Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik langzeitstabile große Kapazitäten


von circuit (Gast)


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Hallo,

Ich suche für eine Anwendung im unteren Frequenzbereich Kondensatoren 
die sich besonders Langzeitstabil auszeichnen. (sehr große kapazitäten 
haben im Bereich von 1uF .. 1F).

mfg

von Marek N. (Gast)


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Also im Bereich bis einige µF könnte man mit 
Polypropylen-Folienkondensatoren (FKP, MKP) arbeiten.
Aber 1 Farad???

von circuit (Gast)


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Da gibt es Gold cap kondensatoren die ich gesehen habe. Ich suche solche 
vergleichbaren kondensatoren.

von Falk B. (falk)


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@circuit (Gast)

>Ich suche für eine Anwendung im unteren Frequenzbereich Kondensatoren

Welcher "untere" ? 1-10MHz? 1-10kHz? 1-10 Hz?

>die sich besonders Langzeitstabil auszeichnen. (sehr große kapazitäten
>haben im Bereich von 1uF .. 1F).

Wahrscheinlich ist dein Konzept ungünstig bis unbrauchbar, denn jenseits 
von ein paar uF wird des SEHR groß und teuer. Ausserdem wäre DEINE 
Vorstellung von langzeitstabil wissenswert. Welche Drift soll dein 
Kondensator maximal haben? 1% / Jahr?

von circuit (Gast)


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ich verstehe mit untererem Frequenzbereich weniger als vom 0Hz bis 1Hz 
(auch Hundertstel herz)

Der preis udn die Größe spielen keine rolle.

Und der Drift .. nunja. Da sollte der Kondensator so lang wie möglich 
seine werte behalten :)  ich habe da  noch keine genauen vorgaben 
vielmehr bin ich auf der suche nach möglichen Kondensatorkandidaten die 
ich eben gern mal vergleichen möchte.


mfg

von Mr. Wu (Gast)


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circuit schrieb:
> Da sollte der Kondensator so lang wie möglich seine werte behalten :)

Und was soll der Zirkus? Für soetwas gibt es andere, sinnvollere 
Lösungen?

von Krösus (Gast)


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>Der preis udn die Größe spielen keine rolle.
Dann solltest du das non plus ultra unter den Kondendatoren nehmen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Glimmerkondensator

von circuit (Gast)


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>Und was soll der Zirkus? Für soetwas gibt es andere, sinnvollere
>Lösungen?
Was würdest du denn nehmen, wenn die Aufgabe für eine Analoge Regelung 
mit sehr großen (sehr langsame) Latenzzeiten( minuten .. stunden) 
erzeigt werden sollen? Da sonst die Wiederstände zu groß werden, muss 
man die Kapazität raufziehen. Und eine weitere Forderung war es, eine 
hohe lebensdauer. Also welche Lösung hast du denn?

von circuit (Gast)


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Wau Glimmerkondensatoren:
einige mF
Lebensdauer 10 hoch 7 stunden  100°C
beo 100°C nur abweicheung von 0.3% (der gesamtkapazität) nach 10000 
Stunden
Spannungsfestigkeit
Temperaturunempfindlichkeit

von Schreiber (Gast)


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circuit schrieb:
> Was würdest du denn nehmen, wenn die Aufgabe für eine Analoge Regelung
> mit sehr großen (sehr langsame) Latenzzeiten( minuten .. stunden)
> erzeugt werden sollen? Da sonst die Wiederstände zu groß werden, muss
> man die Kapazität raufziehen. Und eine weitere Forderung war es, eine
> hohe lebensdauer. Also welche Lösung hast du denn?

Eine digitale Regelung!!!

von Mr. Wu (Gast)


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circuit schrieb:
> Was würdest du denn nehmen, wenn die Aufgabe für eine Analoge Regelung
> mit sehr großen (sehr langsame) Latenzzeiten( minuten .. stunden)
> erzeigt werden sollen?

Man kann daraus lernen, dass es dank der Verfügbarkeit von passenden 
Digitalrechnern mit komplettem Analoginterface (ADC-DAC) irgendwie nicht 
mehr so richtig zeitgemäß ist, soetwas mit einer Analogschaltung 
anzugehen.

Früher hat man soetwas mit der Aufgabenstellung entsprechender Mechanik 
gerechnet. Ein gutes Beispiel sind die alten Analogrechner mit Getrieben 
und Summationsseil für die Gezeitenberechnung - voll echtzeitfähig.
http://de.wikipedia.org/wiki/Gezeitenrechenmaschine

von circuit (Gast)


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>Eine digitale Regelung!!!
Es soll ja eben nicht digital sein.

von Gerd E. (robberknight)


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circuit schrieb:
>>Eine digitale Regelung!!!
> Es soll ja eben nicht digital sein.

