Comparator / Op-Amp Tester

blackdog

Golden Member

Hi Fred en flash2b,

Met het verschuiven van het "nulpunt" kan je bijna alle metingen doen.
Maar b.v. niet het in en uit fase moduleren van de voedingspanning.
Ik wil zowel de + als de - voeding afzonderlijk kunnen moduleren, zowel voor DC als AC.

Met het verschuiven van de "0" is dit niet allemaal mogelijk.
Wat tracking betreft, dat gaat mijn system niet hebben of bijna niet.
Er komt een instelpotje in zodat je het op en paar mV kan afregelen.

Oja, voor het geval dat je denkt dat je een LM317 breedbandig kan moduleren, vergeet het maar.
Je zal de ontkoppeling van de regelpin moeten vergeten waardoor de ruisbijdrage weer hoog wordt.
Zoals altijd, zeer veel variabelen waar je rekening mee moet houden.

De manier zoals ik het nu opset is wat complexer, maar hierdoor heb ik alle vrijheid te meten wat ik wil.

Oja, natuurlijk geen stom idee he, het doet bijna alles wat nodig is :-)
Hoe er rekening mee dat het virtuele "0" punt aan de zelfde eisen moet voldoen als een voedingsdeel van mij.
Breedbandig laagohmig en moduleerbaar.
Moet goed werken bij lage voedingspanning, dus deze virtuele aarde schakeling zal uit een apparte voeding moeten komen.
Deze virtuele aarde moet ook ruisarm zijn.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Bij mijn idee hoef je de LM317 niet te moduleren. Je moduleert de gnd. Voor de opamp is dat echter het zelfde effect als beide rails moduleren. Alles is relatief.

Maar je kan inderdaad niet de plus of min apart moduleren. Waarom wil je dat ? (behalve dat het leuk is opamps te martelen, of gewoon om het te kunnen >:-) )

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Golden Member

Hi Fred,

Ik zeg niet dat je een LM317 moet moduleren, ik geef aan dat als je daar aan denkt dat er natuurlijk haken en ogen aan zitten...

En ja, als ik nu toch zo'n uitgebreide tester maak, dat wil ik wel de onderdrukking zowel voor de positieve voedingslijn als appart de onderdrukking voor de negatieve voedingslijn.

Ik ga dan niet besparen op een aantal onderdelen omdat het dan wat makkelijker is om te bouwen.

Met mijn opset ligt de "nul" gewoon aan de behuizing wat verder ook de afscherming is, dit is vooral nodig als de opamp op 1000x versterking staat.
Alles is aan deze "nul" gerelateerd en dat vind ik een groot pluspunt.

Het kan allemaal wel met een zwevende nul, maar ik denk dat je wat aardpunten voor het meten en eventueel de signaal injectie wel wat problemen
kan gaan verwachten.
Mijn ervaring met gevoelige microfoonversterkers in de buurt van 100V eindtrappen heeft voldoende inzicht opgeleverd ;-)

Maar ik zie graag jullie manier hier als schema verschijnen met meetgegevens.
Lijkt mij leuk, twee verschillende wegen om dit uit te voeren.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Ik dacht aan zou iets:
http://www.uploadarchief.net/files/download/50v%20power%20supply_mod.png

De virtuele ground moet nog worden doorgetrokken naar de uitgang, de modulatie kan op de loper van P2 gebeuren. De virtuele ground wordt de ground voor de DUT op-amp. Natuurlijk moet je geen 741's gebruiken, maar een ruisarme op-amp.

Of deze:
http://www.uploadarchief.net/files/download/l165%20splitter.png

Modulatie aan pin 1. Natuurlijk moet je geen L165 gebruiken, maar een ruisarme op-amp.

Met deze voorbeelden wil ik niet zeggen dat ik jouw ontwerp niet zal gaan bouwen, hoor! Integendeel denk ik :)

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Ik had het systeem dat jij en Fred naar voren brachten begrepen.
Ga nu de schema's die je hier laat zien, schalen naar wat het moet doen, waar kom je dan op uit denk je :-)

De referentie in dit schema is niet "Low Noise", de opamps zijn niet "low noise",
er is geen rekening gehouden met opamps die wat meer stroom verbruiken, zodat je daarme in probemen komt enz...

uA741 gebruiken met 100K weerstanden, echt weer Elektuur...
Maar ook met dit schema kan je weer niet individueel de voedingslijnen moduleren.

