Ich bin auf der Suche nach einem langzeitdriftarmen Spannungsregler, der 3,3V Ausgansgspannung bei rund 100mA Laststrom erzeugt. Muß kein LDO sein. Die Ausgangsspannung darf ruhig eine Herstellunsgstoleranz von ein paar Prozent haben, sollte aber nicht mit der Zeit driften. Sogar ein reproduzierbarer Temperaturgang ist erlaubt, weil ich das mit einer Temperaturkompensation in der Schaltung auffangen kann. Die Drift-Eigenschaften sollten sich ungefähr am ADR06 orientieren: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADR01_02_03_06.pdf Also die üblichen 50ppm nach 1000 Stunden. Andere Tricks, wie ratiometrische Messung unter Einbeziehung der 3,3V Spannung, scheiden leider aus, weil das Meßgeschehen nichtlinear ist, also das Meßergebnis von der absoluten Spannung abhängt. Kennt jemand aus dem Stegreif einen Spannungsregler, der das kann?
LTC655: http://www.linear.com/product/LTC6655 Im Datenplatt werden noch andere Artverwandte erwähnt.
>LTC6655
Ohne externen Stromboost kann der aber nur 5mA.
Generell würde ich ungern eine klassische Referenz verwenden, weil die
oft bescheidene Regeleigenschaften haben, bzw. bei bestimmten Lasten
sogar unstabil werden. Mir schwebt deshalb ein ganz normaler
Dreibeinregler vor, der eben nur viel langzeitdriftärmer ist. Gibt es
überhaupt so etwas?
Kai Klaas schrieb: >>LTC6655 > > Ohne externen Stromboost kann der aber nur 5mA. > > Generell würde ich ungern eine klassische Referenz verwenden, weil die > oft bescheidene Regeleigenschaften haben, bzw. bei bestimmten Lasten > sogar unstabil werden. Mir schwebt deshalb ein ganz normaler > Dreibeinregler vor, der eben nur viel langzeitdriftärmer ist. Gibt es > überhaupt so etwas? Mir war bis gerade keiner bekannt, bei dem das spezifiziert wäre... http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1117-n.pdf 0.3%/1000h typisch bei 125 °C Was spricht gegen die übliche Kombination: LDO für die Schaltung und eine separate Referenz für den ADC?
Also langzeitstabil, aber sonst recht ungenau passt gar nicht zusammen. Deshalb stabile Referenz mit Transistor als Stromboost. Eventuell kannst du ein R-C-Netzwerk parallel zum Eingangswiderstand zur Erhöhung der Stabilität schalten. Am Ausgang einen Keramik-Kondensator, dann ist das auch impulsstabil.
oder ein low noise LDO, z.B. LT3060 Series. Da gibts aber keine Langzeitangaben... Oder eine Referenz und die mit einem driftarmen, stromstarken OPA puffern.
Kai Klaas schrieb: > einen Spannungsregler, der das kann? Die meisten Spannungsregler rauschen schon so um 1mV. Ob Du da die Langzeitdrift noch wissen willst ist fraglich. Sogar der LM723 ist mit (0,05%) 500ppm/KHr angegeben. Eventuell würde der ja gehen (im Metall/Keramikgehäuse) mit externer Endstufe, guten Widerständen und entsprechender Voralterung. Gruß Anja
>Mir war bis gerade keiner bekannt, bei dem das spezifiziert wäre... >http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1117-n.pdf >0.3%/1000h typisch bei 125 °C Ja, das ist das, was auch der LM317 so bietet. 0,3% sind aber 3000ppm. Wie wir mit eigenen Messungen festgestellt haben, ist die Langzeitdrift eines LM317 oder eines anderen normalen Dreibeinregler leider wesentlich schlechter als die eines ADR06. >Was spricht gegen die übliche Kombination: LDO für die Schaltung und >eine separate Referenz für den ADC? Das Meßgeschehen ist leider nichtlinear. Das heißt, wenn ich bei einer Versorgungsspannung von 3,3V bei zwei verschiedenen Meßparametern 2,2V und 1,1V als Meßsignal hätte, dann wären es bei 3,0V Versorgungsspannung nicht 2,0V und 1,0V sondern 2,0V und 0,8V. Diese Werte sind nur als vereinfachtes Beipiel gedacht, das tatsächliche Meßgeschehen ist viel komplizierter. Das heißt, ich kann leider die Langzeitdrift der Versorgungsspannung nicht durch eine ratiometrische Messung eliminieren. Ich müßte streng genommen für jede Abweichung der Versorgungsspannung eine eigene Eichkurvenschar aufnehmen und zwischen diesen interpolieren. Das verkompliziert sich noch dadurch, daß ich auch noch eine Temperaturkompensation durchführen muß, die noch einmal eine Meßkurvenschar zur Folge hat. Die einzige Möglichkeit das mehrdimensionale Interpolieren einigermaßen in Grenzen zu halten, liegt in der Verwendung einer Versorgungsspannung, deren Langzeitdrift vernachlässigbar ist. >Also langzeitstabil, aber sonst recht ungenau passt gar nicht zusammen. Die Anfangstoleranz ebenso wie der reversible Temperaturgang werden bei der Grundeichung, also der Erstellung der Eichkurvenschar, berücksichtigt. Lediglich die Hysterese und die Langzeitdrift sind dann noch problematisch. Deswegen der Wunsch nach einem langzeitdriftarmen Festspannungsregler. >Deshalb stabile Referenz mit Transistor als Stromboost. Ich hatte eben die Hoffnung, daß es einen Dreibeinregler gibt, der ausreichend stabil ist. >Oder eine Referenz und die mit einem driftarmen, stromstarken OPA >puffern. So habe ich das bis jetzt auch gemacht. Doch jetzt muß ich mehrere Module parallel betreiben. Deshalb die Hoffnung, daß das in Zukunft ein ausreichend stabiler Dreibeinregler tun kann. >Die meisten Spannungsregler rauschen schon so um 1mV. Ob Du da die >Langzeitdrift noch wissen willst ist fraglich. Rauschen wäre kein Problem, da sein Einfluß durch eine Mittelwertbildung beim Meßprozeß minimiert wird. >Sogar der LM723 ist mit (0,05%) 500ppm/KHr angegeben. >Eventuell würde der ja gehen (im Metall/Keramikgehäuse) mit externer >Endstufe, guten Widerständen und entsprechender Voralterung. Den LM723 hatte ich mir auch schon angeschaut. Offenbar läßt er sich mit einer externen LM329 Referenz in seiner Stabilität sogar noch verbessern: http://www.ti.com/lit/an/snoa590a/snoa590a.pdf http://www.farnell.com/datasheets/78304.pdf Jetzt muß nur noch die Langzeitdrift der Offsetspannung des "error amplifier" im LM723 mitspielen. Die 20ppm des LM329 werde ich also kaum sehen. Was denkst du?
Kai Klaas schrieb: > Jetzt muß nur noch die Langzeitdrift der Offsetspannung des "error > amplifier" im LM723 mitspielen. Die 20ppm des LM329 werde ich also kaum > sehen. Was denkst du? Auf keinen Fall, du vergißt die Widerstände die du noch brauchst um aus den 6,9V die 3,3V zu generieren. Langzeitstabile Widerstände mit 25-50ppm/kHr kosten alleine schon ab 5 Eur/Stück. Da ist es besser und billiger die ADR06 direkt anzuschließen. Wobei die 20ppm/kHr wahrscheinlich nur für das Metallgehäuse (LM129) gelten bei Plastikgehäusen kommt noch der Feuchtigkeitseinfluß von ca 10-20ppm hinzu. Die Alterung wird im allgemeinen für das "beste" Gehäuse angegeben auch wenn dieses nicht mehr lieferbar (obsolet) ist. Wobei der Fehlerverstärker des LM723 eine relativ geringe Vestärkung besitzt und daher Load und Line Regulation auch nicht so besonders sind. Also schwankende Lasten sind sicher mit einem anderen Buffer besser bedient. Gruß Anja
Kai Klaas schrieb: > Rauschen wäre kein Problem, da sein Einfluß durch eine Mittelwertbildung > beim Meßprozeß minimiert wird. Das mit der Temperatur kann ich ja noch verstehen. Aber: wie machst Du eine nichtlineare Mittelwertbildung bei Rauschen? Kai Klaas schrieb: > Ich hatte eben die Hoffnung, daß es einen Dreibeinregler gibt, der > ausreichend stabil ist. Tja die genauesten Spannungsregler dürften immer noch der LM723 gefolgt vom LP2950A/LP2951A sein. Gruß Anja
Verrückte Idee: step1: Du nimmst ne 10V-Referenz, zB. die REF 102 A von ex Burr-Brown. Die hat exzellente Daten: Metallgehäuse: 5 ppm/1000h nach 7d Plastik: 20 ppm/1000h nach 7d tempco max. 10 ppm/°C, im Bereich 40-50°C gegen 0 gehend LF noise 5 µVpp und ist preiswert: REF 102 AP ca. 4€ step2: Statt mit teuren und dennoch driftenden Widerständen teilst du per PWM mit fixem Tastverhältnis 1:2 auf 3,33V. Der PWM-Integrator filtert auch noch etwas vom Rauschen weg. step3: Jetzt brauchst du noch nen (longterm-)drift-armen Buffer, der dir die 100mA liefern kann. Den Buffer kannst du zusammen mit dem PWM-Integrator als 2nd order LPF beschalten und hast dann very low noise. Wenn du die fg niedrig genug ansetzt, kannst du 5µVpp / 3 = 1,7µVpp (0,1Hz...1MHz) erreichen. Ein bißchen aufwändiger als 3-Bein, aber viel besser.