Wenn man unbedingt mit dem Kopf durch die Wand will, muss man sich halt 
darauf einrichten, daß es weh tun wird und länger dauern kann.

von circuit (Gast)


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Aber ein Hohes Tau müsste ich doch theoretisch mit glimmerkondensatoren 
und megaohm widerständen hinbekommen oder?

Was spricht denn dagegen? der glimmerkondensator hat genau die 
eigenschaften die ich suche. und indem ich meine schaltung redundant 
ausstatte kann ich die ausfallwahrscheinlichkeit noch erhöhen.

von circuit (Gast)


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äh verringern :)

von Frank K. (fchk)


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circuit schrieb:
>>Eine digitale Regelung!!!
> Es soll ja eben nicht digital sein.

Sagt wer? Dein Prof? Dein Praktikumsbetreuer?

fchk

von Marek N. (Gast)


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Ich weiß ja nicht, welche Zeitkonstanten du anstrebst, aber z.B. 1 µF 
auf 1 Meg haben schon ein tau von 1 Sekunden, entspr. 0,159 Hz 
Grenzfrequenz.

Sonst schau dir mal die Gyrator-Schaltung an.

von circuit (Gast)


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gyratorschaltung? Wozu könnte man die zur Lösung meines Problems 
benötigen?

von circuit (Gast)


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Ahh ich versteh .. du möchtest aus L´s C`s machen. :)
Das ist tatsächlich eine gute Idee :)

von Klaus (Gast)


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circuit schrieb:
> Und der Drift .. nunja. Da sollte der Kondensator so lang wie möglich
> seine werte behalten :)

Das Austrocknen von Elyten dauert schon ein paar Jahre, und so lange 
behält ein Kondensator seinen aufgedruckten Wert.

MfG Klaus

von und (Gast)


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Es gibt zB Polypropylen Kondensatoren mit ausserordentlich tiefem 
Entladestrom.  Wenn man da mit nA drauf geht, erhaelt man Zeitkonstanten 
in den Stunden.

von 0815 (Gast)


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Sinnlos ist das natürlich, aber doch sicher machbar. Den Kondensator 
evtl. selbst bauen? Man bekommt zwar höchsten nano- bis einige µF hin, 
aber kann dafür das Dielektrikum frei wählen. Bliebe "nur" noch das 
Problem der Gigaohmwiderstände. Vermutlich soll das Ganze ja dann auch 
noch regelbar sein, dann würde es langsam schwierig...
Alles am besten ohne Platine in fliegender Verdrahtung aufbauen.

von Anja (Gast)


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circuit schrieb:
> Was würdest du denn nehmen, wenn die Aufgabe für eine Analoge Regelung
> mit sehr großen (sehr langsame) Latenzzeiten( minuten .. stunden)
> erzeigt werden sollen? Da sonst die Wiederstände zu groß werden, muss
> man die Kapazität raufziehen

Du Vergißt daß die Zeitkonstanten durch Leckströme der Kapazitäten 
begrenzt werden. Bei mehreren Stunden gibt es mit jedem Kondensator ein 
Problem.
gute Polyester: 3000 sec
gute PP: 30000 sec
Und das sind nur die Werte für 20 Grad. Bei höheren Temperaturen wird es 
möglicherweise drastisch kürzer.

Gruß Anja

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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circuit schrieb:
> Aber ein Hohes Tau müsste ich doch theoretisch mit glimmerkondensatoren
> und megaohm widerständen hinbekommen oder?
Du kannst dann deine Regelung gleich als Wetterfrosch einsetzen.

Wie wäre es, wenn du einfach mal sagst, WAS du machen 
willst/musst/sollst. Und nicht wie DU es machen willst. Was ist an einer 
digitalen Regelung so schlecht? Immerhin kann die irgendwelche Werte 
beliebig genau beliebig lang speichern...

