Verteilung der Bauteilwerte bei vorgegebener Toleranz?

Sie können keine Annahmen über die Verteilung innerhalb des angegebenen Bereichs treffen. 50 Ω ±1% bedeutet genau das. Da 1 % von 50 Ω 500 mΩ entspricht, gibt der Hersteller an, dass jeder Widerstand, den Sie erhalten, zwischen 49,5 Ω und 50,5 Ω liegt. Mehr kann man nicht hineinlesen oder annehmen.

Hinzugefügt:

Einige Leute haben darauf hingewiesen, dass sie eng geballte Werte aus einer Charge erhalten haben. Das habe ich auch gesehen. Das ändert jedoch nichts.

Abhängig von der Art des Teils und den Herstellungs-, Test- und Binning-Prozessen erhalten Sie möglicherweise eine enge Verteilung innerhalb einer Charge. Aber das wichtigste Wort ist "könnte" . Es gibt keine Garantie, und nur weil eine Charge knapp war, können Sie keine Annahmen über die nächste Charge treffen.

Betrachten Sie einige verschiedene Fertigungsszenarien:

• Der Produktionsprozess hat eine gute Toleranz, sodass Teile mit bestimmten Werten hergestellt werden. Jedes Teil wird getestet und der seltene Ausreißer wird verworfen. In diesem Fall erhalten Sie wahrscheinlich so etwas wie eine Normalverteilung. Abhängig von der Temperatur, der Mondphase und der Art der toten Fische, die während des Laufs über die Ausrüstung geschwenkt wurden, befindet sich die Mitte möglicherweise jedoch nicht in der Mitte des Bereichs.

• Der Hersteller verkauft verschiedene Toleranzgrade, wobei die hohe Toleranz einen höheren Preis hat. Nehmen wir an, das Gerät kann 1% Widerstände zuverlässig genug herstellen, aber nicht so fest wie 0,1% zuverlässig. In diesem Fall misst der Hersteller jede Einheit und diejenigen innerhalb von 0,1 % werden als solche gekennzeichnet und verkauft, und der Rest wird als 1 % gekennzeichnet und verkauft.

  In diesem Szenario haben die 0,1 %-Teile wahrscheinlich eine ziemlich gleichmäßige Verteilung über ihren Bereich. Die 1 %-Teile sind eher normalverteilt, außer dass es eine Lücke innerhalb von 0,1 % des Idealwerts gibt.

• Der Produktionsprozess ist sehr unterschiedlich. Jedes Teil wird getestet und nach dem Wert verkauft, in den es zufällig fällt. In diesem Fall erhalten Sie eine ziemlich gleichmäßige Verteilung innerhalb jedes Toleranzbands, aber es kann eine große Anzahl von Teilen erfordern, um diese Verteilung zu sehen.

Wenn Sie nichts über den Herstellungsprozess wissen, können Sie nichts davon ausgehen, dass jedes Teil irgendwo innerhalb des angegebenen Bereichs liegt. Sie müssen den Wert jedes Teils als separates, nicht korreliertes Zufallsereignis betrachten. Manchmal kann es tatsächlich eine Korrelation zwischen aufeinanderfolgenden Teilen geben, aber da Sie nicht wissen, wann das der Fall ist, müssen Sie immer noch davon ausgehen, dass dies nicht der Fall ist. Selbst wenn Sie eine Charge messen und eine Korrelation finden, ist die nächste Charge ein separates zufälliges Ereignis, für das die Daten der vorherigen Charge nicht in Beziehung stehen. Auch hier kann man nichts annehmen.

Zusammenfassend gilt: Wer mehr als die vom Hersteller angegebene Genauigkeit wissen will, muss jedes Teil einzeln messen .

Jedes Mal, wenn Sie eine Münze werfen, ist das Ergebnis zufällig und nicht mit anderen Zeiten korreliert, aber Sie können immer noch oft genug 3 Köpfe hintereinander bekommen, um wie ein Muster auszusehen, wenn Sie nicht sorgfältig darüber nachdenken.

• Wahrscheinlich müssen Sie Verteilungen basierend auf realen Produkten der Art, mit der Sie es zu tun haben, charakterisieren.

• Marke zählt.

• Industrienormen können von kompetenten Herstellern erheblich verbessert werden.

• Verlassen Sie sich nie darauf, dass alle Elemente so eng geclustert werden, wie es die meisten tun.

Olin hat (natürlich) Recht, aber einige Felderfahrungen und allgemeine Kommentare können von Interesse und möglicherweise von Wert sein.

Sie können wahrscheinlich erwarten, dass sich Prozesse wie das Einstellen von Widerstandswerten normalerweise um den Nennwert gruppieren, ABER Sie haben keine Gewissheit darüber.

Ich hatte eine größere Anzahl von Metallfilmwiderständen für Durchgangslöcher von Philips in den Tagen, als Durchgangslöcher fast aktuell waren und Philips die Maschinen, die sie herstellten, nicht an jemanden in Südamerika verkauft hatte (ich glaube, das war es).

