotheke?

Reichelt 2,40 Eur.

Alternative wäre z.B. ein LTC2057 (allerdings nicht als 4-fach).
Ich würde aber sowieso alles einzeln aufbauen.
Ansonsten mußt Du differentiell messen (wegen Masseversatz).

Gruß Anja

von dirkf (Gast)


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>OPA277, aber nicht als 4-fach.

Habe den 4-fach OPA4277UA bei RS gefunden.
Bei Reichelt gibts leider nur die DIP Version vom Lt1001, nicht in SMD.

>Ansonsten mußt Du differentiell messen (wegen Masseversatz).
Versteh ich nicht.
Beim 4-fach OP: 1 OP für die Referenz, 2 OPs für andere Aufgaben (Strom 
u. Spannungsregelung eines Netzgerätes).
Warum dann einzeln aufbauen ?

Gruss Dirk

von thomas s (Gast)


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Ganz einfach aus thermischen Gründen. Wenn 4 OPs in einer Packung sind 
und die nicht symmetrisch belastet sind (mit Verlustleistung), führt das 
zu Drift. Und ein Dil-Gehäuse ist besser als SMD, federt mechanische 
Beanspruchung ab, welche zum Stress des Chips führt: Drift. Noch besser 
sind die guten alten Metallgehäuse.

von Armin X. (werweiswas)


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Dirk F schrieb:
> Hallo,
> hier wird ja der LMM399 favorisiert.
> Der im Datenblatt angegeben OP Lt1001  ist aber sehr schwer zu bekommen.
> Welchen OP (ab besten 4-fach OP)  würdet ihr stattdessen empfehlen ?
> Gruß Dirk

In den älteren 3478A war sogar nur ein OP07 als Buffer dran.

www

von Dirk S. (Firma: Messtechnik Mittelstand) (schabadu)


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N'abend,
lese hier schon ein paar Jahre mit. Und nun habe ich auch mal ne Frage.

Baue gerade eine kleine Ref. für das Heimlabor.
- 4x LM399 in kleiner Edelstahlkanne die ihrerseits noch in Schaum liegt
Um thermale Konvektionsströme und Feuchtigkeit zu minimieren wollte ich 
die Luft, so weit mir möglich (ca. 0,1 Bar), entfernen.
Gibt es da Erfahrungen in wie weit das Sinn macht?
Wie empfindlich ist die 399 eigentlich gegen Erschütterungen und 
Vibrationen?

Ach ja...erster Beitrag hier im Forum.
Bin der Dirk...alt genug...viele Jahre Erfahrungen im 
Extrembasteln...und auch beruflich voll in der Materie.

schönen Abend noch
Schabadu

von Anja (Gast)


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Dirk S. schrieb:
> Wie empfindlich ist die 399 eigentlich gegen Erschütterungen und
> Vibrationen?

Zumindest ist die Ausgangsspannung Lageabhängig.
(Rechts links über Kopf usw.)
Über Kopf ist der Heizstrom am geringsten.
Thermische Isolation hilft.

Dirk S. schrieb:
> Gibt es da Erfahrungen in wie weit das Sinn macht?
Die Heizungsregelung sollte allerdings noch bei maximaler 
Umgebungstemperatur aktiv sein.

Gruß Anja

von Andrew T. (marsufant)


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Dirk S. schrieb:
> Um thermale Konvektionsströme und Feuchtigkeit zu minimieren wollte ich
> die Luft, so weit mir möglich (ca. 0,1 Bar), entfernen.
> Gibt es da Erfahrungen in wie weit das Sinn macht?

Grobvakkum ist da nicht nötig. Wenn Du Feuchtigkeit befürchtest: SiCa 
Gel Packreicht für Jahre .-)


> Wie empfindlich ist die 399 eigentlich gegen Erschütterungen und
> Vibrationen?

Wie Anja schon schreibt, die Lage der Referenz im Raum ist "spürbar". 
Somit solltest Du das  in bestmögliher Lage planene, und das Gehäuse 
gegen Erschütterung entkoppeln.

Sowas reicht für eine "normale" Laborumgebung schon ziemlich weit .-)

von Dirk S. (Firma: Messtechnik Mittelstand) (schabadu)


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Danke erst mal für die Antworten.

Werde meine Konstruktion also wie geplant durchziehen, und wenn es 
soweit ist ein paar Bilder hier reinstellen.
Und natürlich von meinen Langzeiterfahrungen berichten...so es welche 
gibt.

schönen Abend
Schabadu

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