BTW:
circuit schrieb:
> Da sonst die Wiederstände zu groß werden
Da war es wieder, das Unwort. Man kann seinen Post VOR dem Absenden 
nochmal DURCHLESEN und KORRIGIEREN. Ein fehlerfreier Satz, oder 
wenigsten einer, in dem relvante Wörter richtig geschrieben sind, erhöht 
die Glaubwürdigkeit ungemein.

von Basti (Gast)


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Hallo,

such mal bei Nasscap. Ich denke die haben was du suchst.

http://www.nesscap.com/product/overview.jsp

auch weit über 1F.

von circuits (Gast)


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> Du Vergißt daß die Zeitkonstanten durch Leckströme der Kapazitäten
> begrenzt werden. Bei mehreren Stunden gibt es mit jedem Kondensator ein
> Problem.
> gute Polyester: 3000 sec
> gute PP: 30000 sec
> Und das sind nur die Werte für 20 Grad. Bei höheren Temperaturen wird es
> möglicherweise drastisch kürzer.
Das Gilt nicht für die Gold Caps bzw mira caps (Glimmerkondensatoren)

von Falk B. (falk)


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@ Basti (Gast)

>such mal bei Nasscap. Ich denke die haben was du suchst.

Nein, der OP sucht eine Lösung für ein nicht vorhandenes Problem.

Beitrag "Re: langzeitstabile große Kapazitäten"

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Anja schrieb:
> Du Vergißt daß die Zeitkonstanten durch Leckströme der Kapazitäten
> begrenzt werden.

Von äusseren Faktoren wie Luftfeuchte mal ganz abgesehen. Das ist am 
zuverlässigsten heutzutage mit einem MC gemacht. Und dann braucht man 
auch keine Gigaohms und Dezifarad.

von hauspapa (Gast)


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>Du Vergißt daß die Zeitkonstanten durch Leckströme der Kapazitäten
begrenzt werden.

Wir hatten gerade in einem anderen Faden die Messung von uA und nA. Da 
der Kondensator allein ja nicht viel nützt muss da noch eine Menge mehr 
passen als nur R und C. z.B. Offsetstrom vom nächsten Opamp, Kriechstrom 
auf der Leiterplatte, Luftfeuchtigkeit usw...

Angesichts der Tatsache das man gerade bei langsamen Sachen komplett 
verschleiern kann wenn da ein digitales System im Hintergrund arbeitet 
ist das aus praktischer SIcht heute wirklich nicht mehr sinnvoll.

Selbst mit Atmega "Standardausstattung" geht das problemlos:
10 bit ADC, 10 fach oversamplen, 16bit Festkommarechung, 1000 mal pro 
Sekunde gerechnet, hinten mit PWM raus, Tiefpass 2.Ordnung dran. Da 
sieht von den digitalen Effekten keiner was und der uC langweilt sich 
immernoch tot.

Zeit hast Du ja und wenn das nicht reicht der Extremfall: 20bit delta 
Sigma Wandler, alles float rechnen und hinten mit DDS wieder raus. Klar 
ist das eher ein Job in der Cortex Klasse und technisch overkill.

Ob Du HEUTE mit 70er Jahre Technik besser fährst, da hab ich Zweifel.
In einem Mikrocontrollerforum hast Du aber sicher auch keine andere 
Antwort erwartet.

viel Erfolg
Hauspapa

von oszi40 (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:
> Von äusseren Faktoren wie Luftfeuchte mal ganz abgesehen. Das ist am
> zuverlässigsten heutzutage mit einem MC gemacht. Und dann braucht man
> auch keine Gigaohms und Dezifarad.

Die zugehörigen Mega-Widerstände sind auch nicht langzeitstabil wie Du 
im Radiomuseum nachlesen kannst. Statische Aufladung, Schmutz und 
Luftfeuchte sollte man auch betrachten. Ein Zähler oder µC kann Deine 
Aufgabe auf Dauer sicher besser lösen.

von Peter D. (peda)


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circuit schrieb:
> Was spricht denn dagegen? der glimmerkondensator hat genau die
> eigenschaften die ich suche.

Wieviel Tonnen wiegt denn ein Glimmerkondensator mit 1F?
Ist Deine Halle auch groß genug?
Ich habe bisher Glimmerkondensatoren nur mit wenigen nF gesehen.

Bei großen Zeitkonstanten hat man immer das Problem mit den Leckströmen. 
Daran ändert auch ein OPV nichts.

Es gibt keinen Grund, sowas nicht digital zu machen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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circuit schrieb:
> Aber ein Hohes Tau müsste ich doch theoretisch mit glimmerkondensatoren
> und megaohm widerständen hinbekommen oder?

Klar. Theoretisch kann man auch ein Softeis durch eine 24er Ziegelwand 
werfen. Alles eine Frage der Energie.

> Was spricht denn dagegen? der glimmerkondensator hat genau die
> eigenschaften die ich suche.