oder die Variante von Linear http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an2f.pdf Figure 12 / Seite 7 da wird ein LT317A mit einem OpAmp + Referenz verbessert
>Das mit der Temperatur kann ich ja noch verstehen. Aber: wie machst Du >eine nichtlineare Mittelwertbildung bei Rauschen? Der Meßsignalhub ist ja wesentlich größer als das Rauschen. Außerdem wird die 3,3V Versorgungsspannung tiefpaßgefiltert, bevor sie für die Messung verwendet wird. Das Rauschen ist also kein Problem. >Auf keinen Fall, du vergißt die Widerstände die du noch brauchst um aus >den 6,9V die 3,3V zu generieren. Langzeitstabile Widerstände mit >25-50ppm/kHr kosten alleine schon ab 5 Eur/Stück. Die Frage war, ob die 500ppm des LM723 letztlich zum Großteil von der eingebauten Zenerreferenz herrühren oder ob auch der "error amplifier" viel zur Drift beiträgt. Im letzteren Fall wäre die Verwendung eines zusätzlichen LM329 nicht wirklich von Vorteil. Daß auch die Widerstände und natürlich der Rest der Schaltung etliche ppm beitragen, ist klar. Ich brauche letztlich nicht 20ppm, sondern es soll nur spürbar besser sein als ein gewöhnlicher Dreibeinregler mit seinen etlichen 1000ppm Drift. Eine Gesamtdrift der Versorgungspannung von um die 50...100ppm wäre völlig tolerabel. >Also schwankende Lasten sind sicher mit einem anderen Buffer besser >bedient. Ich habe keine nennenswert schwankende Last, muß sie aber mit LC-Gliedern puffern, weil die 3,3V Versorgungsspannung für die Speisung eines HF-Meßgenerators verwendet wird. >Ein bißchen aufwändiger als 3-Bein, aber viel besser. Das gegenwärtige Design verwendet einen ADR02 mit Spannungsteiler, dessen Ausgangsspannung mit einem driftarmen OPamp gepuffert wird. Die Langzeitdrift dieser Anordnung ist ausreichend niedrig. Leider kann diese Lösung nur gut 10mA treiben. Jetzt muß ich mehrere Module parallel schalten, sodaß sich der Stromverbrauch entsprechend erhöht. Da ich also die Schaltung sowieso neu entwicklen muß, dachte ich an die Verwendung eines ausreichend langszeitdriftarmen Dreibeinreglers, wenn es denn diesen gibt. >da wird ein LT317A mit einem OpAmp + Referenz verbessert Viele dieser Schaltungen funktionieren leider nur auf dem Papier. In der Praxis weisen sie oft gravierende Mängel, wie Instabiliät, auf. Deswegen würde ich solche Schaltungen gerne vermeiden wollen. Ich dachte an den Einsatz eines fixfertigen Dreibeinreglers. Falls das nicht möglich ist, würde ich wieder zur lokalen Speisung mit ADR02 und OPamp übergehen.
> Die Frage war, ob die 500ppm des LM723 letztlich zum Großteil von der > eingebauten Zenerreferenz herrühren oder ob auch der "error amplifier" > viel zur Drift beiträgt. Bezogen auf die 7,15V-Referenz wären das ~3,6mV. Das ist sehr viel schlechter als ein gutes Transistorpaar. Also ist es wohl die Referenz.
Rolf Schneider schrieb: > step2: > Statt mit teuren und dennoch driftenden Widerständen > teilst du per PWM mit fixem Tastverhältnis 1:2 auf 3,33V. > Der PWM-Integrator filtert auch noch etwas vom Rauschen weg. Mit PWM brauchst du ein Filter 5.-7. Ordnung um das PWM-Signal wieder auf unter 5uV zu filtern. Ich würde einen kapazitiven Spannungsteiler mit LTC1043 und nachgeschaltetem Buffer bevorzugen. Kai Klaas schrieb: > Die Frage war, ob die 500ppm des LM723 letztlich zum Großteil von der > eingebauten Zenerreferenz herrühren oder ob auch der "error amplifier" > viel zur Drift beiträgt. Ich denke weder noch. Die größte Alterung wird von den Temperaturwechseln durch die Endstufe auf dem Chip generiert werden. Mit einer externen Endstufe und moderatem Ausgangsstrom dürfte die Alterung wesentlich geringer ausfallen. Zum LM723 habe ich allerdings (noch) keine Messungen. Gruß Anja
Rolf Schneider schrieb: > 10 ppm/°C, im Bereich 40-50°C gegen 0 gehend Selbst gemessen oder ist dies der "typische" Wert aus dem Datenblatt den die Referenz nicht einhält weil sie die psychologisch aufgearbeiteten Datenblätter vom Verkauf nicht gelesen hat? Nee im Ernst: Eine Referenz wird bei der Herstellung genau an 3 Punkten gemessen. Bei minimaler Temperatur (0 oder -25 oder -40 Grad) bei 25 Grad und bei der maximalen Temperatur (70 oder 85 oder 125 Grad). Abgeglichen wird so, daß der Unterschied zwischen den 3 Punkten den Grenzwert 2.5ppm/K * 110 Grad Temperaturdifferenz (-25 .. +85 Grad) = 2.75mV nicht übersteigt. Wie die Kurve dazwischen aussieht weiß keiner. Wenn Du wirklich eine Temperaturaussage machen willst mußt du die Temperatur der Referenz konstant halten, oder eine beheizte Referenz wie LM399 oder LTZ1000 verwenden. Gruß Anja
@Anja Anja schrieb: > Selbst gemessen Ja, bei 12 Samples. Eine schöne Kurvenschaar. Sobald ich das Blatt gefunden habe, poste ich es. Anja schrieb: > den die Referenz nicht einhält Ja, ich kenne diese Tricks... > mußt du die Temperatur der Referenz konstant halten Ich benutze den 723 als geregelte Heizung, um die REF102 auf konstanter Temp zu halten. Auf ihrem individuellen Tempco-Plateau. Tempco < 0,5ppm/°C ist dann gut machbar. > Referenz wie LM399 wird auf sehr hoher Temp gehalten. Folge: rauscht deutlich mehr als REF102. Hatte auch Ausfälle. Die REF102 ist auch besser in der long-term-drift. > LTZ1000 ist natürlich super. Gruß Rolf
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Was spricht denn gegen eine Referenz mit Stromboost. zB wie aus dem Datenblatt des ADR421 ? Es gibt auch noch andere Schaltungsversionen..
Rolf Schneider schrieb: > wird auf sehr hoher Temp gehalten. naja 90 Grad sind auf den Nullpunkt bezogen gerade mal 22% mehr. > Folge: rauscht deutlich mehr als REF102. Deutlich mehr kann ich nicht bestätigen. Wobei ich immer das niederfrequente 0.1 .. 10 Hz Rauschen betrachte da ich integrierende Wandler verwende. Für eine Buried Zener bei ca 1 mA gehe ich von ca 0.6ppm/V Ausgangsspannung aus. Real messe ich an 5V Referenzen normalerweise um die 2uVpp als Mittelwert. Einschließlich 3 Sigma-Grenze sind es dann 2.5-3 uVpp. Von 3 gemessenen LM399 haben 2 unter 4uVpp Mittelwert (3.6 bzw. 3.8uVpp) mit 3 Sigma sind es dann unter 5 uVpp. (Erwartungswert wäre 4.2uVpp bei 7V) Gut die 3. LM399 hat 6.5uVpp Mittelwert mit 7.6 uVpp einschließlich 3 Sigma was etwas viel ist. Bei einer 10V-buried zener Referenz würde ich dann so knapp unter 6uVpp erwarten. (Im Datenblatt REF102 steht was von 5uVpp). Rolf Schneider schrieb: > Die REF102 ist auch besser in der long-term-drift. Die 5ppm/khr nach 168h burn in ist auch so ein Taschenspielertrick im Datenblatt. Ich würde hieraus schließen daß in den ersten 168h die Alterung sehr stark ist. (mehr als die üblichen 20-30ppm/kHr) Gruß Anja
Vielen Dank für die zahlreichen Beiträge!
> Die Frage war, ob die 500ppm des LM723 letztlich zum Großteil von der > eingebauten Zenerreferenz herrühren oder ob auch der "error amplifier" > viel zur Drift beiträgt. In dieser AN: http://www.ti.com/lit/an/snoa590a/snoa590a.pdf wird zwar nichts Konkretes zur Langzeitdrift gesagt, aber die Stabilität des LM723 gegen Eingangsspannungsschwankungen kann mit einer externen Referenz um den Faktor 100 gegenüber der internen erhöht werden.
>...wird zwar nichts Konkretes zur Langzeitdrift gesagt... Ja, aber genau das hat mich stutzig gemacht. Würden sie es nicht besonders herauskehren, wenn sich die Langzeitdrift verbessern würde?? Das ist doch genau DIE "application note" um über einen solchen Vorteil zu berichten. Mein Gedanke ist, wenn ich sowieso als Entwickler des LM723 500ppm bei der Zenerreferenz habe, also 3,6mV, wie du schreibst, muß ich mir bei der Offsetspannungsdrift des "errors amplifiers" keine besondere Mühe mehr geben, von den Eingangsströmen garnicht zu reden. Um die 20ppm einer externen Referenz wirklich nutzen zu können, dürfte sich die Offsetspannung des "error amplifier" aber um nicht mehr als 150µV in 1000 Stunden ändern. Glaubst du, daß das der Fall ist?
