ADC schwankt, mit Tantal-Elko wird es besser aber warum?

H

Holger Dörschel

Guest
Hallo,

ich habe einen kleinen Meßverstärker mit zwei Instrumentenverstärker vom Typ
INA114 gebaut. Letzendlich kommt je nach Eingangssignal eine Spannung
zwischen 0,1 und 4 Volt heraus. Über einen 2200 Ohm Widerstand gelangt das
Signal an einen 12Bit ADC vom Typ MAX187. Am Eingang des ADC hängt noch ein
100nF Keramikkondensator (wie im Datenblatt angegeben). Ich verwende die
interene Referenzspannung. Die analoge und die digitale Masse treffen sich
genau unter dem ADC.

Laut meinem Multimeter steht die Spannung bei einem sich nicht verändernden
Eingangssignal am Meßverstärker bis auf das Millivolt. Dennoch schwanken
die ADC-Werte sehr stark. Die letzten vier Bit schwanken immer und ab und
zu kommen auch ordentliche Ausreißer dazu, so daß der ADC-Wert schon mal um
mehr als die letzten 4 Bit schwankt.
Mittels Ausreißertest nach Namilov habe ich nun ein einigermaßen stabilen
ADC-Wert.

Ich wollte nun ein wenig mit Filtern "rumspielen" und habe eher zufällig
einen 2,2ľF Tantalelko am Ausgang des zweiten INA114 gelötet (also noch vom
2K2-Widerstand). Und siehe da: Der ADC-Wert (ohne Ausreißertest) ist viel
stabiler. Nur noch die letzten 2-3 schwanken ein wenig. Aber viele
Messungen hintereinander zeigen den gleichen Wert. Tantal weggenommen.
Altes ergebnis. Anstelle des Tantal habe ich einen normalen Elko gebaut.
Starke Schwankungen ...

Tantal angelötet: Alles wieder gut. Ich habe dann noch einen 4,7ľF und einen
19ľF Tantal getestet. Der ADC-Wert ist viel stabiler. Die Kapazzität spielt
scheinbar keine Rolle. Hauptsache ein tantal ist vorhanden.

So nun meine Frage: Wie kann das sein? Was ist so besonderes am Tantal-Elko?

Gruß
Holger
 
Holger Dörschel <newsgroups@helicity.de> wrote:

Mittels Ausreißertest nach Namilov habe ich nun ein einigermaßen stabilen
ADC-Wert.
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Gibt es dazu Literatur im Netz? Ich gurgle immer nur auf ein Buch.


Danke,
Nick
--
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http://www.motor-manufaktur.de
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Hallo Holger,



Laut meinem Multimeter steht die Spannung bei einem sich nicht verändernden
Eingangssignal am Meßverstärker bis auf das Millivolt. Dennoch schwanken
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Schon mal mit einem Oszilloskop nachgesehen, ob da wirklich alles stabil
ist? Multimeter mitteln, je nach Frequenz der Schwingung zeigt das
Multimeter einen stabilen Wert, obwohl da in Wirklichkeit eine
Schwingung ist.



die ADC-Werte sehr stark. Die letzten vier Bit schwanken immer und ab und
zu kommen auch ordentliche Ausreißer dazu, so daß der ADC-Wert schon mal um
mehr als die letzten 4 Bit schwankt.
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4 bit bei 12 bit ADC und 4 Volt Fullscale sind 16 mV, also nicht
fuerchterlich viel - bezueglich Multimeter siehe oben.