Dann schau genauer hin. Such einfach mal Größe und Preis eines 
Glimmerkondensators mit sagen wir mal 10µF raus. Extrapoliere das auf 
1000µF. Das ist dann immer noch Faktor 1000 unter dem Wert von 1F, den 
du in deinem Eröffnungspost nennst. Bist du immer noch sicher, daß du 
das mit Glimmerkondensatoren machen willst?


XL

von 0815 (Gast)


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Soo groß muss der Kondensator doch gar nicht werden. Das einzige 
Bauteil, daß die Größe des Kondensators etwas in die Höhe treibt, ist 
der Operationsverstärker. Hier gibt es aber welche mit Leckströmen im 
Femtoamperebereich.
Hochohmwiderstände gibt es unter Garantie auch mit 1% und weniger.

von Udo S. (urschmitt)


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Mach am besten eine mechanische oder hydraulische Regelung. Damit kann 
man prima sehr große Zeitkonstanten erreichen :-)

von Ralph B. (rberres)


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circuit schrieb:
> Was würdest du denn nehmen, wenn die Aufgabe für eine Analoge Regelung
> mit sehr großen (sehr langsame) Latenzzeiten( minuten .. stunden)
> erzeigt werden sollen? Da sonst die Wiederstände zu groß werden, muss
> man die Kapazität raufziehen. Und eine weitere Forderung war es, eine
> hohe lebensdauer. Also welche Lösung hast du denn?

Wie wäre es, wenn du mal genau beschreibst, was du überhaupt bauen 
willst? und wozu du analog Regelzeitkonstanten im Stundenbereich 
benötigst.

Und nicht nur irgend ein Teilproblem völlig losgelöst von deinem 
eigentlichen Problem hier in dem Raum wirfst.

Vielleicht kommen dann hier aus dem Forum Lösungsansätze , die 
praxisnäher sind.

Aber immer diese Kaffeesatzleserei, und dem TE die Würmer einzeln aus 
der Nase ziehen, macht auf Dauer auch kein Spass.

Ich habe in den 90ger Jahren mal versucht für ein DCF Frequenznormal 
eine analoge Regelung mit einer Zeitkonstante von 3 Stunden zu 
realisieren.
Das ist völlig in die Hose gegangen, Drum war bei mir eine digitale 
Regelung entstanden, Damals mit einen IC-Grab von über 50 TTL-Ics.

So was würde man heute mit einen Mikrocontroller machen.


Ralph Berres

von Christian L. (cyan)


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Eine weitere Möglichkeit es analog zu lösen, wenn es denn unbedingt 
analog sein muss, wäre evtl. ein Kapazitätsmultiplizierer.
http://de.wikipedia.org/wiki/Kapazit%C3%A4tsmultiplizierer

Das sollte den Aufwand etwas in Grenzen halten.

von Andreas D. (rackandboneman)


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Schau was Tektronix als 10uF in Zeitbasen verbaut hat, und schalte davon 
10000 parallel :)

von Ralph B. (rberres)


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Andy D. schrieb:
> Schau was Tektronix als 10uF in Zeitbasen verbaut hat, und schalte davon
> 10000 parallel

Mit Potenzrechnung hast du es wohl nicht so?

Es sind 100000 mal parallel um auf 1 F zu kommen.

Ralph Berres

von Andreas D. (rackandboneman)


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@rberres ich gehe davon aus dass der schnippische Ton keine Absicht war. 
War ein Tippfehler der den Vorschlag eh nicht viel weniger absurd macht 
:)

von 6A66 (Gast)


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Klaus schrieb:
> Das Austrocknen von Elyten dauert schon ein paar Jahre, und so lange
> behält ein Kondensator seinen aufgedruckten Wert.

Das musst Du aber auch dem Elko sagen. Die Datenblätter die ich kenne 
sagen da Anderes. Da gibt ganz genaue Aussagen unter welchen Bedingungen 
(Temepratur, Zeit) der Cap seine Kapazitzät verliert. Bauteile altern 
IMMER!

rgds

von Klaus (Gast)


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6A66 schrieb:
> Klaus schrieb:
>> Das Austrocknen von Elyten dauert schon ein paar Jahre, und so lange
>> behält ein Kondensator seinen aufgedruckten Wert.
>
> Das musst Du aber auch dem Elko sagen. Die Datenblätter die ich kenne
> sagen da Anderes. Da gibt ganz genaue Aussagen unter welchen Bedingungen
> (Temepratur, Zeit) der Cap seine Kapazitzät verliert. Bauteile altern
> IMMER!

Hab ich etwas anderes behauptet? Und da du die Datenblätter bei der Hand 
hast: nach wieviel Stunden/Tagen/Wochen/Jahren ist so ein Elyt auf die 
Hälfte der Kapazität runter? D.h. ab wann stimmt so ein beispielhafter 
Aufdruck xxxµF +20%/-50% nicht mehr?

