¿Se requiere teóricamente un capacitor de desacoplamiento entre los pines de suministro de un sensor Hall?

Estoy usando el sensor de efecto Hall OPTEK 3075S para garantizar que se ejecute cada paso comandado a un motor paso a paso. En la hoja de datos, recomiendan conectar un capacitor de 100 nF a través de los pines de entrada para una "operación estable". He estado usando con éxito este sensor sin tapa con cables cortos durante meses, y ahora que planeo usar este sensor después de algunas decenas de metros, me pregunto si es necesario.

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Sé que es bastante fácil agregar la tapa de todos modos (aunque necesitaría construir otra PCB), pero no me gusta agregar componentes sin comprender su valor agregado:

  1. cómo la fuente de corriente del elemento Hall (que aparentemente es un regulador de voltaje a través de una resistencia constante) sería menos estable sin tapa, dado que casi no hay carga, y que el rechazo de la fuente de alimentación no es tan importante (ya que esto es un sensores digitales)?
  2. ¿Ciertamente el opamp es el que puede volverse inestable? ¿Es posible que la estabilidad solo resulte en transitorios inestables pero que la salida no se vea afectada después de que se haya realizado el paso?
  3. ¿Hay alguna manera de cuantificar/estimar la ganancia en los márgenes de estabilidad agregando el tope (¿con respecto a qué? ¿Variaciones de suministro? ¿Salida del elemento Hall?)?

Nota: las transiciones de estado del sensor están ubicadas entre dos pasos (45° por paso) para una salida estable para cada posición del motor, y la tasa de paso del motor es de 5 pasos por segundo.

Respuestas (3)

Hay varias razones para usar el capacitor de 100 nF: -

  1. La ficha técnica lo recomienda.
  2. La corriente del chip interno cambia en 2 mA cuando cambia
  3. La carga externa (conectada a la salida del colector abierto) podría conmutar 20 mA adicionales
  4. La tensión de alimentación puede no ser una fuente de tensión perfecta, es decir, puede tener componentes ESR y ESL que provocarían una tensión de ondulación en la alimentación cuando el dispositivo cambia.
  5. El cable que suministra energía al chip puede ser largo y tener más ESR y ESL
  6. Los tiempos de conmutación son de alrededor de 100 ns, es decir, conmuta a una velocidad bastante alta.

No veo ninguna buena razón competente para NO usarlo.

cómo la fuente de corriente del elemento Hall (que aparentemente es un regulador de voltaje a través de una resistencia constante) sería menos estable sin tapa, dado que casi no hay carga, y que el rechazo de la fuente de alimentación no es tan importante (ya que esto es un sensores digitales)?

La primera parte es imposible de decir sin un conocimiento detallado del dispositivo. Hay una carga interna y esa carga cambia en 2 mA cada vez que el dispositivo cambia y cambia en aproximadamente 100 ns. Hay un gráfico en el DS que muestra esto. El hecho de que el rechazo de la fuente de alimentación no sea importante no es un lugar saludable para comenzar a hacer un contraargumento.

Gracias Andy. +1 para la sobretensión de 2 mA en los interruptores de 100 ns, que había pasado por alto. No puedo ver por qué la carga de 20 mA provendría del suministro, ya que es un colector abierto que se conectará a la referencia de adquisición. Voy a hacer la prueba con cables largos y observar el timbre, pero después de analizar detenidamente cómo se propagaría una sobretensión de 2 mA a través del diagrama de bloques funcional, parece que la gran histéresis de salida hace innecesarios los límites, ya que las caídas finalmente se asientan antes de la adquisición. . Me interesa tu opinión sobre esa propagación :)
Si el O/C de 20 mA está en un suministro diferente, esto seguramente hace la vida más fácil. Realmente no puedo comentar sobre la propagación de pulsos de 2 mA porque cada aplicación será diferente y si cree que la suya funciona, ¿quién soy yo para decírselo (aparte de señalar lo que dice en la hoja de datos!).

Creo que el condensador se necesita principalmente para el regulador de voltaje. Probablemente sepa que la mayoría de los reguladores de voltaje requieren condensadores de desacoplamiento y su entrada y salida.

¿Hay alguna forma de cuantificar/estimar la ganancia en los márgenes de estabilidad agregando el tope?

Si tuviera el diseño completo (incluidos los modelos de transistores) del chip, en teoría podría simularlo. En los trabajos reales, solo las personas que diseñaron este sensor pueden hacer esto.

Una solución alternativa podría ser probarlo con los cables largos y usar un osciloscopio para ver cuánto timbre hay en las pendientes de las señales y en el voltaje de suministro del sensor.

Puede soldar a mano un capacitor donde debe estar, repetir las medidas y buscar diferencias.

Supongo que el fabricante simplemente sugiere usar un condensador de desacoplamiento, ya que eso eliminaría muchos problemas con sus clientes de antemano.

He diagnosticado oscilaciones en Brown_out_Detectors, donde los diseñadores ignoraban la ganancia en el chip de 10 000 000 (sí, 10 millones), interactuando con la referencia de voltaje de banda prohibida en el chip y la inductancia principal.

Coloque una tapa justo al lado del sensor.

Así que-----¿teóricamente? Sí, la gorra es obligatoria.

Gracias por la respuesta, pero eso no parece estar diseñado para esta pregunta específica.
¿Se requiere teóricamente un capacitor de desacoplamiento entre los pines de suministro de un sensor Hall?
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