источник точного напряжения

Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

В обшем задача, нужен источник напряжения

Вход: питание от лабораторного постоянка 35 Вольт
Выход: Макс 30.00000 Вольт , регулируемый ( скажем 3 вольт минимум )
Нагрузка: макс 0.1 А

Забацал такую схему:
Изображение

но у ней нет стабильности на LSD болтанка до 6-7 знаков ..... при 8 вольт выхода. Если повышать болтанка повышается, я думаю операционник .... ставить чоппер ? или схема как концептуальная не пригодна? Т.К. компенсационная не обеспечивает нужной точности ? Т.Е. надо делать параметрический с заданными кэффициентами усиления ?

Я как чайник в этих делах ищу совета .....
Реклама
Enman
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Re: источник точного напряжения

Сообщение Enman »

С3 стоит не там, и нет С после 317й...Q2 - нет резистора в базе, нет нагрузки (хоть мА)...
====
LSD лучше не употреблять...))
Реклама
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

C3 - фильтр питания для lm
резистор поправим ....
делитель - не нагрузка ?
Least Significant Digit - как это по русский ?

Я вообще концептуально - можно ли выжать из это схемы стабильность или компоненты не те или концепт ....
"!+!=?"
Enman
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Re: источник точного напряжения

Сообщение Enman »

Про 317 (неудобно указывать, но в доке же схемы нарисованы...)
Концепция, вроде, не противоречит здравому смыслу...)))
.........
Если питание операционника 15V, то на выходе 12V - макс....?????!!!!!
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Аватара пользователя
botchin
Поставщик валерьянки для Кота
Сообщения: 2029
Зарегистрирован: Чт дек 27, 2012 20:46:09
Откуда: Болгария, г. Лом

Re: источник точного напряжения

Сообщение botchin »

Давайте расчитать какое въходное после 317. U=1,25(1+R2/R1) = 1.25*(1+20000/250) = 101V

Вопрос: Какую рoль, на ваш взгляд, въполняет LM317?

Далее не рассматривал.
Лом - ето город в Болгарии, а не инструмент юстировки електроники.
Реклама
Аватара пользователя
tar
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1363
Зарегистрирован: Ср май 26, 2010 18:53:57

Re: источник точного напряжения

Сообщение tar »

Возможно автор делает что то не так. Зачем в принципе 30 вольт нужны с такой точносью? непонятно.

Я подскажу вам куда копать. Ваши заданные параметры практически не достижимы для вас, но на короткий период времени все же сделать это реально.

Вам нужен приличный источник опорного напряжения который будет организован не через токовое зеркало а через ОУ управления.
Это позволит вам уменьшить зависимость от входного напряжения. Если вобщем, то ИОН вам надо немного другой, более качественный. Можно посмотреть в сторону REF или ADR.
Дальше нужно поднимать требования к ОУ. У ОУ тоже есть температурный дрейф и базовый дрейф, а так же быстродействие. Можно попробовать подобрать какой нибудь ОУ от Analog Device. Прецизионный, с нулевым дрейфов, и максимально низким температурным дрейфом.

Конструкция уже по ОУ и ИОН получается не дешевой, поэтому желательно продумать её изначально, если вам действительно нужен такой источник.

Теперь одним из немаловажных факторов влияющих на выходное напряжение - будут спопротивления ООС, поэтому нужно подумать где бы надобыть качественных резисторов заранее известных наминалов. А поскольку плавать у вас напряжение все равно будет, нужно еще поставить заранее хорошо просчитав многооборотник типа СП5-22 для подстройки миливольт.

Всю конструкцию придется закреплять и стягивать термоизолятором дабы ветерок не влиял на ваше напряжение, делать как бы термоизолированный короб.

Вообщем немного другой подход должен быть у вас.
[AMS]
Реклама
Vovk_Z
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 960
Зарегистрирован: Пн май 10, 2010 22:54:05
Откуда: Киев

Re: источник точного напряжения

Сообщение Vovk_Z »

Да, начать, наверное, нужно с изначально прецизионного опорника и, естественно, прецизионного ОУ.
В даташитах на ИОНы обычно указаны и подходящие ОУ.
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

Нафига: я решил все свои измерительные приборы привести к общему калиброванному прибору, Нужно 30, 100, 300мв, 1,3,10,30В Миливольты я собрался получать резисторным делителем ( это уже собрано) А выше 30 вольт там прекрасно работают RC фильтры - 1 милливольт стабильно ...