3,6mV Offsetdrift bei bipolaren Transistoren erreicht man ja schon mit diskreten Transistoren. In ICs gehts gar nicht so schlecht, selbst der miese µA709 hat <25µV/K, ein MAT02 <0,1µV/K. Ist jetzt zwar die Temperaturdrift, aber die Effekte, die die Langzeitdrift bestimmen, wirken ja ähnlich auf beide Transistoren.
Kai Klaas schrieb: >>...wird zwar nichts Konkretes zur Langzeitdrift gesagt... > > Ja, aber genau das hat mich stutzig gemacht. Würden sie es nicht > besonders herauskehren, wenn sich die Langzeitdrift verbessern würde?? > Das ist doch genau DIE "application note" um über einen solchen Vorteil > zu berichten. Dann ginge aber noch eine Nachregelung ähnlich der oben schon vorgeschlagenen... Einstellbarer/trimmbarer Regler, ein ADC misst die Ausgangsspannung gegen eine gute Referenz und mit einem DAC wird der Regler passend nachjustiert. Die Temperaturkompensation wäre damit dann auch erledigbar.
>Dann ginge aber noch eine Nachregelung ähnlich der oben schon >vorgeschlagenen... Ich hatte eben gehofft, daß es einen fixfertigen Dreibeinregler dafür gibt...
Sind CMOS-Varianten vielleicht besser? Eventuell kann man auch die interne Referenz komplett in CMOS erstellen. Das niederfrequenze Rauschen wird sicherlich höher sein, aber das scheint dir ja eher unwichtig. Mein genereller Favorit ist erstmal der LP2951 für praktisch alles. Wenn die Strombelastung sinkt, sollte sich generell die Drift auch verbessern. Vielleicht kommt man mit z.B. zwei Bauelementen anstatt einem weiter? Problem natürlich: Der erste Chip kann den zweiten nicht temperaturmäßig in seine Regelung einbeziehen. hm hm. Mir fällt noch LED ein. Über dein Preislimit und langfristige Verfügbarkeit&Second Source hast du auch noch nix gesagt. Was stört dich am ADRxx?
>Was stört dich am ADRxx? Nix. Ich weiß, es gibt Millionen von Schaltungen, die eine Referenz mit einer simplen Transistorstufe puffern. Auch gibt es Konzepte, bei denen mit einem Servo ein Festspannungregler (LM317, etc.) nachgeführt wird. Diese Schaltungen sind aber nicht annhähernd so stabil, wie ein fertiger Dreibeinregler. Da ich mehrere Module parallel speisen muß und diese bis zu einem halben Meter entfernt sein können, brauche ich einen Regler, der unbedingt stabil an komplexen Lasten ist und ohne Probleme HF-Generatoren speisen kann. Das sind vielleicht auch einige der obigen hybriden Schaltungen. Aber bei diesen müßte ich das zuerst gründlich simulieren und testen. Also war meine Idee: Warum nicht einen fix fertigen Dreibeinregler nehmen, der einfach nur eine Größenordnung weniger Langzeitdrift zeigt als der Uralt-LM723? Wahrscheinlich war ich zu naiv, anzunehmen, daß es heute, 2013, einen Regler gibt, der besser ist als der von Bob Widlar 1967 etnwickelte 723... So, wie es aussieht, werde ich wohl bei meiner dezentralen Lösung bleiben, also mit Referenz plus Opamp(s).
Kai Klaas schrieb: > Warum nicht einen fix fertigen Dreibeinregler > nehmen, der einfach nur eine Größenordnung weniger Langzeitdrift zeigt > als der Uralt-LM723? Vermutlich ist ein Grund, warum sowas nicht hergestellt wird, der Widerspruch zw. einer Ref mit wenig Langzeitdrift und der Leistungsstufe auf dem gleichen chip, welche die Ref ja ständig mit "thermischen Gewittern" traktiert. Nicht nur (konstante) Hitze, sondern auch noch häufige Temp.-Wechsel. => schnellere Alterung => schlechtere Langzeitdrift.
Rolf Schneider schrieb: > Kai Klaas schrieb: >> Warum nicht einen fix fertigen Dreibeinregler >> nehmen, der einfach nur eine Größenordnung weniger Langzeitdrift zeigt >> als der Uralt-LM723? > > Vermutlich ist ein Grund, warum sowas nicht hergestellt wird, > der Widerspruch zw. einer Ref mit wenig Langzeitdrift > und der Leistungsstufe auf dem gleichen chip, > welche die Ref ja ständig mit "thermischen Gewittern" traktiert. > Nicht nur (konstante) Hitze, sondern auch noch häufige Temp.-Wechsel. > => schnellere Alterung => schlechtere Langzeitdrift. Dann gäbe es aber nicht z.B. LM199. Der hat nen Heizer und ne buried-Zener auf dem gleichen Chip. Meiner Meinung nach gibt es einen einfachen Grund: Entweder diese Eigenschaft wird 'frei-Haus' durch die Eigenschaften des Chips geliefert, und dann eifrig beworben sobald man ein Interesse im Markt für sowas mitbekommt. Oder der potenzielle Markt gibt nicht genug her für eine aufwändige Forschung und Produktion eines neuen Konzepts. Nach manchen Eigenschaften läßt sich auch einfach nur sehr schlecht im Web suchen. Auch die parametrische Suche ist oft nervig. Wenn man dann nicht zufällig eine hilfreiche Antwort in Foren bekommt, hat man eben Pech - bis der Zufall vielleicht später was bringt. Deswegen ist meine Festplatte auch so voll ;-) ultra-low drift voltage regulator usw. hast du schon gesucht? Manchmal fehlt ja nur das richtige Stichwort...
Abdul K. schrieb: > Dann gäbe es aber nicht z.B. LM199. Der hat nen Heizer und ne > buried-Zener auf dem gleichen Chip. der wird aber auf konstanter Temp gehalten (ca 90°C) und das ist einerseits hoch, andererseits aber wird er nicht bis 125°C oder mehr gefahren. Man hat auch Hysterese-Effekte, wenn man mit der Temp rauf- und runterfährt.
Gehäuse-Effekte, Biegen der Platine usw. kommt noch hinzu. Naja, er bekommt anscheinend Geld für seine Arbeit.
Abdul K. schrieb: > Gehäuse-Effekte, Biegen der Platine usw. kommt noch hinzu. Luftströmungen...Thermal EMFs...
Kai Klaas schrieb: > Also war meine Idee: Warum nicht einen fix fertigen Dreibeinregler > nehmen, der einfach nur eine Größenordnung weniger Langzeitdrift zeigt > als der Uralt-LM723? Wahrscheinlich war ich zu naiv, anzunehmen, daß es > heute, 2013, einen Regler gibt, der besser ist als der von Bob Widlar > 1967 etnwickelte 723... Angebot und Nachfrage... Die Anforderungen dürften etwas zu speziell sein als das es sich lohnen würde so etwas zu entwickeln. (Insb. wenn sich das ggf. mit mehr Teilen und damit für den Hersteller lukrativer umsetzen lässt...) Siehe Spannungsreferenzen oder ADCs: Die LTZ1000(A) hat seit >25 Jahren keine Konkurrenz, bei Delta-Sigma-Wandlern ist es ähnlich, der CS5534 ist seit über 12 Jahren auf dem Markt und erst so langsam bzw. in den letzten paar Jahren gibt's vergleichbares von der Konkurrenz, ganz zu schweigen von den noch immer unerreichten, noch älteren ADCs wie dem PRI5610 oder ADC180 (oder den ADCs die es nur mit "etwas" Gerät drumherum gibt)
>Vermutlich ist ein Grund, warum sowas nicht hergestellt wird, >der Widerspruch zw. einer Ref mit wenig Langzeitdrift >und der Leistungsstufe auf dem gleichen chip, >welche die Ref ja ständig mit "thermischen Gewittern" traktiert. >Nicht nur (konstante) Hitze, sondern auch noch häufige Temp.-Wechsel. >=> schnellere Alterung => schlechtere Langzeitdrift. Man könnte ja von vorneherein einen Puffer-Transistor vorsehen und nur die eigentliche Präzisionselektronik auf einem Chip anordnen. So ähnlich, wie man das beim 723 macht. >Entweder diese Eigenschaft wird 'frei-Haus' durch die Eigenschaften des >Chips geliefert, und dann eifrig beworben sobald man ein Interesse im >Markt für sowas mitbekommt. Oder der potenzielle Markt gibt nicht genug >her für eine aufwändige Forschung und Produktion eines neuen Konzepts. Ich glaube, der Grund dafür, daß es keinen solchen Dreibeinregler gibt, liegt darin, daß der Trend in den letzten Jahren und Jahrzehnten eindeutig Richtung LDO und effiziente Switcher gegangen ist. Einen driftarmen Regler, der eine Zener-Referenz von 7,15V verwendet, braucht wohl wahrlich niemand, naja, fast niemand. Dafür legt man ganz sicherlich keinen neuen Chip auf den Markt. Und wer so etwas braucht, soll es sich bitte schön selbst bauen. Schaltungsvorschläge gibt es ja genug. >Nach manchen Eigenschaften läßt sich auch einfach nur sehr schlecht im >Web suchen. Auch die parametrische Suche ist oft nervig. Wenn man dann >nicht zufällig eine hilfreiche Antwort in Foren bekommt, hat man eben >Pech - bis der Zufall vielleicht später was bringt. Ganz genau. Ich hatte auf einen Insidertipp gehofft, der mir vielleicht irgendein Teil von Micrel oder einen anderen Exoten empfehlen kann. >ultra-low drift voltage regulator usw. hast du schon gesucht? Manchmal >fehlt ja nur das richtige Stichwort... Ich habe in der Vergangenheit schon mehrfach danach gesucht. Auf "ultra" findet man dann immer nur "ultra-low-noise" Typen oder anderes ultra-Gedöns. Dem gesammten Bereich der Langzeitdriften wird meiner Meinung nach sowieso viel zu wenig Beachtung geschenkt. Ich kann durch einen "Factory Abgleich" praktisch alle schwankenden Parameter abfangen, inklusive Anfangstoleranzen. Aber gegen die Langzeitdrift und Hysterese-Effekte ist noch kein Kraut gewachsen. Gut, ein mehrtägiger Burn-In kann noch sehr hilfreich sein. Außerdem habe ich das Gefühl, daß ich immer weniger im Internet finde. Immer mehr Gebrüll von dämlichen Marketingidioten und immer weniger profunde Fachaufsätze. Wenn ich früher einen CE-Fachbegriff gegurgelt habe, habe ich noch etliche Fachartikel gefunden. Heute wird mir stattdessen jeder Prospekt von jedem Gerät aufgelistet, daß diesen Test bestanden hat. Nervig... >Angebot und Nachfrage... Die Anforderungen dürften etwas zu speziell >sein als das es sich lohnen würde so etwas zu entwickeln. Ganz genau. >Siehe Spannungsreferenzen oder ADCs: Die LTZ1000(A) hat seit >25 Jahren >keine Konkurrenz, bei Delta-Sigma-Wandlern ist es ähnlich, der CS5534 >ist seit über 12 Jahren auf dem Markt und erst so langsam bzw. in den >letzten paar Jahren gibt's vergleichbares von der Konkurrenz... Ich habe das Gefühl, daß die Analogfreaks vor ein paar Jahrzehten mehr drauf hatten als heutezutage und das ganz viel Wissen im analogen Bereich gerade verloren geht. Naja, ich will nicht jammern. In der Elektronik gibt es glücklicherweise immer einen oder mehrere Alternativen und es beruhigt auch ein wenig, auf etwas zurückgreifen zu können, was bereits gut funktioniert hat. Ich danke jedenfalls allen, die mir geholfen haben!