Diese wurden mit 5 % bewertet, aber da es sich um Metallfolie und Philips handelt, war die tatsächliche Genauigkeit normalerweise viel besser. In den guten alten Tagen konnte man einen Widerstand seiner Wahl durch Messen auswählen – sie verteilen sich ziemlich gut über den Nennbereich oder darüber hinaus. Aber diese Widerstände waren fast alle ungefähr +/- 1% oder so ungefähr. Dazwischen einen Widerstand zu finden war schwierig.

Man wird blasiert. Eines Tages habe ich eine Schaltung festgezurrt und Widerstandswerte verwendet, bei denen 1% in Ordnung war. Ich hatte Probleme mit der Genauigkeit und es dauerte eine Weile, bis ich herausfand, dass ich einen Widerstand gewählt hatte, der weit vom Mittenwert entfernt war. Sehr ungewöhnlich, aber ... .

SONDERN

LEDs haben normalerweise einen sehr weiten Bereich von Vf (Durchlassspannung). So sehr, dass diese einsortiert werden, aber immer noch sehr breit sind. Vielleicht kann eine LED insgesamt mit 2,9 - 3,7 V Vf bewertet werden. Wenige an den Extremen, aber wahrscheinlich eine breitere und flachere Verteilung als normal. Ich hatte in den letzten Jahren sehr viele LEDs von Nichia und habe LEDs von zahlreichen Herstellern getestet - Markennamen bekannt und noch nie gehört. Die noch nie gehörten Dinge, von denen Sie größtenteils nichts hören wollen!. Am Ende haben wir eine Nichia "Raijin" LED in angemessener Lautstärke verwendet = NSPWR70CSS-K1. Nichia war kooperativ und lieferte mehr als üblich Daten. Ein Blatt zeigte Vf-Verteilungen für mehrere hunderttausend LEDs aus der laufenden Produktion. Soweit ich mich erinnere, gruppieren sie sich für etwa 99% der Produktion bei 2,95 +/- 0,05 V. Es gibt ein paar Ausreißer, aber sie sind sehr wenige und weit entfernt. Eine solche enge Vf-Clusterbildung ist sehr, sehr ungewöhnlich. Es ist auch die beste LED ihrer Klasse in Bezug auf die Effizienz, die ich gesehen habe. Es gibt jetzt bessere, aber für einige Jahre war dies die beste. Leider hat sie nur eine Nennleistung von 50 mA.

SO:

• Wahrscheinlich müssen Sie Verteilungen basierend auf realen Produkten des Typs, mit dem Sie es zu tun haben, charakterisieren.

• Marke zählt.

• Branchennormen können von kompetenten Herstellern völlig ignoriert werden.

• Verlassen Sie sich nie darauf, dass alle Elemente so eng geclustert werden, wie es die meisten tun.

Es hängt davon ab, von wem Sie Ihre Komponenten kaufen. Wenn ein Hersteller für seine Teile eine Toleranz von 1 % angibt, können Sie davon ausgehen, dass praktisch alle seine Teile innerhalb dieser Spezifikation liegen. Es könnte möglich sein, dass ein Teil außerhalb der Spezifikation liegt, aber es wäre viel weniger als 5 %, wahrscheinlich eher eins von ein paar Millionen, und es ist unwahrscheinlich, dass es viel außerhalb liegt.

Im Allgemeinen müssen Sie sich an das Datenblatt halten. Wenn das Datenblatt des jeweiligen Teils angibt, dass die Toleranz der Teile einer Gaußschen Verteilung folgt, können Sie davon ausgehen. Andernfalls könnte es immer noch der Fall sein, aber es ist nicht garantiert.

Denken Sie auch darüber nach, wie Hersteller Widerstände herstellen könnten. Beispielsweise kann ein Hersteller separate Produktionslinien für identische Teile mit unterschiedlichen Toleranzen haben, z. B. eine 1-kOhm-1-%-Linie, eine 1-kOhm-5-%-Linie und eine 1-kOhm-0,1-%-Linie. Alternativ können sie alle gleichwertigen Teile in einem einzigen Durchlauf produzieren und ein automatisiertes Verfahren verwenden, um die besser spezifizierten Teile zu extrahieren, die als Teile mit höheren Toleranzen verkauft werden sollen. Beispielsweise könnten alle Teile als 1kOhm 5% Widerstände erstellt werden. Dann könnten diejenigen, die unter die 1-%-Spezifikation fallen, als 1-%-Widerstände gekennzeichnet und verkauft werden, während der Rest als 5-%-Widerstände verkauft wird. Dies würde dazu führen, dass ihre 5%-Widerstände sehr unwahrscheinlich mit einem Widerstand in der Nähe des Zielwerts (1 kOhm) zusammenfallen. Ich sage nicht, dass die Hersteller es tatsächlich so machen, ich bin mir nicht sicher, aber es ist möglich.

Dave Jones hat einen großartigen Videoblog zu diesem Thema gemacht, es ist eine großartige Uhr. Hier ist der/die Link(s):

Teil 1 - eevblog-215-gaußsche-widerstände

Teil 2 - eevblog-216-gaussian-resistor-redux

Ergänzend zu den bereits großartigen Antworten hier. Wenn Sie eine Toleranzanalyse Ihres Designs durchführen und dieselbe Teilenummer mehrmals in Ihrem Design haben, müssen Sie davon ausgehen, dass alle miteinander korrelieren, da diese Teile wahrscheinlich aus einer Charge und demselben Fertigungslauf stammen.