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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rauscharmer präziser 5V Festspannungsregler


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Autor: DirkF (Gast)
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Hallo zusammen,
aus einer 12 V Spannung von einem Schaltnetzteil möchte ich eine 5V 
Versorgungsspannung (nicht Referenz) für einen 24 Bit ADC generieren.
Gibt es eine bessere Wahl als einen normalen 7805 ?
LG  Dirk

Autor: Icke (Gast)
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Da wirst du mit einfachen Reglern a la 7805 nicht viel Freude haben. 
Stichwort PSRR (Power Supply Rejection Ratio), was sehr frequenzabhängig 
ist. Je nach Schaltregler hat man schnell mal einige Hundert kHz, die 
kaum gedämpft selbst durch LDOs knallen.
24bit ADC?
Na dann...

Autor: DirkF (Gast)
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Hallo Icke,
also bisher mache ich das so:
+12V vom Industrie Netzteil----EMV Filter 
(Ferit-C-Ferit)--Tantal47uF--7805

Läuft eigentlich recht gut.
Bin jetzt dabei, alles auf SMD umzustellen ud wollte direkt noch etwas 
optimieren.....
Vorschlag zum Spannungsregler ?

Autor: Tom K. (ez81)
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Der LT1763-5 ist ziemlich rauscharm.

Autor: Icke (Gast)
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Bei 12V auf 5V Wandlung werden 7V verheizt, wofür man praktisch jeden 
5V-Reglertyp verwenden kann, sogar einen diskret aufgebauten. Problem 
ist wie erwähnt der Wert für PSRR, der bei moderneren Reglern im 
Datenblatt angegeben wird und für die Schaltfrequenz des vorhergehenden 
Schaltreglers betrachtet werden sollte. Bei 24bit ADCs spielen aber auch 
die Langzeitstabilität und Drift eine große Rolle, die ein 7805 nicht 
wirklich befriedigen kann.
Für eine konkrete Empfehlung wäre außerdem der Strom auf der 5V-Leitung 
interessant.

Autor: Icke (Gast)
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LT1763... Schau dir mal die Input Ripple Rejection an. Bei 200kHz sind 
da gerade 30dB zu erwarten...

Autor: Alexander S. (alesi)
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DirkF schrieb:
> Vorschlag zum Spannungsregler ?

Das Probekapitel zur noch nicht erschienenen 3. Auflage von
"The Art of Electronics" von Horowitz und Hill handelt von
Spannungsreglern. Auf S. 605, Tabelle 9-2 gibt es eine
Liste mit Spannungsreglern vom Typ LM317 und ab S. 614, Tabelle 9-3
eine Liste mit Low-dropout Linearreglern. Dazu gibt es jede Menge
weitere Informationen.

(Die Seitenzahlen beziehen sich auf die "echten" Seitenzahlen des 
Buches).

Direkter Link auf pdf:
https://www.dropbox.com/s/r8gu22ficfac3pz/AoE-III_ch-9_109pgs.pdf

Link bei Cambridge University Press (erfordert Anmeldung)
http://www.cambridge.org/us/academic/textbooks/art-electronics

Autor: wartemal (Gast)
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24Bit? Nur etwas mehr als die Hälfte wird nützlich sein..wie üblich.

Oder man 'glaubt' eben ..

Autor: Toxic (Gast)
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Autor: Thomas O. (kosmos)
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suche mal nach (ultra) low noise Voltage regulator.

Autor: Florian R. (Firma: TU Wien) (frist)
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Hi,
ich hab zu ähnlichem Zweck neulich einen ADM7150 besorgt. Der erste 
Testaufbau sieht vielversprechend aus, wobei ich allerdings zugeben muss 
im Moment nicht wirklich irgendwas brauchbares Messen zu können, aber 
die Tage werd' ich mir einen passenden Verstärker ausleihen.