Je krijgt fase fouten doordat de negatieve voeding uit de positieve getrokken word.
Bij mijn modulatie manier komt zowel de fase als de uit fase vanuit de zelfde opamp, waardoor bij hoge frequenties
de fase fout van de modulatie laag is.

Kijk eens bij de AD711, Fet opamp van Analog Devices, daar kan je goed zien het verschil van onderdukking
van stoorsignalen op de + en de - voeding, deze zijn flink verschillend.

Kijk daarna eens naar de AD811 die kan in rust bij zijn max voedingspanning, 18mA trekken.
Ook de commonmode onderdrukking red ik niet eens met mijn eis van zo'n 150Khz recht, die word tot over de 1Mhz gemeten.

Het is niet mijn bedoeling een perfecte testen te maken, dat gaat toch niet lukken.
Dit testertje vind ik leuk zat :-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Je hebt gelijk.

Referentie in het eerste (elektuur) schema zijn zener diodes. Niet bepaald ruisarm. Dat gedoe moet die 100K weerstanden werkt natuurlijk ook niet bepaald mee (vooral niet met een 741). Leuk schema, maar niet "blackdog :-D approved".....

En verder heb je ook gelijk dat het wenselijk is dat er een vaste ground is, vooral als je extern wilt gaan moduleren.

Dan zit er niks andere op dan jouw ontwerp te gebruiken :) Lijkt me trouwens leuk om zelf jouw ontwerp te hebben nagebouwd.

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Ik ga zelf dit ontwerpje maken, komt weer op van die E-Bay groene printjes in modules.
Maar ben nu weer even bezig met alu beugeltjes voor mijn PSU Destroyer Mark I :-)

Ansders blijft dit liggen, verder denk ik tusen door zoals ik al zij, aan de manier om de stroombron op te lossen.

Als je goed naar mijn schema's kijkt vind je daar allerlij truucjes in zitten
die ook weer voor andere doeleinden bruikbaar zijn.
Zoals hoe ik een ruisvrije referentie bouw met mute schakelaar er in zodat de opamps rustig in en uitgeschakeld worden.
Dit is een combinatie van vele App. Notes die ik gelezen heb over de jaren.
Nu is het voor mij geen kunstje meer om een Ref te bouwen die kleiner den 10uV ruis heeft bij 300Khz bandbreedte.
Moet het ook echt stabiel zijn dan vervang je de TL431 door een mooie 10V Referentie IC. de LT1013 die al echt goed is door b.v. een LTC2057 moderne chopper opamp.

Een ander projectje dar hier borreld is een spanningsreferentie van 0 tot 110V.
En dan met een resolutie van 1uV, en zeg max 100mA met sense mogelijkheid.

In het zelfde kastje dan ook een stroombron van 1uA tot 100mA, beide zwevend van elkaar.

Maar dat zal wel aan het einde van het jaar worden dat ik dat ga bouwen.
Dit komt opgebouwd rond de mooie ESI portmeters die ik hier heb liggen.
http://www.ietlabs.com/esi-dp-1211-dp1311-voltage-dividers.html

Maar nu eerst gaatjes boren :-)

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Ik heb wat simulaties gedaan met een zwevende gnd maar dat was niet veel belovend. Er zijn twee opties. Of simetrix kan er niet mee overweg of er kunnen in het echt heel vreemde dingen gebeuren. ( die volgens mij gewoon niet kunnen)

Ik kan perfect de rails moduleren, geen enkel probleem ( maar Bello's argumenten voor een vaste ground vind ik wel "gegrond" dus die weg ga ik ook op)

Als ik er nu de test-opamp aanhang en ik moduleer de voeding niet, maar laat de testopamp een blokgolfje van 1Vtt twee keer versterken dan gaat het mega fout. De test opamp gaat zelf de rails moduleren tenzij ik daar dikke elcos aanhang. Maar die werken ook de gnd modulatie tegen.
Ik kreeg zelfs sweeps waarbij er bij die 2 x niet inverterende versterker in de simulatie een 28V (differentiiaal gemeten) verschil stond tussen de inverterende en niet inverterende ingang . De voedingsrails gingen alle kanten op en er klopte gewoon een aantal zaken niet. Ik denk dat het proleem zit in de twee grounds. Als ik de sim ground de virtuele ground maak , of de negatieve voedingsrail gebruik en de virtuele grounds allemaal aan elkaar knoop maar bv een enorm verschil ( ook bij differentieel meten) de uitkomsten kunnen gewoon niet. Een keer werd het verschil tussen de rails zelfs veel kleiner dan 30V. Echt bizar.