Aber eigentlich gehts dem TO garnicht um die

> langzeitstabile große Kapazitäten

sondern um den Leckstrom großer Kapazitäten

MfG Klaus

von 6A66 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Klaus schrieb:
> Und da du die Datenblätter bei der Hand
> hast: nach wieviel Stunden/Tagen/Wochen/Jahren ist so ein Elyt auf die
> Hälfte der Kapazität runter? D.h. ab wann stimmt so ein beispielhafter
> Aufdruck xxxµF +20%/-50% nicht mehr?

Hallo Klaus,

die Aussage "

6A66 schrieb:
> und so lange
>> behält ein Kondensator seinen aufgedruckten Wert.

kann auch dahingehend interpretiert werden dass der Kondensator seinen 
Wert NICHT verliert, also keine Kapazitätsänderung erfährt. Dies ist 
NICHT SO!

Allein durch den Lötprozess (speziell SMT reflow) verliert der 
Kondensator bereits durch die Hitze Kapazität. Anbei zusätzlich eine 
Beispiel welche Änderung durch Temperatur über Zeit maßgeblich ist: 30% 
initial measured value.

Gehen wir davon aus, dass die Toleranzgrenzen durch den Hersteller 
ausgenutzt werden (-20%, Kosteneinsparung) kommen auf diesen Wert (je 
nach Typ) nochmal -30% über Alterung innerhalb einer Zeit drauf. Dann 
sind wir schon bei nur noch knapp über der Hälfte der Kapazität. Dieser 
Mechanismus wird auch in der Industrie (Frühtod von Audio/Video Geräten) 
reichlich ausgenutzt. Zur genauen Berechung dieses Grenzwerts bei 
anderen als der spezifizierten Temperatur (hier: 105Grad) gibt es z.B. 
eine schöne Beschreibung von Panasonic (Seite 6):
http://www.panasonic.com/industrial/components/pdf/large-can_052705.pdf

rgds

von Falk B. (falk)


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Was soll denn die Diskussion über Kondensatoren, wenn diese gar nicht 
sinnvoll zu eigentlichen Lösung des eigentlichen Problems beitragen?

von Andrew T. (marsufant)


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circuit schrieb:
>>Und was soll der Zirkus? Für soetwas gibt es andere, sinnvollere
>>Lösungen?
> Was würdest du denn nehmen, wenn die Aufgabe für eine Analoge Regelung
> mit sehr großen (sehr langsame) Latenzzeiten( minuten .. stunden)
> erzeigt werden sollen? Da sonst die Wiederstände zu groß werden, muss
> man die Kapazität raufziehen. Und eine weitere Forderung war es, eine
> hohe lebensdauer. Also welche Lösung hast du denn?


Da setzt man schon seit mehr als 25 Jahren simple V/F Wandler mit 
digitalem Teiler nachgeschltet ein.

Und das auf einen simplen D/A Wandler geben.

Kostenaufwand 25 euro.
LAngzeitstabiler als die Kondensatorvariante.

Und etwas moderner als 25 Jahre : die volldigitale Variante mit 
programmierten/programmierbarem Regler.


> Vielleicht kommen dann hier aus dem Forum Lösungsansätze , die
> praxisnäher sind.

Eindeutig : Ja.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Das Thema ist eh durch, der TO meldet sich nicht mehr.
Wahrscheinlich ist er dabei 10000 Glimmer Kondensatoren zu löten :-/

von 6A66 (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Was soll denn die Diskussion über Kondensatoren, wenn diese gar nicht
> sinnvoll zu eigentlichen Lösung des eigentlichen Problems beitragen?

Nachdem der TO eine Kondensator wollte mit möglichst wenig Drift und Ihm 
diese Empfehlung gegeben wurde?

Klaus schrieb:
>> Und der Drift .. nunja. Da sollte der Kondensator so lang wie möglich
>> seine werte behalten :)
>
> Das Austrocknen von Elyten dauert schon ein paar Jahre, und so lange
> behält ein Kondensator seinen aufgedruckten Wert.

Aber im Prinzip richtig: digital IMHO auch am besten da Kondensatoren 
mit diesen Eigenschaften (so gut wie) nicht existieren.

rgds

von Stefan M. (derwisch)


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von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan M. schrieb:
> Laaaaaange Zeitkonstante ;-))
Das ist auch schon relativ lang:
http://www.aslsp.org/de/klangwechsel.html

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