т.е. для малых напряжений нужна временная стабильность в течении пару минут по 5 знаку. Ибо я реально смотрю на все это ... температурная нестабильность - дунул и поплыло, временная туда же, конденсаторы гавно ... опамп - фигня ... Но все это как бы плывет медленно и ели не дышать то находит свою точку равновесия. Но вот последний знак - чтото я не учел. не знаю ....

Возможно кто-то скажет: компенсационная схема не катит т.к. обратная связь всегда будет генерить сильный шум, что бы избавится схемотехника будет на порядок сложнее. Смотри в сторону параметрического усилителя .... Вот о чем я думаю ....

LM317, Извиняюсь ввел народ в заблуждение.
Подключение LM это хак, он не по стандартным схемам, Это активный фильтр подавления 50 Гц с выпрямителя, схема изначально делалась на транс питание ( потом раздумалось).
Вот на картинке оригинальное нестандартное подключение: Adjustment output - питается с выхода с минимальными пульсациями напряжения. В моих тестах подавление было значительное (но ток нагрузки был 200 ма) Я думаю при 1 А номинал конденсаторов можно сокращать на порядок ... ( это было из схемы для питания усилителя, я делал, и подсмотрел гдето этот хак, где общее падение было 6-7 Вольт, половина на LM половина на рег транзисторе - для 30 Вт усилителя это было идеально ..)
худший вариант делать плавающее питание с выхода самой микросхемы т.е. adjustment загоняем на выход чипа, достоинство такой схемы Т.К. потенциалы порядка 3-х вольт такое подключене можно использовать на любое напряжение. В этом случае С3 кондер дает примерно 10-15 db выигрыш по шумам.
Изображение

А вот к источнику опорного напряжения претензий нет. Я когда игрался с LM336 Выяснил что базовое подключение хорошо если питающий сигнал не плавает. +-1 вольт давало несколько милливольт разницы на выходе LM. Еще более сильное колебание если добавлена корректирующая цепочка до 20-30 мв прыгало. А вот загнав его в источник тока на 1 ма, без корр. цепочки, стабильность великолепная с 8 до 20 вольт изменение напряжения 0.15 милливольт. Т.к. у меня питание на него вооще стабилизированное с дикими фильтрами то за этот кусок схемы я полностью спокоен ..... (исключая температурный дрейф, нагрел пальцем 20 милливольт уплыло ... но потом приплыло обратно). А учитывая что это не зенер то и шум предельно низкий ...

А если взять кучу LM , и стопкой сложить как бы это умощнить для резистивного делителя (10 ком -общее делителя).

ЗЫ: Ладно есть пару идей ... до конца недели потестим. Всетаки чтото тут не так ....
Последний раз редактировалось 0xFF Чт окт 13, 2016 18:26:26, всего редактировалось 1 раз.
"!+!=?"
Аватара пользователя
tar
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1363
Зарегистрирован: Ср май 26, 2010 18:53:57

Re: источник точного напряжения

Сообщение tar »

Вы берете по сути говеный ОУ и на нем умножаете напряжение с ИОНА получая при этом высокий уровень шума и нестабильность.

Мне впринципе насрать что вы делаете, но делаете вы это неправильно и даже слушать не хотите. Элементарно взяв ИОН на 10 вольт с теми же характеристиками можно было бы уже увеличить качество в 2 раза. Ну да ладно, это такое, обойдетесь своими идеями.
[AMS]
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

tar , А что грубим? Интернет вытерпит, а ты дружок далеко? Я обожаю советы типа "возьми все другое а это выкинь..." Схемку подкинь раз умный ... покажи что она стабильна на микровольтах ... В мультисиме и у меня все стабильно и шоколадно ....

NE5532 - несмотря на цену имеет крайний низкий шум около 10 nV/√Hz. нагрузочная характеристика любого прецезионного операционника порядка нескольких ма. Мне нужно 100.
"!+!=?"
Аватара пользователя
tar
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1363
Зарегистрирован: Ср май 26, 2010 18:53:57

Re: источник точного напряжения

Сообщение tar »

0xFF писал(а):tar , А что грубим? Интернет вытерпит, а ты дружок далеко ?
АХАахахахах боже :))) даже незнаю что сказать.