Ich wollte nun ein wenig mit Filtern "rumspielen" und habe eher zufällig
einen 2,2ľF Tantalelko am Ausgang des zweiten INA114 gelötet (also noch vom
2K2-Widerstand). Und siehe da: Der ADC-Wert (ohne Ausreißertest) ist viel
stabiler. Nur noch die letzten 2-3 schwanken ein wenig. Aber viele
Messungen hintereinander zeigen den gleichen Wert. Tantal weggenommen.
Altes ergebnis. Anstelle des Tantal habe ich einen normalen Elko gebaut.
Starke Schwankungen ...
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Der INA114 is wie die meisten OPs, INAs nicht stabil bei kapazitiven
Lasten, maximal zulaessige Kapazitaet am Ausgang des INA114 ist 1nF,
wenn er stabil sein soll. Die Frequenz (und Amplitude) der
Ausgangsschwingung beim unstabilen INA ist vom ESR des Kondensators
abhaengig. Tantalelkos haben in der Regel einen geringeren ESR Wert als
normale Elkos -> Schwingfrequenz kann in einem Bereich liegen die der
ADC ausbuegelt bzw. der INA kann wieder scheinbar stabil werden, wenn
die Schwingfrequenz hoeher als die Grenzfrequenz des INAs wird, jedoch
entstehen kraeftige Uebrschwinger bei Transienten am Eingang.

Tantal angelötet: Alles wieder gut. Ich habe dann noch einen 4,7ľF und einen
19ľF Tantal getestet. Der ADC-Wert ist viel stabiler. Die Kapazzität spielt
scheinbar keine Rolle. Hauptsache ein tantal ist vorhanden.
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Glaskugeldiagnose zusammengefasst - Eingangsverstaerker ist nicht stabil
bzw. rauscht. Multimeter mittelt und gaukelt dir Stabilitaet vor.
Normaler Elko macht den INA erst recht unstabil, Tantal erzeugt aufgrund
seines geringen ESR Scheinstabilitaet.

HTH
Klaus
 
Klaus Bahner wrote:
Schon mal mit einem Oszilloskop nachgesehen, ob da wirklich alles stabil
ist?
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Hallo, mit meinem HM705 kann ich nichts ungewöhnliches erkennen.

Tantal erzeugt aufgrund > seines geringen ESR Scheinstabilitaet.
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Naja, die ADC-Werte sind deutlich stabiler geworden.



Gruß

Holger
 
Nick Müller schrieb:
Gibt es dazu Literatur im Netz? Ich gurgle immer nur auf ein Buch.
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Hallo, ich habe dieses benutzt:
http://www.mathematik.uni-marburg.de/~lohoefer/pharma/pharma.html

Gruß
H. Dörschel
 
Holger Dörschel schrieb:
Klaus Bahner wrote:

Schon mal mit einem Oszilloskop nachgesehen, ob da wirklich alles stabil
ist?

Hallo, mit meinem HM705 kann ich nichts ungewöhnliches erkennen.
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Hallo,

schau Dir mal die Referenzspannung vom MAX187 mit dem Oszi an.
Ich hab' den haufenweise verbaut und manchmal schwingt das interne
Referenzelement. Abhilfe: Kondensator an Referenzspannung verkleinern
oder vergrößern, dann ist Ruhe.

Gruß Andreas
 
Mittels Ausreißertest nach Namilov habe ich nun ein einigermaßen stabilen
ADC-Wert.

Gibt es dazu Literatur im Netz? Ich gurgle immer nur auf ein Buch.
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Der gute Mann heißt Nalimov.
 
Andy Tölz <andy@arcticmail.com> wrote:

Der gute Mann heißt Nalimov.
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Danke.
Das "könnte" die Suche "etwas" erleichtern.


Gruß,
Nick
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Hallo Andreas,

schau Dir mal die Referenzspannung vom MAX187 mit dem Oszi an.
Ich hab' den haufenweise verbaut und manchmal schwingt das interne
Referenzelement. Abhilfe: Kondensator an Referenzspannung verkleinern
oder vergrößern, dann ist Ruhe.
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Verkleinern oder vergroessern? Das hoert sich aber eher nach
'hinbasteln' an. Wenn diese Instabilitaet am Chip liegt, wuerde ich ihn
nicht fuer eine Serienfertigung verwenden. Im Prinzip auch nicht fuer
irgendetwas anderes.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
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