ADC180: Naja, die Seite gibts noch - aber der Mann scheint schon sehr alt... http://elbertresearch.com/users/editorialdisp.php?mn=110669&fn=standardProducts Was kostet so ein Teil? Vergleich zu PREMA-Technologie? Immerhin, man kann sich das Patent ansehen: US4939519 Konnte aber nicht rauskriegen, was damit erreichbar ist. Das ist der Mann, der hinter den VRE-Referenzen steckt. Eventuell interessiert euch noch diese low-noise diskrete PS: http://www.imeko2009.it.pt/Papers/FP_379.pdf Nochmal über die LED nachgedacht?
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Vout-change_vs_Temp.gif
66 KB
Kai Klaas schrieb: > der von Bob Widlar > 1967 etnwickelte 723... ist übrigens garnicht mal soo schlecht: ELRAD hatte damit mal eine sich selbst temperierende Ref gebaut (Okt 1986). Zitate: burn-in > erfolgte bei 70...75°C tcase und dauerte 14 Tage. > Während dieser Zeit wird sich Uref um 3...25mV ändern, > danach bleibt die Spannung konstant. < zur Langzeitstabilität: > Innerhalb von 40 Tagen ... Aktiv / Pause-Verhältnis von 1:1 ... > änderte sich Uref um weniger als 400µV, > was einer Abweichung ... von 0,006% entspricht.< Temp-Stabilität der Ausgangsspannung (temperiert): > typ. 0,6ppm bei +10...+50°C < Die Zener ist nicht 'buried' und deshalb rauscht sie halt leider mehr. Anja schrieb: > Die 5ppm/khr nach 168h burn in ist auch so ein Taschenspielertrick im > Datenblatt. Ich würde hieraus schließen daß in den ersten 168h die > Alterung sehr stark ist. (mehr als die üblichen 20-30ppm/kHr) Hier http://www.ti.com/lit/an/sbva002/sbva002.pdf ist auf S.1 eine Tabelle mit 15 off-the-shelf units. Vout-change in ppm von 1hr to 168hrs bis 1hr to 20mon. Ich habe 12 units ca. 3 Jahre lang 24/7 temp-regulated laufen gehabt und kann diese Daten bestätigen. Wer es drauf anlegen möchte, den TC im ULF-Rauschen verschwinden zu lassen, findet im Anhang entsprechende Anregung. Gruß Rolf
> erfolgte bei 70...75°C tcase und dauerte 14 Tage. > Während dieser Zeit wird sich Uref um 3...25mV ändern, > danach bleibt die Spannung konstant. < Hhm, 25mV nach 14 Tagen entspricht 0,35% = 3500ppm nach 340h bei 70°C. Soviel zeigt der LM317 typisch nach 1000h bei 125°C!! Ist der LM723 dann nicht grottenschlecht?? Hier noch ein sehr interessanter Artikel über die Abschätzung der Langzeitdrift: http://www.docstoc.com/docs/134344130/Understanding-Op-Amp-Limitations
Angehängte Dateien:
> Hier http://www.ti.com/lit/an/sbva002/sbva002.pdf ist auf S.1 eine Tabelle > mit 15 off-the-shelf units. > Vout-change in ppm von 1hr to 168hrs bis 1hr to 20mon. Sie hätten die Daten ruhig noch visulaisieren dürfen.
Kai Klaas schrieb: >> erfolgte bei 70...75°C tcase und dauerte 14 Tage. >> Während dieser Zeit wird sich Uref um 3...25mV ändern, >> danach bleibt die Spannung konstant. < > > Hhm, 25mV nach 14 Tagen entspricht 0,35% = 3500ppm nach 340h bei 70°C. > Soviel zeigt der LM317 typisch nach 1000h bei 125°C!! Ist der LM723 dann > nicht grottenschlecht?? > > Hier noch ein sehr interessanter Artikel über die Abschätzung der > Langzeitdrift: Was sagt Linear immer so schön dazu: "The only way long-term drift can be determined is to measure it over the time interval of interest." Ein paar Messungen an OP27 und OPA111 http://www.femto-st.fr/~rubiola/pdf-articles/journal/2001im%28rubiola%29stability-of-operational-amplifiers.pdf > http://www.docstoc.com/docs/134344130/Understanding-Op-Amp-Limitations Oder direkt ftp://ftp.ti.com/pub/linear_apps/SMA-Kassel/Understanding%20Op%20Amp%20L imitations.ppt Interessant wäre es wenn TI/National mal gemessene Daten zum LMP2011/2012 veröffentlichen würde... Spezifiziert sind: Vos Drift 6 nV/Monat typ. und 15 nV/°C...
Leo schrieb: > Sie hätten die Daten ruhig noch visulaisieren dürfen. ... und dabei auf der X-Achse noch die Wurzel aus der Zeit auftragen auf jeden Fall sieht man deutlich daß die typische Alterung bei 168 Stunden bei rund 10 ppm liegt. Hochgerechnet auf sqrt(6 Wochen) = 1000 Std liegt man wieder bei rund 25 ppm/kHr. -> die REF102 ist nicht besser / schlechter wie andere buried zener Referenzen. Rolf Schneider schrieb: > Ich habe 12 units ca. 3 Jahre lang 24/7 temp-regulated laufen gehabt > und kann diese Daten bestätigen. Erst mal: schönes Bild mit dem Temperaturgang. Aus meinen Messungen hätte ich nie gedacht daß es Referenzen gibt bei denen es so eine geringe Streuung beim Verlauf des Temperaturganges gib. Noch ein paar Fragen: - Welche Ausführung an REF102 hast Du verwendet (SMD/DIP/TO-99) A,B oder C? - Sind die Bauteile auf der Leiterplatte eingelötet oder in Fassungen? - Wie machst Du 0..70 Grad zuhause oder ist das ein Klimaschrank in der Firma? - Ist der Temperaturgang nur in einer Richtung aufgenommen oder fallen steigende und fallende Meßwerde zusammen? Rolf Schneider schrieb: > Ich habe 12 units ca. 3 Jahre lang 24/7 temp-regulated laufen gehabt > und kann diese Daten bestätigen. Die 5 ppm/kHr Alterung bei konstanter Feuchtigkeit erreichen nach ein paar Kilostunden mindestens 80% aller buried zener Referenzen. Je nach Gehäuse der Referenz (Plastik / hermetisch), Leiterplattenmaterial und Montage auf der Leiterplatte kommt noch bis zu 10-20ppm Feuchtigkeitsdrift im Bereich 40%-70% Luftfeuchtigkeit hinzu. Kai Klaas schrieb: > Hhm, 25mV nach 14 Tagen entspricht 0,35% = 3500ppm nach 340h bei 70°C. > Soviel zeigt der LM317 typisch nach 1000h bei 125°C!! Ist der LM723 dann > nicht grottenschlecht?? Das Problem sind wahrscheinlich die Messbedingungen. Beim LM317 wurde wahrscheinlich das TO-3 Gehause für die Messung beim Hersteller verwendet. Bei der Elrad-Messung das billigere DIP14-Gehäuse. Dann noch möglichst direkt nach dem Löten mit der Messung begonnen ohne vorherige gründliche Leiterplattenreinigung (der Artikel muß unbedingt noch in die April-Ausgabe). Erfahrungsgemäß dauert es ca 1-2 Wochen bis nach dem Löten die aus dem Gehäuse entwichene Feuchtigkeit wieder ausgeglichen ist. Gruß Anja
>Das Problem sind wahrscheinlich die Messbedingungen. >Beim LM317 wurde wahrscheinlich das TO-3 Gehause für die Messung beim >Hersteller verwendet. Außerdem hat der LM317 wohl schon einen "Factory Burn-In" bei 125°C hinter sich, bevor er ausgeliefert wird. Dieser hier http://www.linear.com/product/RH117 immerhin 240h bei 125°C. Natürlich nicht Chip für Chip, sondern jeweils der ganze Wafer. >Erfahrungsgemäß dauert es ca 1-2 Wochen bis nach dem Löten die aus dem >Gehäuse entwichene Feuchtigkeit wieder ausgeglichen ist. Also erst mal einen 24h-Trocknungs-Burn-In. Danach abkühlen lassen und erst dann die Anfangsmessung. Danach erst der reguläre Burn-In. Man kann auch dieser Diskussion hier wieder entnehmen, daß besonders geringe Langzeitdriften grundsätzlich nur nach einem ausgeprägtem Burn-In erzielbar sind. Wünschenswert sind Burn-In-Phasen von >1000h. In der Praxis ist aber oft nur ein Bruchteil davon umsetzbar. Nachdem ich mir nochmal die Innenschaltung des LM723 angeschaut habe, denke ich, daß auch der "error amplifier" eine gehörige Portion Langzeitdrift produziert. Die Schaltung ist ja Lichtjahre von der Präzision entfernt, die beispielsweise mit einem OP07 machbar ist.