Bob Pease zou blij zijn geweest met zo'n simulatie ;-) dit is een van de weinige keren dat simetrix er een potje van maakt. Meestal is dat akelig goed. Helaas ook erg beperkt in het aantal componenten maar voor simpele dingen is het erg goed. ( meer dan 4 a 5 opampjes en de boel loopt al in het honderd. Dan wil hij niet meer) helaas is de commerciele versie erg prijzig. Ik gebruik wel wat vaker Qucs, dat heeft geen limiet en kan smith aan maar daar zitten geen commerciele componenten in. Je kan wel de model parameters heel makkelijk zelf ingeven maar dat betekent iedere simulatie halve datasheets overtypen als je echt goed wil werken.

Ik soldeer liever maar als dat niet lukt ben ik blij dat ik toch nog virtueel kan solderen :-)

BlackDog, je wil dus mijn Philips calibrator nabouwen 0-1000V met 1 uV resolutie en 1uA tot 100 mA stroombron. Neem dan mijn Fluke 750 (of is het 760) als voorbeeld. Daar maken ze een AC spanning, deze wordt door een heel heftige trafo opgekrikt naar 1000V. Daarvan maken ze een 0-1000V DC, 0-1000VAC op 50 en 400Hz en een 0-10A stroombron ( AC en DC) echt een heftig ding.

Wat ik graag zou maken, maar ik weet nog nie hoe, is een 0-230VAC labvoeding als vervanger voor scheidingstrafo en variac met spanning en stroom aflezing en instelling. De meeste intrumenten blijven onder de 200W dus dat zou genoeg moeten zijn, voor het zware werk heb ik dan nog de variac.

[Bericht gewijzigd door fred101 op 10 juli 2013 09:45:15 (14%)]

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Golden Member

Hi Fred,

Het gaat mij maar om iets meer dan 100V en 100mA, kleine vermogens dus.
Ik heb zo vaak een precies af te regelen spanning/stroom nodig.
De standaard labvoedingen hier, voldoen niet aan de resolutie/ruis.
Verder wil ik het compact hebben, het staat hier al veel te vol voor deze kleine werkkamer waar ik in zit.

Wat betreft jouw "Electronische" variac, dit is op te lossen met een dikke versterker, dikke trafo er achter, wat tegenkoppeling via een extra winding op de uitgangstrafo en je kan zo'n 200 a 250Watt vrij schoon leveren met lage Ri.
Als versterker kan je dan aan zo'n digitale denken van dat Nederlandse bedrijf, dan heb een hoog rendament wat versterker betreft.
De versterker stuur je dan aan met een sinus doosje van zeg 40 tot 500Hz.

Het totale rendament komt natuurlijk niet in de buurt van een variac maar wel zeer mooi regelbaar.

Heb nog wel meer opmerkingen maar moet nu verder met mijn belasting admin, er is weer een kwartaal voorbij :-)

Gegroet,
Bello ;-)

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Het (gesoldeerde) sinus orgel werkt naar tevredenheid. 100Hz tot 100kHz met op de FFT een lage vervorming. In twee bereiken (waarvan het tweede van 1,4 tot 100kHz) maar ik ga daar nog mee verder, kijken hoe ver ik kom ;-) Ik switch nu alleen maar Ctjes en er is nog niks gematched. Ik heb alleen flink zitten rekenen en meten aan lampjes en die oscillator. En daarna hem daarnaar aangepast en nog wat meer gemeten.

- gebruik het lampje 0,4 x de weerstand die hij op max werkspanning heeft heeft. (dus een 10V 1A lamp is 10 Ohm)
- Dan maak je een grafiekje van de stroom en spanning versus weerstand (labvoeding en wat meters)
- Dan zoek je de stroom en spanning op punt waar je op 0,4 de weerstand zit. Ideaal is het als de werkspanning meer dan een factor 10 hoger is dan de oscillator spanning over het lampje
- de feedback weerstand wordt dan grofweg 2,5 tot 3 die berekende weerstand.

Voorbeeld:
- mijn lampje is 24V en 20 mA. Op 23,78V meet ik 18,8mA. Dus 1265 Ohm
- 1265 / 4 = 316 Ohm.
- 316 Ohm zit op net iets minder dan 1V bij 3mA. (dus de max stroom / 6 ik vond in sommige literatuur ook waarden van /4 maar zo precies kan je het toch niet meten, zelfs door een multimeter meting verloopt het ding al)
- 0,003 x 316 is 0,95 V over het lampje.
- de weerstand wordt 2,75 x 316 = 869 Ohm. In mijn geval bleek 880 Ohm ideaal. Dat is nu een 820 Ohm met een 100 Ohm tienslagspotje wat halverwege staat.