Это благодарность что ль от тебя такая? скупо как то, скупо.

Ты ниче не попутал вобще? этот как бы технический форум на котором обсуждают технические темы, если тебе нечего сказать или возразить то лучше молчи.

Вместо того что бы слушать людей ты начинаешь бычить. Ну как бы найти меня не сложно, давай приезжай, попробуй мне что то "ДОКАЗАТЬ!".
Потом если сможешь еще уехать может и поймешь что.
[AMS]
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

tar , спасибо огроменное за совет он мне очень помог Все заработало с первого раза ... :beer:
ладно проехали .... возвращаемся к обсуждению.

Т.е. как я подозреваю компенсационная схема в принципе неспособна выдать стабильные микровольты.

По поводу 10В опорного - как правило это уже усиленный опорный сигнал от зенера или транзистора, в одной упаковке соответственно шум там уже в микровольтах. LM336 имеет 400 nV шума на низких частотах. И как я уже говорил он абсолютон стабилен. 5.012563 Вольт. Последняя цифра прыгает из за температурного коэффициента но это просто я обошел смонтировав LM на толстый алюминий затем теплоизолировал те дрейф на короткий период (час и более) отсутсвует. Говорить о то что смена LM 5В на "что-то" 10В улучшит в 2 раза - очень скептично на практике. Но это все фигня ... Т.К. вольтметр не чувствителен к этим шумам из за принципа изимерения. у меня значения прыгают при каждом периоде измерений это 10PLC , да и на 100PLC прыгает.
Последний раз редактировалось 0xFF Чт окт 13, 2016 19:29:11, всего редактировалось 1 раз.
"!+!=?"
Аватара пользователя
tar
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1363
Зарегистрирован: Ср май 26, 2010 18:53:57

Re: источник точного напряжения

Сообщение tar »

0xFF писал(а):NE5532 - несмотря на цену имеет крайний низкий шум около 10 nV/√Hz
При условии идеально ДВУПОЛЯРНОГО питания в лабораторных условиях может он и имеет такой шум. Только вот ему надо еще множать шум с ИОНа + температурный дрейф + дрейф нуля. Чудес к сожалению не бывает. Если хотите результат - нужно платить. Подобные схемы темболее если хотите что бы была какая та точность, нужно ставить прецизионные ОУ.

И я уже выше писал что ИОН нужно попробовать запитать подругому, от напряжение стабилизированное этим же ионом. Должно быть лучше и по стабильности и по шумам.


Для примера привожу схему, думаю идея понятна, надо только нормально посчитать, и попробовать так включить.

Ну и еще один вариант, только как я уже говорил с NE5532 ничего стоящего не выйдет, можно попробовать хотя бы OP-07.

И еще, обязательно надо укрывать плату в бумагу или в подобный термостатируемый материал, это рельно позволяет стабилизировать показания.
Вложения
c2.png
(25.99 КБ) 655 скачиваний
11.40.png
(13.07 КБ) 618 скачиваний
[AMS]
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

Так вот что я и думаю ..... компенсационный в принципе не позволяет выдать стабильное ....
Т.е. Все схемы что я видел это параметрический на основе операционника и заданным КУ, такой же принцип как в опорниках на 5 10 вольт . зенер + опамп с прецезионными резисторами.

Но мне нужно 100 - 200 ма нагрузки, и как то более мене это все регулировать Т.К. все кудато плывет .....

Добавлено after 5 minutes 14 seconds:
tar писал(а): И я уже выше писал что ИОН нужно попробовать запитать подругому, от напряжение стабилизированное этим же ионом. Должно быть лучше и по стабильности и по шумам.
А чем плохо стабилизированное на 15 + RC фильтр + генератор тока работающи от этих 15В + некоторая внешняя термостабилизация ?