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Hallo, noch ein paar Messungen zur Langzeitdrift: Gemessen werden 2 LTZ1000A und 1 LM399 Referenz mit 2:1 Präzisionsspannungsteiler. ADC13 ist mit einem AD586LQ im Keramik-Gehäuse aufgebaut. Die Messung beginnt Tag 200 mit einer mittleren Alterung von 3.4ppm/kHr bezogen auf die Erst-Inbetriebnahme des ADC. Ab Tag 420 wird Nachts die Referenz mit 15mA (3 * 1K Widerstand) belastet. -> neue Alterungsgeschwindigkeit ab Tag 420 von 2.4 ppm/kHr Ab ca Tag 480 bleibt die Referenz nahezu konstant. Irgendwann habe ich die 15mA Belastung dann weggelassen. Die Jahresdrift dürfte so bei wenigen (1-2) ppm/Jahr liegen. Leider habe ich keine genügend genaue Meßmöglichkeit. ADC8 ist mit einem LT1027CCN8-5 im Plastik-DIP8 aufgebaut. Man sieht deutlich die Korrelation zur relativen Feuchte von ca 0.5ppm/%. Wenn man die Feuchtigkeit herausrechnet kommt man ebenfalls auf die Größenordnung 2 ppm/Jahr Alterungsdrift. Wobei die verwendeten Referenzen alle noch bleihaltig sind. Ich habe die Vermutung daß seit ROHS die Eigenschaften sich geändert haben ohne daß dies im Datenblatt nachspezifiziert wurde. Jedenfalls verhalten sich die 4 LT1027BCN8-5 bleifrei deutlich anders (schlechter vom Temperaturgang her) als die 13 LT1027CCN8-5 aus der bleihaltigen Zeit. Siehe auch: http://www.analog.com/static/imported-files/PCN/ADI_PCN_12_0199_Rev_-_Form.pdf Gruß Anja
Anja schrieb: > Wobei die verwendeten Referenzen alle noch bleihaltig sind. > Ich habe die Vermutung daß seit ROHS die Eigenschaften sich geändert > haben ohne daß dies im Datenblatt nachspezifiziert wurde. > Jedenfalls verhalten sich die 4 LT1027BCN8-5 bleifrei deutlich anders > (schlechter vom Temperaturgang her) als die 13 LT1027CCN8-5 aus der > bleihaltigen Zeit. > Seltsam. Vielleicht mißt du Thermospannungen mit? Der Chip ist ja bleifrei.
Etwas OT: http://fluke.informationstore.net/efulfillment.asp?publication=10777-eng Weiß jemand welche TaN-Widerstandsarrays da verbaut werden? Die, die ich bislang gefunden haben, haben allesamt schlechtere Eigenschaften als gute Metallfolien-Widerstandsarrays...
>Weiß jemand welche TaN-Widerstandsarrays da verbaut werden? Die, die ich >bislang gefunden haben, haben allesamt schlechtere Eigenschaften als >gute Metallfolien-Widerstandsarrays... Schau mal hier: http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an42.pdf
Kai Klaas schrieb: >>Weiß jemand welche TaN-Widerstandsarrays da verbaut werden? Die, die ich >>bislang gefunden haben, haben allesamt schlechtere Eigenschaften als >>gute Metallfolien-Widerstandsarrays... > > Schau mal hier: > > http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an42.pdf Vishay, Metallfolie, IRC gehört zu TT (deren TaN-Arrays kommen nicht an die von Vishay heran), Julie Research/Ohm Labs haben als Komponenten nur drahtgewickelte (nicht immer brauchbar und nicht gerade klein), Allan-Bradley gehören zu Rockwell und scheinen keine mehr herzustellen.
Anja schrieb: > Bei der Elrad-Messung das billigere DIP14-Gehäuse. Dann noch möglichst > direkt nach dem Löten mit der Messung begonnen Da ist die Metall-Ausführung drin, mit den Beinchen max. lang eingelötet. Darüber ein ausgehöhlter Korken zwecks Wärmedämmung und dem Abhalten des 'wind of change'. Anja schrieb: > - Welche Ausführung an REF102 hast Du verwendet (SMD/DIP/TO-99) A,B oder > C? REF102AP, also DIP > - Sind die Bauteile auf der Leiterplatte eingelötet oder in Fassungen? 2 Reihen à 6 Stck in Fassungen auf PCB, darauf Detacta-unterfüttert ne 4mm Alu-Platte mit Temp-Regelung. > - Wie machst Du 0..70 Grad 15...70 Grad Ich vermute jetzt mal (ist 8 Jahre her), daß ich die Alu-Platte von ca. 29°C langsam hochgefahren habe bis 70°C. Von 30...70°C alle +5°C gemessen. Dann abkühlen lassen und Raum-Heizung aus. Dann bei 25 20 15°C gemessen. > - Ist der Temperaturgang nur in einer Richtung aufgenommen oder fallen > steigende und fallende Meßwerde zusammen? Man kann einen leichten Hysterese-Knick erkennen zwischen ober- und unterhalb der 29°C. > nie gedacht daß es Referenzen gibt bei denen es so eine > geringe Streuung beim Verlauf des Temperaturganges gib. Ich sach ja, die sind ganz gut... :-) Frage: Gibt es eine wirkungsvolle und nebenwirkungsfreie Möglichkeit, die Plastik-Gehäuse zu 'versiegeln', um sie besser vor Luftfeuchtigkeits- und anderen Einflüssen zu schützen? Was wäre zu halten zB. von 'Plastik70' oder 'Urethan71'? Gruß Rolf
Rolf Schneider schrieb: > Gibt es eine wirkungsvolle und nebenwirkungsfreie Möglichkeit, > die Plastik-Gehäuse zu 'versiegeln', Gegenfrage: Warum gibt es immer noch Neuentwicklungen mit Keramik-Gehäusen. Z.B. LT1236AILS8-5. Wo es doch sooo einfach mit Plastik-Spray gehen würde. Gruß Anja
Anja schrieb: > Wo es doch sooo einfach mit Plastik-Spray gehen > würde. Das hab ich ja nicht behauptet... Warum geht es damit nicht?
Rolf Schneider schrieb: > Frage: > Gibt es eine wirkungsvolle und nebenwirkungsfreie Möglichkeit, > die Plastik-Gehäuse zu 'versiegeln', > um sie besser vor Luftfeuchtigkeits- und anderen Einflüssen zu schützen? > Was wäre zu halten zB. von 'Plastik70' oder 'Urethan71'? http://www.dowcorning.de/de_DE/content/etronics/etronicscoat/default.asp http://www.mgchemicals.com/products/
Weil Pastik-Spray ein hermetisch dichtes Gehäuse nicht ersetzen kann, da es nicht diffusionsbeständig ist. Einzige Möglichkeit die du hast ist, die Schaltung nachträglich in ein hermetisch dichtes Gehäuse zu bringen, natürlich vorher lange ausheizen, damit sämtliche Feuchtigkeit verdampft und möglichst unter Schutzgasatmosphäre ins Gehäuse einbringen, à la: http://www.schott.com/epackaging/german/autoclavable_electronics.html
Arc Net schrieb: > http://www.dowcorning.de/de_DE/content/etronics/etronicscoat/default.asp > Silikone sicherlich nicht. Die bilden bekannterweise senkrechte Verbindungskanäle aus. Ich wollte erst Wasserglas erwähnen - aber das ist auch nicht dicht und chemisch aktiv, wenn feucht. Mir fällt schlicht kein Material außer Keramik ein.