Ik heb alleen een probleem. Ik zit de schakeling in de sim nog wat te bestuderen en daar kan je ook mooie SA plaatjes maken. Dus ik denk even opzoeken hoe je THD% berekend (ik wist het alleen in dB).

Maar dit is in het audio domein volgens mij net zo wazig als Watts.

Nergens is gestandaardiseerd hoeveel harmonische je mee moet nemen.

Ergens stond wel dat je moet vermelden hoeveel er dat zijn. In mijn sim was bv tot en met de 5e harmonische 0,0036% maar als ik alleen de eerste 4 neem (de tweede en 4e zijn in de ruis) dan wordt het ineens 0,0026% Dat is snel verdient. (williams geeft 0,0025% op maar de sim gebruikt natuurlijk geen echt lampje dus die zal slechter scoren)

Maar toen zocht ik verder en kwam weer een compleet andere formule tegen die tot en met de 5e op 0,000518% uitkwam. Tenzij het hier ook X 100 moet dan zou het ineens nog maar 0,0518% zijn.

Je hoort schijnbaar ook te vermelden om welke omstandigheden het gaat (load, amplitude of vermogen in hoeveel Ohm).

Schiet mij maar lek. Wat een zooitje. Ik zie zelfs bij Williams geen specificaties op dat punt. Alleen hele lage percentages (al zal hij het ongetwijfeld op de juiste manier doen)
http://www.uploadarchief.net/files/download/wienbrugoscillator1.png

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
blackdog

Golden Member

Hi Fred,,

Dat is mooi, dan weet je nu waarom Bob Pease die computer van het dak donderde...

Ik kan je vertellen dat je met een TL072 nooit die waarden gaat halen...
TI specificeerd de TL02 voor 1Khz en een belasting groter dan 2K 0,003%
Jouw belasting is een stuk hoger, je output zal denk ik wat lager zijn dan 10V, maar dan nog...
Zo gauw je trouws boven de 1Khz uitkomt, wordt je loopgain snel te laag voor goede vervorming cijfers.
Dat Spice model, zal waarschijnlijk veel te ideaal zijn.
Wat ik geloof ik al had aangegeven, als je lampjes en/of iets laag Ohmigs gaat sturen met je generator, heb je altijd binnen je loop een buffer nodig.
Die leverd dan de stroom en je opamp houd daardoor zijn max loopgain.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Wees gerust, ik heb het ding niet met die TL072 gebouwd. Mijn metingen zijn gebaseerd op het echt gesoldeerde model met een LM318.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Ik heb nu 4 bereiken, een extra lampje met schakelaar en instelpotje voor het hoogste frequentie stuk. De amplitide blijft constant van 83 Hz tot zo'n 80 kHz. Als ik de tweede lamp erbij zet dan gaat hij tot 130 kHz en de amplitude blijft constant maar een 20 mV ofzo hoger. Ik zal nog een schema tekenen en wat plaatjes en metingen doen.

Als ik er tenminste achter kom hoe ik de THD nu echt bereken. In ieder geval zit op de scoop FFT over de hele range de 2e en hogere harmonische onder de -50dBc .

Ik had hem op 100,138xx Hz gezet en op de counter aangesloten. De 8 wisselde wat tussen 7 en 9. Zo'n stabiliteit had ik eigenlijk niet verwacht. Dat is 9,98 ppm als ik goed reken. ( 0,000998 % ) niet gek voor een vrijlopende RC oscillator. Toen even mijn HP RC sinus generator ( analoge fricandel volgens HmH) even eraan gehangen en die is ook zo stabiel, ga eens in het manual neuzen. Wie weet zit daar ook een lampje in.

Ik ga nog met mijn meetontvanger meten en ook eens het notchfilter proberen.

Wat heb ik nu gedaan:
De montage verbetert.
Condensators ruim binnen 0,1 % gematched ( bv 100.01 nF en 100.08 nF, dat scheelt echt heel veel)
Een 50 K Potmeter met zo goed mogelijke tracking tracking voorzien van twee 20 K 1% parallel weerstanden. De tracking is nu erg goed. Ook dat scheelt veel.
Weerstanden zijn nu allemal metaalfilm.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Hier even een vraagje tussendoor; is het soms zo dat de LM4562 eigenlijk veel beter presteert als comparator, bij zeg 100kHz dan een CA3130?
Ik heb vorige maand ook de LT1016 besteld maar deze heb ik nog niet getest in een comparator schakeling.
De enorme hoge bandwitch van 54MHz die de LM4562 heeft, denk ik dat dit een uitstekende (snelle) comparator kan zijn en mogelijk beter is als de LT1016 en CA3130E...

