Aluminium-Elektrolyt- vs. Tantal-Kondensator zum Puffern des SAR-ADC-Ref-Eingangs

Ich möchte den ADS8317 16-Bit SAR A/D-Wandler verwenden und habe mir das Datenblatt durchgelesen . Dort empfiehlt es sich, einen Tantalkondensator mit niedrigem ESR von 47 µF zu verwenden, um den Referenzeingang zu puffern. Jetzt ist meine Referenz bereits mit einem 220-µF-Aluminium-Elektrolytkondensator mit niedrigem ESR (Panasonic FR 220 µF/16 V; 130 mOhm ESR bei 100 kHz) gepuffert, und ich frage mich, ob das ausreicht oder ob das Tantal einen wichtigen Vorteil hat.

Soweit ich das beurteilen kann, sollten die wichtigen Faktoren sein, dass der Kondensator groß genug und "schnell" genug ist, um die internen Kondensatoren des ADC innerhalb der erforderlichen Zeit auf 16-Bit-Genauigkeit aufzuladen, ähnlich wie bei den Signaleingängen. Ich denke jedoch, dass der Referenzeingang möglicherweise eine Ladungsübertragung für jedes Bit des SAR sieht, anstatt nur einmal während der Erfassungszeit - wenn dies der Fall ist, müsste die Ladungsübertragung schneller sein. Die kleinste Zeit, die ich mir dafür vorstellen kann, wäre eine halbe Taktperiode - in meinem Fall 500 ns.

Ok, aber - ist mein Aluminium-Elektrolytkondensator der Aufgabe gewachsen (vielleicht unterstützt durch eine kleinere Keramik direkt neben dem Eingang)? Soweit ich weiß, sind sie nicht gut für "Hochfrequenz" -Anwendungen, aber ich kenne keine tatsächlichen Zahlen.

Warum so ein großer Puffer?
Auch Aluminiumkappen "trocknen aus". Benötigen Sie alle 10 Jahre einen Austausch.
Der Puffer wurde so groß gewählt, weil ich manchmal einen 330-pF-Kondensator zwischen dieser Referenz und einer anderen Spannung an anderer Stelle hin und her schalte und ich wollte, dass die Spannungsänderung von dieser vernachlässigbar ist. Ich könnte stattdessen einen Operationsverstärkerpuffer verwenden, aber eine größere Kappe ist billiger als ein Präzisions-Operationsverstärker :)
Fragen Sie zuerst TI. Sie haben Anwendungstechniker, die ihnen bei diesen Dingen helfen. Es gab eine Zeit um 1999 oder 2000, als Tantal nicht mehr erhältlich war. Ich persönlich würde aus diesem Grund niemals Tantal verwenden (in der Massenproduktion). Wenn Sie nur 47 uF benötigen, würde ich Keramik verwenden (Stick mit X5R- oder X7R-Dielektrikum). Sie können Tantal imitieren, wenn der Serienwiderstand für die Stabilität erforderlich ist. Elektrolytkondensatoren haben eine begrenzte Lebensdauer. Aber wenn Sie wirklich 220 uF brauchen, dann ist Elektrolyse wahrscheinlich Ihre einzig vernünftige Wahl.
330p/47u = 7 ppm. Ist das nicht vernachlässigbar genug? Verwenden Sie einfach 47 uF X5R- oder X7R-Kapazität. Möglicherweise müssen Sie 2 x 22uF verwenden. Fügen Sie am Ausgang des Operationsverstärkerpuffers einen Null-Ohm-Widerstand hinzu, um ihn bei Bedarf zu stabilisieren.
@mkeith, du hast recht, die Verwendung einer Keramikkappe ist wahrscheinlich eine gute Lösung. Der einzige Nachteil, den ich sehe, ist das Potenzial für Mikrofoneffekte, die Rauschen hinzufügen, und jetzt mache ich mir Sorgen darüber ... argh, ich bin zu paranoid für diesen Job ;). Könnte ich den Ref-Eingang nicht genauso ansteuern wie einen Signaleingang, mit einem schnellen Operationsverstärker und einem kleinen RC-Filter?
Ich weiß nichts über Mikrofonie in Keramikkondensatoren. Ich denke, Sie versuchen, eine stabile, rauscharme Spannungsreferenz zu erstellen, oder? Die Kappen scheinen ein perfekter Weg zu sein, dies zu tun. Ein Verstärker mit hoher Bandbreite könnte dies theoretisch tun, vorausgesetzt, Sie erstellen eine stabile Referenz für den Verstärker. Aber es scheint nicht notwendig zu sein. Vielleicht nicht einmal so gut wie das, was Sie haben. Ich schlage vor, Sie wenden sich an TI und sagen: "Kann ich Keramikkappen anstelle von Tantal verwenden?" Und auch Google Mikrofone in Keramikkappen.

Antworten (1)

Sie scheinen elektrisch nicht viel anders zu sein.

Tantal ist physisch kleiner und SMT, was bei einigen Anwendungen ein großer Vorteil ist.

Ich denke, aus Sicht des ADC wird es Ihnen gut gehen, wenn Sie das verwenden, vielleicht mit 1uF Keramik X7R parallel in der Nähe des ADC.

Kleinigkeit - Ich würde einen Bypass-Kondensator nicht als "Puffer" bezeichnen. Der Verstärker OPA350 ist der Puffer.

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