Abdul K. schrieb: > Mir fällt schlicht kein Material außer Keramik ein. Glas/Metall geht auch. Wobei die Durchführungen durchs Gehäuse immer mit Glas versiegelt werden. Die Drähte+Bodenplatten müssen allerdings den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie die Versiegelungsmasse haben. -> Drähte sind normalerweise aus Kovar mit ca 40uV/K Thermospannung gegen Kupfer. Gruß Anja
Abdul K. schrieb: > Mir fällt schlicht kein Material außer Keramik ein. Naja, Eisen- und Nichteisenmetalle fallen da auch mit rein. Ein dickes zugeschweißtes Alugehäuse (Dichtungen sind nicht diffusionsbeständig) dürfte es genauso tun, wie ein paar Messung oder Kupferplatten, die man zusammenlötet. Bleibt die Kabeldurchführung. Im letzt genannten Fall dürfte man mit hochwertigeren Durchführungskondensatoren gut auskommen. Auch bei einem solchen Aufbau gilt natürlich, einige Tage ausheizen (125°C), da die Zeitkonstante der Feuchte in FR4 und Plastik recht groß ist (siehe Angabe zur Feuchteaufnahme von FR4-Basismaterialien).
branadic schrieb: > http://www.schott.com/epackaging/german/autoclavable_electronics.html Da geht's um autoklavierbare Elektronik... http://scscoatings.com/parylene_applications/electronic-coatings
> Da geht's um autoklavierbare Elektronik...
Richtig, ändert aber nichts daran, dass es die gleiche Problemstellung
ist:
"...Empfindliche Sensoren und andere elektronische und
opto-elektronische Komponenten erfordern zuverlässige Verkapselungen,
die langfristig schwierigen Umweltbedingungen standhalten. Hermetische
Gehäuse aus Glas-Metall, Keramik-Metall sowie reine Keramikgehäuse
bieten diesen zuverlässigen Schutz und stellen gleichzeitig eine
ständige Stromversorgung sowie die sichere Übermittlung von Daten aus
den Komponenten sicher..."
branadic schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Mir fällt schlicht kein Material außer Keramik ein. > > Naja, Eisen- und Nichteisenmetalle fallen da auch mit rein. Ein dickes Er wollte sein Plastegehäuse ummanteln. Aber laßt eurem Wissensstrom gerne weiter freien Lauf...
Arc Net schrieb: > branadic schrieb: >> http://www.schott.com/epackaging/german/autoclavable_electronics.html > > Da geht's um autoklavierbare Elektronik... > http://scscoatings.com/parylene_applications/electronic-coatings Das ist doch das Zeug war Micrometals für die Umhüllung ihrer Ringkerne verwendet. Heißt wohl so. Hab jetzt nicht extra nachgesehen. Macht aber gefühlt einen wertigen Eindruck. Jetzt nur noch rauskriegen, was das für ein Zeug ist und wo man es kaufen und auch einfach verarbeiten kann. Andererseits ist doch jeder moderne Chip glas-passiviert. Also reines SiO2. Yep, ist Parylene und bei Micrometals kann man weiterlesen...
Abdul K. schrieb: > Er wollte sein Plastegehäuse ummanteln. Und ich wollte darauf hinweisen, dass ein "Ummanteln" des Plastikgehäuses des Chips keinen Sinn macht, da über das Basismaterial wieder Feuchte ans Bauteil kommt, das liegt nun mal in der Natur von Diffusionsprozessen. Mit einer partiellen Umkapselung verändert man lediglich die Zeitkonstante. Einzige Abhilfe ist hier nur das hermetisch dichte Verpacken der gesamten Schaltungsgruppe oder das Bauteil durch eine Version im hermetisch dichten Package zu ersetzen. Jedes noch so angepriesene Wunderspray kann an dieser Tatsache nichts ändern.
Abdul K. schrieb: > Andererseits ist doch jeder moderne Chip glas-passiviert. Darum geht es gar nicht primär. Das Problem ist daß ein quellendes Kunststoffgehäuse mechanische Spannungen auf den Chip ausübt. Durch diese mechanischen Kräfte verändert sich die Ausgangsspannung. Gruß Anja
Wenn es nur darum geht die Zeitkonstante zu verändern, dann kannst du genauso gut Wachs über die Schaltung leeren. Das Problem ist nicht die Passivierung des Siliziums an sich, sondern die sich ändernde mechanische Belastung auf dem Silizium-Chip. Im hermetisch dichten Package liegt der Die und die Bonddrähte mehr oder weniger frei im Gehäuse und ist nur partiell mit dem Gehäuse via Klebeverbindung am Gehäuse befestigt. Das Gehäuse wird geschlossen, der Die erfährt dabei quasi keine mechanische Beanspruchung. Bei einem Plastik-Package ist der Die auf dem Leadframe gepappt, wird gebondet und dann vollständig mit einer Moldmasse "umspritzt", die bei diesem Prozess eine Viskosität wie Wasser hat und damit so ziemlich alle Hohlräume auffüllt. Jedwede mechanische Belastung am Gehäuse, welcher Natur auch immer, wird auf die Bonddräht und auf das Chip geleitet.
branadic schrieb: > Mit einer partiellen Umkapselung verändert man > lediglich die Zeitkonstante. In einer Umgebung mit schwankender Feuchtigkeit könnte das ja schon was bringen. Wenn die fg des Umkapselungsmaterials deutlich niedriger ist.
Rolf Schneider schrieb: > Wenn die fg des Umkapselungsmaterials deutlich niedriger ist. Schau Dir mal das rechte Bild oben an: Was Du haben willst ist eine Zeitkonstante die deutlich über einem Jahr liegt. Gruß Anja
Rolf Schneider schrieb: > Wenn die fg des Umkapselungsmaterials deutlich niedriger ist. Die Frage die ich mir stelle ist, wäre es nicht effizienter auf das hermetisch dichte Package zu gehen, zumal es dieses IC in einem solchen gibt. Die Zeitersparnis dadurch kannst du sicherlich viel besser in andere Problemstellungen investieren oder nicht?
Anja schrieb: > Was Du haben willst ist eine Zeitkonstante die deutlich über einem Jahr > liegt. Yesss Gruß Rolf
branadic schrieb: > wäre es nicht effizienter auf das > hermetisch dichte Package zu gehen, zumal es dieses IC in einem solchen > gibt. Wenn ich das akut brauchen würde, sicherlich. Ich bin aber auch ein Mensch, der die Dinge infragestellt. Nur so kommt man auf ganz neue oder kreative Lösungen. Einstein zB. hat sich auch gefragt, als er die Formel für Gravitation in seinem Physikbuch betrachtete: "Na, ob das denn wohl so stimmt" und mit Rumgrübeln Zeit verschwendet, statt branadic schrieb: > Die Zeitersparnis dadurch kannst du sicherlich viel besser in > andere Problemstellungen investieren
Wenn ich das so lese, fällt mir ein altes z.B. Keramik-EEPROM ein, dessen Dach man leicht ablöten und einen anderen Chip einbauen könnte. So ein SOT23 müßte reinpassen. Ich weiß nicht ob man alle ablöten kann. Bei einer damaligen CPU ging es jedenfalls problemlos. Sie hatte kein Sichtfenster. War einfach ne dünne Metallplatte.
Abdul K. schrieb: > und einen anderen Chip einbauen könnte Naja, verdrahten müßtest du ja auch noch. -> Viel zuviel Zeitaufwand. Ich dachte an ein Tauchbad (mit geschützten pins) und dann Dutzende oder 100erte gleichzeitig. Eine Sache von wenigen Sekunden. als Beispiel: Es gibt doch Beschichtungen, die zB.das Durchrosten von Eisen um viele Jahre oder gar Jahrzehnte hinauszögern...
Abdul K. schrieb: > So ein SOT23 müßte reinpassen. Der Ansatz ist ja ok, aber ich kenne keine buried zener im SOT-23. Und für eine Bandgap lohnt es sich nicht. Gruß Anja
Anja schrieb: > buried zener ist auch ein Beispiel dafür, daß jemand sich nicht mit dem Rauschen der normalen zener zufriedengeben wollte, und dann die buried zener erfunden hat. Möglicherweise hat er seinen Hund dabei beobachtet, wie der grad einen Knochen vergraben hat und ist dadurch auf die Idee gekommen... who knows
Rolf Schneider schrieb: > Ich dachte an ein Tauchbad (mit geschützten pins) > und dann Dutzende oder 100erte gleichzeitig. Du vergisst dabei die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien, es dauert nicht lange und deine Wunderbeschichtung ist für die Katz. Wie gesagt, wenn du die Kurzzeitstabilität verbessern willst dann gieße dick Kerzenwachs drüber und verändere damit die Zeitkonstante, Langzeitstabilität wirst du nur mit hermetisch dichten Packages erreichen. Das kannst du nun gern in Frage stellen, aber diese Gedanken haben sich schon viele Hersteller vor dir gemacht und bieten entsprechende Lösungen in Form von Gehäusevarianten und nicht etwa Beschichtungsmittel an. Es ist auch leicht einzusehen, dass Materialien (insbesondere in dünnen Schichtdicken) mit langkettigen Molekülen nicht diffusionsbeständig sein können und Materialien mit einer periodischen Gitterstruktur die kleiner als ein Wassermolekül ist inherent gegen eben dieses sind, solange sie nicht auf chemischer Ebene mit diesem reagieren. Bevor du jetzt mit Nanobeschichtungen kommst, es gilt wieder der erste Satz und man muss sich zudem noch die Frage nach der Toxizität (das soll keine Panikmache sein) dieser kleinen Partikel stellen und die ist bisher noch nicht geklärt, auch wenn viele Materialien käuflich erwerbbar sind. Und selbst gesetz dem Fall das das unkritisch ist muss man sich erneut die Kosten-Nutzenfrage stellen und wird wieder bei der hermetisch dichten Version des ICs landen.