Hauptargument für den ADM7150 war übrigens die Größe (3x3mm, gibt aber 
auch eine Version mit SOIC8 Gehäuse) und die Tatsache das man ihn mit 
Keramikkondensatoren aufbauen kann, jedenfalls mit machen und das 
Datenblatt macht dazu recht genau und hilfreiche Angaben, Layout 
Beispiel gibts auch. Bloß messen ob er so gut ist wie er soll ist nicht 
direkt einfach.

Von Analog gibts übrigens noch einen PDF mit einer Übersicht über ihre 
ultra low noise regulator: 
http://www.analog.com/media/en/news-marketing-collateral/product-highlight/Low_Dropout_Regulators.pdf 
Und ein Designtool gibts auch.

Grüße
Flo

Autor: bedenke (Gast)
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wartemal schrieb:
> 24Bit? Nur etwas mehr als die Hälfte wird nützlich sein..wie üblich.

Solange es die untere ist, ist doch alles in Ordnung. Das kann Aufwand 
beim Frontend sparen ;-)

Autor: ElektroNick (Gast)
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DirkF schrieb:
> Gibt es eine bessere Wahl als einen normalen 7805 ?


Ein LD2980-5 (gibt's als SOT89 und SOT23), wenn dir 50mA reichen.

lg, Nick

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Icke schrieb:
> Bei 24bit ADCs spielen aber auch
> die Langzeitstabilität und Drift eine große Rolle, die ein 7805 nicht
> wirklich befriedigen kann.

Aber nicht die Langzeitstabilität und Drift der Versorgungsspannung. 
Hast du die originale Frage überhaupt gelesen? Und auch was Ripple und 
Rauschen auf der Versorgungsspannung angeht: ich würde davon ausgehen, 
daß auch ein hochauflösender ADC da eher moderate Ansprüche hat.
Genauer gesagt würde ich erst mal ins Datenblatt des ADC schauen, was 
der Hersteller da bezüglich Betriebsspannung fordert. Und erst danach 
basierend auf diesen Forderungen das Netzteil designen.

Es ist ohnehin viel wahrscheinlicher, daß EMI aus dem Schaltnetzteil 
oder der Dreck auf der Versorgung der analogen Komponenten vor dem ADC 
Probleme machen als ausgerechnet die Versorgung des ADC selber.

Autor: Peter D. (peda)
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ADC/DAC brauchen in der Regel keinen Power-Regler, ich speise sie immer 
mit aus der Referenz.
Der AD586 (5V/10mA) ist eine sehr gute Referenz.
Wichtig ist ein niederohmiger Anschluß (Plane) zum ADC/DAC.

Autor: Dirk F (Gast)
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Hallo zusammen,
danke für die zahlreichen Antworten.
Ich werde3 es dann mal mit dem LT1763-5  versuchen.
LG Dirk

Autor: Ulrich H. (lurchi)
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Von 12 V auf 5 V hat man einiges an Reserve bei der Spannung für einen 
Filter (RC und / oder LC) vor dem Regler.

Die Sigma Delta ADCs (vor alle, die langsamen) sind deutlich weniger 
empfindlich auf Störungen als die meisten SAR ADCs. Entsprechend die 
Anforderungen an die Versorgung ggf. für den 24 Bit 1 SPS Wandler 
geringer als bei einem 12 Bit 100 kHz Wandler. Das fängt schon damit an 
das der Sigma Delta vermutlich über viele Zyklen der der Typischen 
Störungen mittelt. Bei 100 Hz hat man da ggf. schon mal 100 dB 
Unterdrückung. Die vollen 24 Bit sind in der Regel ja sowieso nur als no 
missing code zu sehen, effektiv hat man meist sowieso eher gut 20 Bit, 
wenn alles gut geht.

Autor: Dirk F (Gast)
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Hallo Ulrich, meine volle Zustimmung.
Als Anlage der E-Plan wie die Filter eindetzen möchte....

Autor: Anja (Gast)
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Die Störungen kommen dann nur noch über die Masseleitung....

Wobei Dir aber schon klar ist daß Drosseln mit 1,5uH .. 10uH eher im 
UKW-Bereich wirksam sind und nicht bei den 100kHz der 
Schaltnetzteilfrequenz.