De prijzen van de LT1016 en de LM4562 zijn ogeveer gelijk ongeveer 4 euro incl btw.
De CA3130 is veel goedkoper.

"tijd is relatief"
flash2b

Golden Member

Analog Devices heeft een mooie tutorial voor het gebruik van een op-amp als comparator.

Ik denk dus niet dat de LM4562 (op-amp) beter zou presteren als de LT1016 (comparator).

Of de LM4562 (op-amp) beter zou presteren als een CA3130 (op-amp) in comparator schakeling, weet ik niet zeker. De output van de LM4562 kan niet 0 worden, die van de CA3130 wel (bij gebruik van een asymetische voeding). Dat zou zowieso betekenen dat de LM4562 niet geschikt is als gebruik voor comparator.

blackdog

Golden Member

Hi Martin V,

Als eerste, de LM4562 is een hele mooie opamp!
De LT1016 is dit niet, daar was je al achter :-)

Waar vooral de LT1016 goed in is, is de korte schakeltijden.
De LM4562 als Comparator gebruikt haalt dit in geen jaren.
Die gaat in verzadiging en zal veel tijd spanderen om hier weer uit te komen.
De LT1016 kan mooie schone pulsen leveren als je de schakeling mooi opbouwd.
Lees vooral de datasheet van de LT1016 wat betreft belasting/ontkoppeling/bedrading daar heb je ook veel aan bij die mooie LM4562 als zeg Audio opamp.

Maar zonder je schakeling te zien en de specificaties te weten kan ik niet met zekerheid zeggen of de LM4562 toepasbaar is.

Meestal pruts ik niet aan schakelingen met zoals hier snel schakende onderdelen.
De ontwerper heeft meestal al uitgezocht, of dit onderdeel goed toepasbaar is.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

Qua voetjes voor de opamptester: Ik kom er net achter dat er voor dual opamps meer varianten zijn. Meestal is het zoiets als de LM358 maar de LT1013 heeft een heel andere layout. Niet dat je hem zal mollen, de voeding komt dan op de inverterende ingangen.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch
flash2b

Golden Member

Voor afwijkende pin bezetting, zal een andere socket bedrading moeten worden gemaakt.

Voor de uiteindelijke tester volgens het AD ontwerp, is misschien een universele aansluiting met 5 pinnen die dan met adapter voetjes geschikt is om één DUT op-amp te kunnen testen. Voor een dual/quad zal er dan een jumper of een schakelaar op moeten zitten. Lijkt een beetje op adapters van een Tek Curve Tracer.

Zo'n mini breadboard kan ook handig zijn, dan is de bedrading nog flexibeler.

Bij mijn simpele go/no-go tester vond ik vaste voetjes wel handig, hoewel ook niet alle comparators direct pin compatibel waren, maar wel de meest gebruikelijke.

Ik weet nog niet hoe ik het uiteindelijk voor de op-amp parameter tester uit ga voeren.

http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/07/opamptesterTestvoet.png

Een ideetje. De draadjes zijn van die breadboard dingen. Eventueel afgeschermd en zo kort mogelijk. Dan een rij headers vlak naast de voet. Als je er twee rijen naast zet kun je ook nog doorlussen en makkelijk met scoop of DMM erbij zonder bang te zijn dat je uitschiet.
Naast dit zou ik ook voor een gewone enkele opamp een voetje direct bedraden. Dat is voor mij toch de meest gebruikte variant. En als je die draadjes van dat voetje naar de andere brengt is het ook optimaal voor single opamps. Die hele draad toestand is dan afgekoppeld zonder schakelaars

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Op 9 juli 2013 15:39:38 schreef fred101:
Nu hebben we vakantie dus ik heb hulp gehad om de garage op te ruimen [...]

Ik hoef toch niet te vrezen voor m'n karretje he? :D

Leuk topic zo, weer zo'n meelezer!

If you want to succeed, double your failure rate.