Vielleicht eine flexible Leiterplatte für die Referenz/Schaltung, temperiertes Gehäuse und die Luftfeuchtigkeit konstant halten (Museumsmethode: passende gesättigte Salzlösung und Gore-Tex(R) http://cool.conservation-us.org/waac/wn/wn13/wn13-1/wn13-106.html) Zu den Keramikgehäusen: Die LTC6655 gibt's anscheinend seit kurzem(?, neues Datenblatt ist vom Dezember 2012) im Keramikgehäuse! http://www.linear.com/product/LTC6655 Im Datenblatt gibt's auch entsprechende Diagramme zur Langzeit-Drift normales MSOP-8 vs. CLCC (gibt's irgendwo einen autom. Datenblatt/Errata-Updater ;-)) Fiel mir grade wieder ein... "MAINTAINING 10 VDC AT 0.3 PPM OR BETTER IN YOUR LABORATORY" http://assets.fluke.com/appnotes/Calibration/aug96pp2.pdf
Immerhin kann man ja bei Schott sich Gehäuse bestellen. Dachte nicht, daß Schott sowas herstellt. Was man alles so mitkriegt, erstaunlich. Was "TO" heißt, wußte ich bislang auch nicht. Naja, ich bin ja auch noch nicht so lange dabei ;-))
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>Silikone sicherlich nicht. Die bilden bekannterweise senkrechte >Verbindungskanäle aus. Genau. Im Anhang ist das Resultat eines Betauungstests zu sehen. Die Wasserblasen befinden sich UNTER der Silikonschicht! Silikon bildet beim Aushärten Kanäle, entlang derer Wassermoleküle diffundieren können. Damit können "Unmengen" an Wasser transportiert werden.
Arc Net schrieb: > Die LTC6655 gibt's anscheinend seit kurzem(?, neues Datenblatt ist vom > Dezember 2012) im Keramikgehäuse! Ja klar, allerdings ausschließlich die 2.5V Version. Die fällt bei mir durchs Suchraster. Wobei ich die Aussage "No Humidity Sensitivity (LS8 Package)" bei diesem Gehäuse für sehr problematisch halte. Weiter unten im Datenblatt steht dann nur: However, PC board material may absorb water and apply mechanical stress to the LTC6655LS8. Proper board materials and layout are essential. Da hätte ich dann schon erwartet daß dann klipp und klar dasteht daß es mit normalem FR4 auf keinen Fall geht. Und vielleicht nur mit Starr-Flex. Bei der LT1236 im LS8 Gehäuse waren ursprünglich 12ppm für 40-70% Feuchte spezifiziert. Ich habe dann nachgefragt ob dies von der Leiterplatte herkommt und man durch eine "dead bug" Montage noch weiter verbesserbar wäre. Die Antwort war "ja wir werden den Parameter aus dem Datenblatt löschen". Gruß Anja
Anja schrieb: > Da hätte ich dann schon erwartet daß dann klipp und klar dasteht daß es > mit normalem FR4 auf keinen Fall geht. Und vielleicht nur mit > Starr-Flex. Was Feuchte angeht sind so ziemlich alle Basismaterialien ungünstig und eine stabile LTCC wäre unter Umständen besser (mechanisch stabil, geringste Feuchteaufnahme), allerdings sind es dann hier wieder die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten die für mechanische Belastungen führen. Starr-Flex wäre natürlich eine Möglichkeit die mechanischen Spannungen vom Package fern zu halten, ändert an der Feuchteproblematik der Referenz in Plastik-Package insgesamt jedoch nichts. Generell sollte sowieso Feuchtigkeit von der FR4-Leiterplatte fern gehalten werden, da es zur Delamination führt. Wie sieht eine solche Referenz auf einer Starr-Flex dann aus? Eine Flex-Membran mitten auf der FR4-Leiterplatte, auf der die Referenz sitzt? Hat jemand Bilder von einem solchen Aufbau? In den üblichen AppNotes finden sich in der Regel nur die Hinweise auf Slots um die Referenz und Empfehlungen wo die Referenz optimal auf der Leiterplatte zu platzieren wäre, aber kein Starrflex-Beispiel. Ich denke aber auch diese Lösung ist kostentechnisch fragwürdig. In einem Prototypen-Aufbau kann man natürlich mit allen unkonventionellen Möglichkeiten aufwarten. In einem Serienprodukt wird man aber eine Referenz nicht in Dead-Bug-Technik mit Fädeldraht einsetzen. Hermetisch dichte TO-Packages verschwinden zunehmend vom Markt. Daher komme ich zu dem Schluss, dass der einzig gangbare Weg eine Referenz im hermetisch dichten SMD-Package (z.B. LS8) ist, die mit Leitkleber (ICA) auf die Leiterplatte gesetzt wird. Die mechanischen Kräfte werden vom Leitkleber aufgenommen und vom Package der Referenz fern gehalten. Ich störe mich jedoch ein wenig daran, dass man einem diese Packages als Neuerung des 21. Jahrhundert verkaufen möchte. Ich erinnere mich an die alten Prozessoren im hermetisch dichten Keramikpackage. CQFN gibt es auch nicht erst seit gestern. Vermutlich tun sich die Hersteller schwer zuzugegeben, dass sie schlichtweg vieles vergessen oder verlernt haben. Die RohS-Ausrede lasse ich da nicht gelten. Das wiederum führt mich zu der Frage, warum es die temperaturgeregelten Referenzen LM199/399 oder die LTZ1000 nicht in einem entsprechend modernem SMD-Package gibt. Es ist ja nicht so das dafür absolut kein Bedarf bestehen würde. Langzeitstabilität wird doch immer ein Anspruch sein, auch noch in zukünftigen Generationen, in denen "Normale" immer noch riesige Aufbauten sein werden die Stickstoff-gekühlt sind. <Scherzmodus an> À propos Normal, wer sagt eigentlich das ein Josephson-Normal genau und stabil ist? Wer sagt eigentlich das die Langzeitstabilität einer Referenz nicht auf wundersame Weise mit der Expansionsrate des Universums korreliert? Immerhin rasen wir mit einer unglaublichen Geschwindigkeit durch die Raumzeit. Vielleicht ist die Drift einer Referenz eine Abweichung ihrer Geschwindigkeiten vom Rest des Universums. Durch einen Burn-In werden die Geschwindigkeiten vielleicht wieder angeglichen? Konstanten sind variabel, Verstärker gute Oszillatoren und uns sind von Haus aus Limits durch das Rauschen gesetzt. Doch was liegt hinter dem Elektronenrauschen? <Scherzmodus aus> Worauf ich hinaus will, übertreibt es nicht, auch an dieser Stelle ist kein Platz für brennende Büsche, magische Steine, mit Laser beschriebene Aluringe und Bann- oder Zaubersprüche. Stattdessen stelle man sich die objektive Frage was ist wirklich notwendig und kann einem eine Kalibration nicht das Leben erleichtern. Muss ich das System mit Unmengen an Sensoren ausstatten, die die Umweltbedingungen wahrnehmen und diese durch aufwendige Rechnerei kompensieren? Oder kann ich durch viel einfachere Maßnahmen viel mehr erreichen? Zuletzt möchte ich noch mal an das Pareto-Prinzip erinnern und darauf hinweisen, dass 90%-Lösungen meist mehr als ausreichend sind.
branadic schrieb: > Wie sieht eine solche Referenz auf einer Starr-Flex dann aus? Eine > Flex-Membran mitten auf der FR4-Leiterplatte, auf der die Referenz > sitzt? Hat jemand Bilder von einem solchen Aufbau? In den üblichen > AppNotes finden sich in der Regel nur die Hinweise auf Slots um die > Referenz und Empfehlungen wo die Referenz optimal auf der Leiterplatte > zu platzieren wäre, aber kein Starrflex-Beispiel. Ich denke aber auch > diese Lösung ist kostentechnisch fragwürdig. Warum? In den Bereichen wo eine derartige Stabilität gebraucht wird, kommt es normalerweise nicht auf den letzten gesparten Cent an. LTZ mit Schutzkappe http://dev.xdevs.com/attachments/download/208/2_3_ace27d41477113b.jpg LTZ + Platine http://dev.xdevs.com/attachments/download/215/2_3_d51b0ddc91907b9.jpg das ganze ist aus einem Keithley 2002 http://dev.xdevs.com/documents/24 was ganz gut die 90%-Lösung veranschaulicht (abgesehen davon, dass die Bauteile vorher z.T. aufwendig selektiert werden...) Allerdings könnte ich hin und wieder was transportableres gebrauchen, was nicht auf angenehme Laborbedingungen angewiesen ist... Anja schrieb: > Arc Net schrieb: >> Die LTC6655 gibt's anscheinend seit kurzem(?, neues Datenblatt ist vom >> Dezember 2012) im Keramikgehäuse! > > Ja klar, allerdings ausschließlich die 2.5V Version. Die fällt bei mir > durchs Suchraster. Bei mir meistens alles >= 5V und die "krummen" 6.x V bis 7.x V der LTZ/LMx99 sind ohne weiteres auch nicht (bei den heutigen ADCs) zu gebrauchen. > Wobei ich die Aussage "No Humidity Sensitivity (LS8 Package)" > bei diesem Gehäuse für sehr problematisch halte. > Weiter unten im Datenblatt steht dann nur: Falsch ist die Aussage an sich ja nicht... Die Leute, die sich damit auskennen, werden das beachten, die anderen wurden ausreichend gewarnt. Marketing, rechtliche Anforderungen und reale Daten treffen im Datenblatt nicht immer in der günstigsten Zusammenstellung aufeinander...
