Ist theoretisch ein Entkopplungskondensator über den Versorgungspins eines Hallsensors erforderlich?

Ich verwende den Hall-Effekt-Sensor OPTEK 3075S, um sicherzustellen, dass jeder Schritt, der einem Schrittmotor befohlen wird, ausgeführt wird. Im Datenblatt wird empfohlen, für einen "stabilen Betrieb" einen 100-nF-Kondensator über die Eingangspins anzuschließen. Ich verwende diesen Sensor ohne Kappe mit kurzen Zuleitungen seit Monaten erfolgreich, und jetzt, da ich vorhabe, diesen Sensor nach einigen zehn Metern zu verwenden, frage ich mich, ob dies erforderlich ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich weiß, dass es einfach genug ist, die Kappe hinzuzufügen (obwohl ich eine andere Leiterplatte bauen müsste), aber ich füge keine Komponenten hinzu, ohne ihren Mehrwert zu verstehen:

  1. Wie wäre die Stromquelle des Hall-Elements (das anscheinend ein Spannungsregler über einem konstanten Widerstand ist) ohne Kappe weniger stabil, da fast keine Last vorhanden ist und die Unterdrückung der Stromversorgung nicht so wichtig ist (da dies eine ist Digitalsensor)?
  2. Sicherlich ist der Operationsverstärker derjenige, der instabil werden kann? Ist es möglich, dass die Stabilität nur zu instabilen Transienten führt, die Ausgabe jedoch nicht beeinträchtigt wird, nachdem der Schritt ausgeführt wurde?
  3. Gibt es eine Möglichkeit, den Gewinn an Stabilitätsspielräumen zu quantifizieren / abzuschätzen, indem die Obergrenze hinzugefügt wird (in Bezug auf was? Versorgungsschwankungen? Hall-Element-Ausgang?)?

Hinweis: Die Sensorzustandsübergänge befinden sich direkt zwischen zwei Schritten (45° pro Schritt) für eine stabile Ausgabe für alle Motorpositionen, und die Motorschrittrate beträgt 5 Schritte pro Sekunde.

Antworten (3)

Es gibt mehrere Gründe, den 100-nF-Kondensator zu verwenden: -

  1. Das Datenblatt empfiehlt es
  2. Der interne Chipstrom ändert sich beim Schalten um 2 mA
  3. Die externe Last (an den Open-Collector-Ausgang angeschlossen) kann zusätzliche 20 mA schalten
  4. Die Versorgungsspannung ist möglicherweise keine perfekte Spannungsquelle, dh sie enthält möglicherweise ESR- und ESL-Komponenten, die eine Brummspannung an der Versorgung verursachen würden, wenn das Gerät schaltet
  5. Das Kabel, das den Chip mit Strom versorgt, ist möglicherweise lang und hat mehr ESR und ESL
  6. Die Schaltzeiten liegen bei etwa 100 ns, dh es schaltet mit ziemlich hoher Geschwindigkeit.

Ich sehe keinen triftigen Grund, es NICHT zu verwenden.

Wie wäre die Stromquelle des Hall-Elements (das anscheinend ein Spannungsregler über einem konstanten Widerstand ist) ohne Kappe weniger stabil, da fast keine Last vorhanden ist und die Unterdrückung der Stromversorgung nicht so wichtig ist (da dies eine ist Digitalsensor)?

Der erste Teil ist ohne detaillierte Gerätekenntnisse nicht zu sagen. Es gibt eine interne Last, und diese Last ändert sich jedes Mal um 2 mA, wenn das Gerät umschaltet, und es schaltet in etwa 100 ns um. Es gibt eine Grafik im DS, die dies zeigt. Dass die Ablehnung der Stromversorgung unwichtig ist, ist kein guter Ausgangspunkt, um ein Gegenargument vorzubringen.

Danke Andi. +1 für den 2-mA-Stoß bei Schaltern für 100 ns, den ich übersehen hatte. Ich kann jedoch nicht erkennen, warum die 20-mA-Last von der Versorgung stammen würde, da dies ein offener Kollektor ist, der mit der Erfassungsreferenz verbunden wird. Ich werde den Test mit langen Kabeln durchführen und mir das Klingeln ansehen, aber nachdem ich sorgfältig analysiert habe, wie sich ein 2-mA-Stoß durch das Funktionsblockdiagramm ausbreiten würde, scheint die große Ausgangshysterese Kappen unnötig zu machen, da sich die Tropfen schließlich vor der Erfassung beruhigen . Mich interessiert eure Meinung zu dieser Vermehrung :)
Wenn der 20-mA-O/C an einer anderen Versorgung angeschlossen ist, erleichtert dies das Leben mit Sicherheit. Ich kann die Ausbreitung von 2-mA-Impulsen nicht wirklich kommentieren, da jede Anwendung anders ist, und wenn Sie glauben, dass Ihre funktioniert, wer soll ich Ihnen dann sagen (außer darauf hinzuweisen, was im Datenblatt steht!).

Ich denke, der Kondensator wird hauptsächlich für den Spannungsregler benötigt. Sie wissen wahrscheinlich, dass die meisten Spannungsregler Entkopplungskondensatoren und deren Ein- und Ausgang benötigen.

Gibt es eine Möglichkeit, den Gewinn an Stabilitätsmargen durch Hinzufügen der Obergrenze zu quantifizieren/zu schätzen?

Wenn Sie das vollständige Design (einschließlich Transistormodelle) des Chips hätten, könnten Sie es theoretisch simulieren. In der realen Arbeit können das nur die Leute, die diesen Sensor entworfen haben.

Eine Problemumgehung könnte darin bestehen, es einfach mit den langen Kabeln zu versuchen und mit einem Oszilloskop zu sehen, wie viel Überschwingen an den Flanken der Signale und an der Versorgungsspannung des Sensors vorhanden ist.

Sie könnten einen Kondensator dort anlöten, wo er sein muss, die Messungen wiederholen und nach Unterschieden suchen.

Ich vermute, dass der Hersteller einfach vorschlägt, einen Entkopplungskondensator zu verwenden, da dies viele Probleme mit seinen Kunden im Voraus beseitigen würde.

Ich habe Oszillationen in Brown_out_Detectors diagnostiziert, bei denen die Designer die Onchip-Verstärkung von 10.000.000 (ja 10 Millionen) ignorierten, die mit der Onchip-Bandlückenspannungsreferenz und der Leitungsinduktivität interagierte.

Setzen Sie eine Kappe direkt neben den Sensor.

Also ----- theoretisch? Ja, die Kappe ist erforderlich.

Danke für die Antwort, aber das scheint nicht auf diese spezielle Frage zugeschnitten zu sein.
Ist theoretisch ein Entkopplungskondensator über den Versorgungspins eines Hallsensors erforderlich?
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