Добавлено after 24 minutes 58 seconds:
tar писал(а): с NE5532 ничего стоящего не выйдет
ICL7650 - ?
"!+!=?"
Аватара пользователя
tar
Это не хвост, это антенна
Сообщения: 1363
Зарегистрирован: Ср май 26, 2010 18:53:57

Re: источник точного напряжения

Сообщение tar »

0xFF писал(а):Так вот что я и думаю ..... компенсационный в принципе не позволяет выдать стабильное ....
Да куда он денется? Все дело тут в ОУ, если ОУ не позволяет с определенной точностью сравнивать два напряжения, то виноват тут не принцип а ОУ. Неужто непонятно что NE5532 предназначен для других вещей? Наверное если бы можно было обойтись одним NE5532 так бы и не придумали инструментальных усилителей.

Если нужна нагрузачная способность то вариант с запиткой ИОНа от самого же ИОНа не катит

0xFF писал(а):Но мне нужно 100 - 200 ма нагрузки, и как то более мене это все регулировать Т.К. все кудато плывет .....
На такую нагрузку и шум и пульсации будут соответсвующие, и с ними врядли что то получится сделать.

Как я уже говорил выше, берите точный ОУ, собирайте, оборачивайте все это в бумагу, и начинайте тестить. Для начала я бы взял как можно меньше компонентов, меньше влияния будет оказыватся, и темболее меньше непредсказуемого влияния.



ICL7650

Не маловато ли напряжение питания? смотрите в сторону OP-07 и им подобных, которые делались как точные ОУ, у AD их куча.
[AMS]
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

0xFF писал(а): А чем плохо стабилизированное на 15 + RC фильтр + генератор тока работающи от этих 15В + некоторая внешняя термостабилизация ?
Сам спросил, сам ответил ... Сам дурак :shock:
Засомневавшись в своих словах пошел мерить.... 5.00123 (типа) посидел помедитировал пару раз "3" прыгнула на "4" - странно. В общем я скомпенсировал 5 вольт от LM схемы используя AD588, получил лишний ноль в измерений - и вот он голубчик ..... шумим пыхтим. Все ясно ... Пардон сам дурак .... бум все переделывать ....


Ладно Я ВСЕ ПОНЯЛ !
"!+!=?"
Аватара пользователя
Starichok51
Модератор
Сообщения: 19053
Зарегистрирован: Сб авг 14, 2010 15:05:51
Откуда: г. Озерск, Челябинская обл.

Re: источник точного напряжения

Сообщение Starichok51 »

0xFF писал(а): 5.012563 Вольт
а что это тебя за вольтметр такой, что может показывать 7 знаков? и ты полагаешь, что в самом вольтметре не может дрейфовать последний знак?
тогда повтори схему ИОНа из этого прецизионного вольтметра...
Мудрость приходит вместе с импотенцией...
Когда на русском форуме переходят на Вы, в реальной жизни начинают бить морду.
Vovk_Z
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 960
Зарегистрирован: Пн май 10, 2010 22:54:05
Откуда: Киев

Re: источник точного напряжения

Сообщение Vovk_Z »

0xFF писал(а):Так вот что я и думаю ..... компенсационный в принципе не позволяет выдать стабильное ....ICL7650 - ?
При чем тут компенсационная схема, или не компенсационная? В любом случае, для любой схемьі, нужно посчитать, хоть ориентировочно, бюджет погрешностей. Так вот, єтот расчет обьічно показьівает, как ни странно, что если хотим иметь прецизионньій прибор - то придется использовать прецизионньіе єлементьі, в т.ч. ОУ (в тех местах где єто непосредственно влияет на результат).
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

3457а дает 7 через gpib, на пределе 30В шума нет. тоже для 34401а, оба у меня стоят 3457 - не мой но имеет 90 дней калибрацию. 34401 мой но калибрация 2009 года , + 3456а (архистабильный чемодан в котором все тоже поплыло), Вот все уплыло. плюс до кучи 6шт 5 разрядных, один из которых калибруестя с помощю USB ключа которого нет. вот есть шанс всю свою кучу мерилок провести к единому стандарту.

схематика реферереса проста: Весь дьявол в деталях (именно в деталях как элементная база), специально отобранный термостатированный зенер диод, прецезионные сборки резисторов и операционников. Все элементарно. НО этого нет сейчас нет. (а когда будет неизвестно, но деньги решают все )
Изображение

Т.К. 3457а у меня живет несколько дней только. Я пытался хакнуть невообразимое и из дешевки сделать вещь !. Что получилось: схема без проблем дает 4 знака точности, ( т.е. без проблем перенести напряжение на 4.5 Вольтметр, таких не имеем) С натяжкой 5 цифр, и неприемлимо для 6 цифр ... Т.Е. будем собирать что найдем быстро и посмотрим что получится. Не выйдет быстро, отдаем 3457а и долго пилим перфектион - а там еще что нибудь обломится .....

