Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fragen zum Maxim DS4303


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von Peter (Gast)


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Hallo,

Ich verwende den DS4303 
(https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/voltage-references/DS4303.html) 
fuer Referenzspannungen (aus historischen Gruenden in einem gewachsenem 
Projekt).

Wenn so eine (DC) Referenzspannung zu einem IC geht filtert man diese 
fuer gewoehnlich so nahe wie moeglich am IC. In vielen Faellen ist es 
nicht moeglich die Referenzen direkt am Verbraucher zu positionieren 
(z.B. wenn viele benoetigt werden wie in meinem Fall). Meine Vorgaenger 
haben das so gemacht - und 1uF verwendet. Nun lese ich aber im Datasheet 
dass "max load: 100pF" sind.

Dazu habe ich ein paar Fragen:

1.) Stimmt das wirklich? 100pF ist nichts ... das summiert sich ueber 
ein bisschen Copper und pads zusammen

2.) Meine Vorgaenger haben das nicht beachtet (siehe oben) - 
funktioniert trotzem. Was kann passieren wenn das eben nicht eingehalten 
wird?

3.) Falls Instability: Lt. Datenblatt kommt der Ausgang direkt ueber 
einen Buffer vom DAC. Es wird anscheinend nicht mal die Spannung 
reguliert (d.h. der Last angeglichen). Feedback loop fehlt also. 
Abgesehen davon dass die Referenz jetzt lastabhaengig ist - wieso kann 
das instabil werden?

4.) Das Datenblatt ist ziemlich mager ... wie koennte ich den Ausgang 
modellieren? Derzeit verwende ich eine perfekte Spannungsquelle in Serie 
mit 1mOhm und 10nH.

5.) Was mache ich nun wenn ich den Ausgang ueber ein paar cm ueber ein 
mixed signal PCB schicken muss? Lt. Simulation muesste ich da um die 
10uF haben um keine Resonanz zu haben. Natuerlich kann ich mit R 
de-Q-en, aber das wuerde ich gerne vermeiden. 100pF ergibt jedenfalls 
ein riesiges Q mit der Induktivitaet der Zuleitung

6.) Falls man wirklich nur max. 100pF anschliessen darf: Wofuer 
verwendet man denn den DS4303 eigentlich? Er kann keinen Strom liefern, 
keine Cap treiben und regelt nicht mal die Last ...


Vielen Dank!

Peter

von hinz (Gast)


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Peter schrieb:
> 1.) Stimmt das wirklich? 100pF ist nichts ... das summiert sich ueber
> ein bisschen Copper und pads zusammen

So schnell kommen keine 100pF zusammen.


> 2.) Meine Vorgaenger haben das nicht beachtet (siehe oben) -
> funktioniert trotzem. Was kann passieren wenn das eben nicht eingehalten
> wird?

Fängt an zu schwingen, wie bei Opamp üblich.


> 6.) Falls man wirklich nur max. 100pF anschliessen darf: Wofuer
> verwendet man denn den DS4303 eigentlich? Er kann keinen Strom liefern,
> keine Cap treiben und regelt nicht mal die Last ...

Ist halt kein Labornetzteil...

von Schlucker (Gast)


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Nee, das Teil schaut doch gut aus. Eine Referenz hat noch nie riesige 
Kapazitaeten oder Filter benoetigt, noch musste eine Referenz je viel 
Strom liefern.

Worum geht es denn in der Anwendung ? Ein richtiges analog Design ?

von Schlucker (Gast)


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Die Spezialitaet dieser Referenz ist, dass sie Incircuit auf eine 
Spannung gesetzt werden kann und auch da bleibt. Ich wusste gar nicht 
dass es sowas gibt.

von Peter M. (petermh)


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>> 1.) Stimmt das wirklich? 100pF ist nichts ... das summiert sich ueber
>> ein bisschen Copper und pads zusammen
>
> So schnell kommen keine 100pF zusammen.

wie wuerdest du in dem Zusammenhang auf (5) antworten?

Einfach komplett ohne jegliche cap?

Wie ist das kein Problem mit noise (wenn die Referenz nicht gerade 5mm 
vom Verbraucher liegt)?

>> 2.) Meine Vorgaenger haben das nicht beachtet (siehe oben) -
>> funktioniert trotzem. Was kann passieren wenn das eben nicht eingehalten
>> wird?
>
> Fängt an zu schwingen, wie bei Opamp üblich.

Man sieht hier aber keinen OpAmp. Einen Buffer kann man auch open-loop 
bauen (ist ist in ICs i.d.R. der Fall). Weisst du dass es sich bei dem 
Dreieck im Datenblatt um einen Opamp mit unity-gain feedback handelt 
oder vermutest du es?