Gruß Anja

Autor: asdfasd (Gast)
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> Die Störungen kommen dann nur noch über die Masseleitung...

Die hat er ja mit 10 Ohm "abgekoppelt".  Und damit die 10 Ohm nicht 
abrauchen, ist der Strom über drei Sicherungen auf gut 7A begrenzt ;-)

Autor: Antonjus (Gast)
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Die besten Ergebnisse hab ich mit Accus erzielt, schlucken sämtliche 
Störungen weg. Accus einfach als filter einsetzen, und die Schaltung 
entsprechend abgleichen.

Autor: DirkF (Gast)
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>>>>Die Störungen kommen dann nur noch über die Masseleitung....
Habe 2 getrennte Ground planes. Ob der 10 R reinkommt, ist noch nicht 
klar. Die Massen sind im Netzteil verbunden.


>>>>Wobei Dir aber schon klar ist daß Drosseln mit 1,5uH .. 10uH eher im
UKW-Bereich wirksam sind und nicht bei den 100kHz der
Schaltnetzteilfrequenz.

Kannst Du mir einen Typ Spule empfehlen ?

Autor: Anja (Gast)
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Nicht wirklich.

Du bräuchtest Drosseln im > 1 mH Bereich aber mit einer 
Eigenresonanzfrequenz weit im MHz-Bereich. Das sind dann einlagig 
gewickelte Stabkerndrosseln > 100mm.

Gruß Anja

Autor: doc Alex (Gast)
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Das hier hab ich gerade gefunden:

LT3045

Viele Grüße

Alexander

Autor: dwmp (Gast)
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Ein Widerstand kommt ja mir persönlich zumeist nur für niedrige
Ströme in die Tüte - ok, diese Grenze zieht wohl jeder woanders.
Oftmals ist es nötig, die Versorgung zu filtern - hilft nichts.

Anja schrieb:
> Du bräuchtest Drosseln im > 1 mH Bereich aber mit einer
> Eigenresonanzfrequenz weit im MHz-Bereich. Das sind dann einlagig
> gewickelte Stabkerndrosseln > 100mm.

Na ja, oder aber anders: Das (Haupt-) Problem ist, wie Du schon
sagtest, daß hier zwar recht hohe L nötig wäre, aber gewöhnliche
Drosseln mit hoher L auch hohe parasitäre parallel-C aufweisen,
und darüber gehen eben höhere Frequenzanteile ungebremst.

Bleibt nur HF-taugliche Drossel in Sonderanfertigung mit hoher
Induktivität - zumindest bei Verwendung nur einer Drossel.

Wählt man hier allerdings ein zweistufiges Filter (also (C)LCLC,
mit zwei Drosseln im Strompfad), kann eine Drossel die hohe L
haben und dabei auch durchaus hohe C_streu. Die zweite muß dabei 
Kapazitäts-arm (HF-tauglich) sein, dafür reicht niedriger L-Wert.

(Natürlich sollte auch der hinterste C auf die hohe Frequenz hin
angepaßt sein, also niedrige ESR und ESL Werte, C darf klein sein.)

So wirkt das Gesamtfilter über einen breit(er)en Frequenzbereich,
ohne relativ spezielle (zumindest ungewöhnliche) Sonderbauteile.


Anders bei einer sich überallhin ausbreitende Gleichtakt-Störung.
In Zu- und GND Leitung kann man in dem Fall recht niederohmige
Gleichtaktdrosseln, bei denen auf den Gegentakt-Laststrom nur
Streuinduktivität und Drahtwiderstand wirken, legen.

(Die Dinger kennt man auch aus einstufigen Standard-Netzfiltern.
Falls nicht, einfach googlen, z.B. nach "Entstörfilter", ...)


Einzel-Ls mit relativ hohen Induktivitäts- und auch Widerstands-
werten in_der_GND_Leitung vermeide ich, so gut es irgend geht, da
dadurch der Stromfluß das GND-Potential etwas, oder etwas mehr...
(für meinen Geschmack oftmals zu sehr), verschiebt.

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