Добавлено after 34 minutes 6 seconds:
Vovk_Z писал(а):
0xFF писал(а):Так вот что я и думаю ..... компенсационный в принципе не позволяет выдать стабильное ....ICL7650 - ?
При чем тут компенсационная схема, или не компенсационная? В любом случае, для любой схемьі, нужно посчитать, хоть ориентировочно, бюджет погрешностей. Так вот, єтот расчет обьічно показьівает, как ни странно, что если хотим иметь прецизионньій прибор - то придется использовать прецизионньіе єлементьі, в т.ч. ОУ (в тех местах где єто непосредственно влияет на результат).
Нууу по поводу "При чем тут компенсационная схема, или не компенсационная? " я думал... Чтоот то там в голове про обратную связь которая генерит нестабильность как переходный процесс при изменении состояния схемы в которой полно RC контуров и высокий коэфф ОУ ... как результат мы имеем мультипликационную нестабильность всей схемы на сверхмалых значениях (микровольты). Т.к. это hunting процесс в системе. Где при параметрическом усилении этого нет Т.К. КУ ОУ жестко зафиксирован и переходного процесса как такового нет. Мы просто умножаем базовое напряжение. Вот о чем я думал ... ( как пример схема вверху)

Как пример добавка многооборотного резистора в цепь делителя выходного напряжения для ОУ, вызывает повышенную нестабильность, ТЕ постоянный резистор +- 50 микровольт с переменным резистором это увеличивается до 150 микровольт .... Т.е. просто порегулироать та еще задача ... И ктобы знал что многооборотный потенциометр так себя ведет ... неизвесто почему ....

ЗЫ: как бы надо стабильную а не прецезионную, пусть это все плывет от температуры, но в ящике она когда нибудь устаканится, а если все это вихляет ....
"!+!=?"
0xFF
Вымогатель припоя
Сообщения: 603
Зарегистрирован: Ср июн 15, 2016 17:20:29

Re: источник точного напряжения

Сообщение 0xFF »

Образцовый источник напр. 2.0 на LM336 -5:
Изображение
Ждем пока приработается, только включил\спаял. За час работы отдрифтил на 20 миливольт ...

В общем если кому интересно (у меня уже просто спортивный интерес ...) :
за сутки устаканилось .....
Изменения образцового напряжения на выходе этой схемы порядка 1.5mV на 1V входного. При питаний от лаб. источника на С2 имеем порядка 20-50мV нестабильности напряжения. Которое транслируетсяв 30-90 микровольт нестабильности на выходе.

если схему запитать от 9Вольт баттарейки. нестабильность порядка 10-15 мкв. Напряжение медленно дрифтит т.к. батарейка садится (милливольты вниз естественно). Мерил, добавляя 3АА марганцевые батарейки для компенсаций у них нестабильность порядка 6-8 микровольт на 3 батарейки последовательно. Диапазон мерилки 300.000 mV. шумы самой мерилки порядка 0.4nV. Добавляя шумы соединений + шумы 3АА баттарейки итд ... грубо 20 мкв нестабильности достаточно точно. Т.е. теперь цифрам верить можно что я там мерил раньше в пылу восторга - фиг знает.

Т.е. теперь задача сделать стабильное питание что бы плавало в пределах нескольких милливольт максимум. Не получится, будет опыт а схему в мусорку .... Хобби оно такое ....

AD584 ( букву не помню) Выходное 5V меняется на 0.2mV при 1V входном. Т.е. нестабильность есть и тут но на порядок меньше. И геморра на порядок тоже ....

UPD3: запитал схему от огромного чемодана (hp 6623a) шумы в микровольтах снизились настолько что трудно сказать схема или компенсирующие батарейки, плавает в диапазоне менее 10мкв ..... те 5.000.00Х получилось .... Копаем дальше ...
"!+!=?"
Ответить

Вернуться в «Питание»