>> 6.) Falls man wirklich nur max. 100pF anschliessen darf: Wofuer
>> verwendet man denn den DS4303 eigentlich? Er kann keinen Strom liefern,
>> keine Cap treiben und regelt nicht mal die Last ...
>
> Ist halt kein Labornetzteil...

Die Frage (und auch 3-5) ist durchaus ernst gemeint.

Vor kurzem hat mir jemand erklaert dass ich alles was DC ist (z.B. 
common mode spannungen und ADC references) so gut wie moeglich (10uF) 
puffern soll (der "jemand" entwickelt bei einer bekannten Firma diverse 
ICs in Eigenregie). Falls das hier nicht moeglich ist frage ich (ganz 
ersthaft) was die eigentlichen Anwendungszwecke von sowas sind. Und 
vielleicht brauche ich auch ueberhaupt keine Kondensatoren. Aber wie 
weiss ich das?

von Peter M. (petermh)


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> Nee, das Teil schaut doch gut aus. Eine Referenz hat noch nie riesige
> Kapazitaeten oder Filter benoetigt, noch musste eine Referenz je viel
> Strom liefern.

Auch wenn ich es ein paar cm ueber ein mixed signal PCB schicken muss?

> Worum geht es denn in der Anwendung ? Ein richtiges analog Design ?

Ein Testchip benoetigt eine grosse Anzahl an "backbias voltages". (Es 
handelt sich um einen FDSOI Chip bei dem Vth von unterschiedlichen 
Bloecken beliebig durch das Backgate gewaehlt werden kann).

Ich kann aber nicht alle Referenzen direkt am Chip positionieren, da RF 
Signale und Decoupling Prioritaet haben und eine grosse Anzahl an 
Signalen rausgeroutet werden muss.

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Peter M. schrieb:
> Man sieht hier aber keinen OpAmp. Einen Buffer kann man auch open-loop
> bauen (ist ist in ICs i.d.R. der Fall). Weisst du dass es sich bei dem
> Dreieck im Datenblatt um einen Opamp mit unity-gain feedback handelt
> oder vermutest du es?

Max 100pF deutet stark auf UG hin.

Aber so wie in dir die Zweifel nagen wirst du dich an den Support von 
Maxim wenden müssen.

von Limi (Gast)


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Peter schrieb:
> 3.) Falls Instability: Lt. Datenblatt kommt der Ausgang direkt ueber
> einen Buffer vom DAC. Es wird anscheinend nicht mal die Spannung
> reguliert (d.h. der Last angeglichen). Feedback loop fehlt also.
> Abgesehen davon dass die Referenz jetzt lastabhaengig ist - wieso kann
> das instabil werden?

Das Blockdiagramm im Datenblatt ist ziemlich grob. Da wird ein 
Spannungsfolger verbaut sein. Daher auch die Empfindlichkeit auf Last-C.

von Schlucker (Gast)


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Bei einem anspruhcsvollen Design sollte man sich vieleicht etwas mehr 
wie nur zwei Lagen goennen. Diese Referenz ist ja im kleinen SOT23 
Gehaeuse.
Ich wuerd so ein Design mit einem 4 Lagen Print andenken, und anstelle 
der Referenzen, welche offensichtlich auch verstellbar sein muessen mit 
einem 8 fach DAC beginnen. zB einem  LTC2600, 8 mal 16 bit. Und falls es 
eng wird, auf eine 6 lagige Leiterplatte gehen, und mehr als einen DAC 
verwenden.

von Peter M. (petermh)


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> Bei einem anspruhcsvollen Design sollte man sich vieleicht etwas mehr
> wie nur zwei Lagen goennen. Diese Referenz ist ja im kleinen SOT23
> Gehaeuse.

Ich wuerde mal sagen ich goenne mir einige Layer: 8. Allerdings sind die 
meisten fuer Striplines und Powerplane verbraucht. Es handelt sich um 
einen chip mit analog/RF- und digital Teilen.

Vielleicht war der DS4303 nicht die optimale Wahl aber wie gesagt ist 
das ein gewachsenes Projekt von dem ich Teile uebernommen habe die die 
Vorgaenger haben einfach 1uF angehaengt (was soweit funktioniert hat).

Aber um nicht vom Thema abzukommen, speziell Frage 5: vielleicht brauche 
ich die Kondensatoren gar nicht ... aber wie weiss ich das?

von Schlucker (Gast)


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Weglassen ? Dh nicht bestucken, oder ausloeten

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