>Worauf ich hinaus will, übertreibt es nicht, auch an dieser Stelle ist >kein Platz für brennende Büsche, magische Steine, mit Laser beschriebene >Aluringe und Bann- oder Zaubersprüche. Stattdessen stelle man sich die >objektive Frage was ist wirklich notwendig und kann einem eine >Kalibration nicht das Leben erleichtern. Wenn du in der Industrieelektronik tätig bist und Sensoren herstellst, die bei 80°C und darüber laufen müssen, versuchst du erst mal, die Schaltung von Grund auf einfach zu halten. Jedes überflüssige Bauteil erhöht die Ausfallwahrscheinlichkeit und vergrößert die Langzeitdrift. Dann baust du eine Elektronik die grundsätzlich ohne späteren Abgleich oder Nachjustierung auskommt, weil das einfach praktisch nicht umsetzbar ist. Erstens kann das der Kunde sowieso nicht, und zweitens ist ein zeitweises Zurückschicken zum Hersteller für den Kunden eine Zumutung. Doch der Kunde erwartet noch mehr: Weil der Abgleich des Sensors äußerst langwierig sein kann, will der Kunde bei einem Ersatz- oder Austauschsensor einen zweiten Abgleich möglichst vermeiden. Also muß der Sensor nicht nur äußerst langzeitstabil sein, sondern alle Sensoren müssen auch noch untereinander gleiches Verhalten zeigen. So, jetzt stehst du da. Das mit dem gleichen Verhalten bekommst du durch einen Factory Abgleich hin, indem du mit dem fertigen Sensor und Referenzmeßmaterialien Eichkurven aufnimmst und sie mit einem eingebauten Microcontroller auf ein Normal referenzierst, sodaß jeder Sensor mit dem gleichen Material auch den gleichen Meßwert ausspuckt. Das hilft dir aber wenig, wenn die Langzeitdrift der verwendeten Bauteile schlecht ist. Also analysierst du erst einmal, welche Bauteile den stärksten Einfluß auf die Langzeitdrift haben und versuchst dann dort gezielt zu "schrauben". Es geht nicht darum, einen perfekten Sensor zu bauen. Der wäre unbezahlbar. Sondern es geht darum, mit einem vertretbaren Aufwand ein Optimum zu erzielen und dabei immer einen Tick besser zu sein als die Konkurrenz. Viele Industriekunden haben völlig überzogene Vorstellungen, was ein Sensor können muß. Sie sind selbstverständlich bereit, andauernd mechanische Verschleißteile auszuwechseln. Aber vom Sensor erwartet man Übernatürliches. Neulich hat mich ein Kunde gefragt, ob es eigentlich normal ist, daß ein Sensor (mit eingebauter Elektronik!), der bei 120°C betrieben wird, schneller ausfällt, als einer bei 80°C...
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Hallo, branadic schrieb: > Wie sieht eine solche Referenz auf einer Starr-Flex dann aus? Die putzigen Dinger sehen auf jeden Fall sehr gut aus und machen auch in der DIP-Fassung noch eine gute Figur. Wenn es vielleicht nicht die genauesten (Tempco) sind so ist das LS8-Gehäuse auf jeden Fall das schönste was man derzeit für Geld kaufen kann. Gruß Anja
Arc Net schrieb: > Warum? In den Bereichen wo eine derartige Stabilität gebraucht wird, > kommt es normalerweise nicht auf den letzten gesparten Cent an. Hier wurde aber nach einer kostensparenden Lösung gefragt, also geht es eben doch irgendwo um den letzten Cent. Kai Klaas schrieb: > Wenn du in der Industrieelektronik tätig bist und Sensoren herstellst, > die bei 80°C und darüber laufen müssen, versuchst du erst mal, die > Schaltung von Grund auf einfach zu halten. Wir entwickeln ebenfalls Sensoren und Qualifizieren sie über den späteren Einsatztemperaturbereich. Die Prüftstände verfügen dazu ebenfalls über Sensoren, seien es Drehgeber, hochgenaue Neigungswinkelsensoren oder was weiß ich. Da wir ISO zertifiziert sind setzt das auch vorraus, dass die Prüfmittel in bestimmten Wartungsintervallen überprüft und ggf. kalibriert werden, im Zweifelsfall sogar ersetzt werden. Selbiges gilt ja auch für deine Messmittel. Genau diese Intervalle darfst du in anspruchsvollen Sensoranwendungen ebenfalls von deinem Kunden erwarten, es sei denn dein Sensor ist 100 - 1000fach besser, sodass du garantiert immer auf der sicheren Seite bist, auch noch in 10 Jahren. Ist dein Sensor aber bereits an der Grenze ausgelegt, dann kommst du da einfach nicht drum herum. Die Zeit zeigt eine klare Tendenz dahin das alles nur noch an der Grenze arbeitet und Ausfälle quasi vorprogrammiert sind. Wenn das eure Kunden nicht verstehen, dann solltet ihr die vielleicht mal schulen :D Spaß beiseite, ich kann deiner Argumentation durchaus folgen, kann aber immer nur wieder mit dem Kopf schütteln, wenn ich Kundenanforderungen höre. Teilweise haben die einfach keinen Plan was ihre Anforderungen bedeuten (Beispiel: Ich möchte das sie die 4-20mA Stromschnittstelle des Sensors mit mindestens 16bit qualifizieren) und oftmals kommen die Anforderungen aus der Marketingabteilung, die etwas haben wollen das gar nicht benötigt wird und unnötig viel kostet, nur weil man drei Datenblätter drei verschiedener Hersteller für ein Produkttyp hergenommen hat und möchte, dass man in allen Punkten jeweils besser ist als die Konkurrenz. Was für ein Lötzinn oder?
branadic schrieb: > Offtopic passend zum Thema: http://kunden.ausderhoelle.de/ Schon das erste Beispiel ist so wie ich es voreingenommen erwartet hatte: Der Kunde ist vermutlich ein Amerikaner oder Russe und die haben schlicht andere Weltkarten. Das dortige Zentrum ist schlicht verschoben. Ist halt immer ein Kommunikationsproblem! zurück zum Kleben: Man könnte eine Platte mit niedrigem tempco drunterbauen, z.B. aus DURAN oder Glaskeramik. Wobei das doch eher überflüssig ist, wenn die Referenz mehrfach abgebuffert wird, sei es spannungsmäßig oder temperaturell. In einem der erwähnten pdfs über die Stabilität von OpAmps ist eine Grafik, die zeigt das kleinere Plastegehäuse besser wegkommen. Warum sind die Hersteller eigentlich von Keramik weggekommen? Ist mir nicht so ganz klar. Begründet wurde das immer nur in der anderen Richtung mit HighRel ist gleich Keramik. Aber wozu hat ein 68K für einen Mac dann ein Keramikgehäuse gebraucht?
Abdul K. schrieb: > In einem der erwähnten pdfs über die Stabilität von OpAmps ist eine > Grafik, die zeigt das kleinere Plastegehäuse besser wegkommen. Bei Maxim steht irgendwo daß bei einigen Referenzen mit SMD-Gehäuse die Hysterese ca. Faktor 3 größer ist als bei DIP. Abdul K. schrieb: > Warum sind die Hersteller eigentlich von Keramik weggekommen? Plastik ist halt billiger. Und zwar nicht nur das Gehäuse sondern auch das Leadframe. Und heutige CMOS-ICs brauchen i.A. weniger Wärmeabführung. Der Aufbau eines Kunststoffgehäuses ist völlig anders als der eines Keramik-Gehäuses. (Kann man z.B. bei AD in den ROHS Dokumenten nachvollziehen). Keramik - Leadframe aus Covar - Anderer Leitkleber (die attach) als bei Plastik - Versiegelung mit Glas Plastik - Leadframe aus Kupfer - Leitkleber - Umhüllung mit Epoxidharz Gruß Anja
Arc Net schrieb: > was ganz gut die 90%-Lösung veranschaulicht (abgesehen davon, dass die > Bauteile vorher z.T. aufwendig selektiert werden...) Und abgesehen davon, dass die LTZ1000 bereits in einem hermetisch dichten Package daher kommt. Die Kappe soll sicherlich nur direkte Zugluft vermeiden, nicht mehr und nicht weniger. Wobei es in der Diskussion hier jedoch ging war ein Pastikpackage so zu beschichten, zu versiegeln oder sonst wie zu verpacken, dass es einem hermetisch dichtem Package nahe kommt und das das nicht funktionieren wird (siehe auch die Beschreibungen wie sich der Chip im Package befindet) sollte doch einleuchten.
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