Nee hoor, dat gebruik ik alleen maar om de versnellingsbak te ondersteunen, verder niks >:-)

http://www.pa4tim.nl/?p=4502 De sinus generator.

http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/07/sinusgenschema.jpg

http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/07/THD06.png

http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/07/THD04.png

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Dank voor de info van de tutorial Flash2b.
Ik begrijp nu dat een comparator eigenlijk een heel ander gedrag heeft als een opamp in diezelfde schakeling.
Zoals jullie zeiden dat een opamp in feite vastloopt in de spanning (saturated) en daardoor langzamer wordt om het dan weer uit die verzadiging te krijgen.

En een comparator daar geen last van heeft, in vergelijking met een opamp.
Wat ik vaak zie in de datasheets van opamps, is dat het de klein signaal stap responsie van enkele millivolts veel snellere flanken heeft van de blokspanning.
Bij een hogere in sturing; large signal step responsie is de schakelsnelheid opeens een stuk langzamer.
Waar het eerst ging om een paar honderd nanoseconden gaat het dan om micro seconden. Ik zie dan ook geen steile flanken meer van de blokspanning.

En dus heeft een echte comparator hier geen last van.

@Fred mooie sinus generator

"tijd is relatief"
blackdog

Golden Member

Hi,

Niet zoveel tijd gehad deze week...
Maar wel wat werk verzet aan de opamp tester, ondermeer de stroombron sectie.
Deze shift de uitgansspanning voor verschillende testen.
Ik had bijna het bijltje er bij neer gegooid!!!
De eerste testen had ik gedaan met een dual opamp bidirectional current source.
Deze leverde vrij grote fouten op, dit lag niet aan de weerstandwaarden rond de opamp die als instrumentatie versterker staat ingesteld,
deze waren natuurlijk uitgezocht op minder dan 0,1%.

Wat niemand verteld van als deze schema's die je kan vinden op het internet en de vele boeken die ik hier heb,
is dat het allemaal wel mooi werkt als je referentie de "0" is.
Ga je daar vanaf wijken dan kan je flink grote fouten krijgen, ik zat aan ongeveer 4%.
Niet zo heel erg maar ik vond dat niet zo netjes.
Zo zag het schema er uit. later alle weerstanden R9 en 10 ook 1M gemaakt, toen werd het wel iets beter.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/VerschilAmp-Oud.gif

Door de hoge weerstandwaarden natuurlijk ook veel fase verschuiving en daardoor moesten beide opamp's een condensator krijgen om hem stil te maken.
Zelfs met een hele mooie dual chopper opamp waren te fouten nog te groot.
De opamp was ook niet het probleem maar, de niet hoogohmige ingangen van de verschilversterker was het probleem.

Zal het even proberen uit te leggen.
Als je kijkt naar de Output Sectie dan komt de stroombron aan de inverterende ingang te hangen via R1 of R14, dat is aansluitingen B en E.
De inverterende ingang volgt de positieve ingang, dus 4V op de +ingang dan staat er ook 4V op de -ingang.
Stel nu dat je 10V op de +ingang zet, de -ingang wordt ook 10V en de uitgang van de stroombron wordt ook hierdoor 10V.
Dit geeft een aardige fout situatie door de 100K en 1M weerstanden.

Daarna een stroombron opgebouwd met een Quad opamp, een klassieke schakeling met de overgebleven opamp als stroomleverancier.

Ik heb zeker twee uur me kappot gestaard op die schakeling waarom hij niet wou werken...
Hij oscileerde niet maar de uitgangen hingen bijna allemaal aan de voeding.
De drie opamp instrumentatie versterker werkte goed, maar gekoppeld aan de stroom leverende opamp was het mis, ook deze opamp werkte aleen verder goed W#$%$%%#$%@w34.

Na een frisse douche kwam het tot mij *grin*
Ik had de fase van de instrumentatie versterker omgedraaid, de MUTS die ik ben!

Daarna werkte het uitstekend, alleen bij de maximale stand zit ik nu aan 0,1% en dit vind ik goed zo.
En zitten jullie goed? Blackdog heeft een LM324 toegepast in een van zijn schakelingen, een unicum ;-)
Hij zit in de stroombron, en heeft daar een goed plekje, door zijn traagheid is een enkele condensator voldoende om de stroombron stabiel te houden.

Morgen meer uitleg het is nu al laat, en weer voorlopige schema's, zijn nog niet nageplozen dus ìk hoor graag de fouten als ze er in zitten.

De voeding met Referentie
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-V1.2-Power-Reference-200.gif

De uitgangs sectie
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-V1.2-Output-200.gif

De stroombron sectie
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/OpAmp-Tester-PSU-V1.2-Current-Source-200.gif

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Even nog wat plaatjes wat betreft de testopstelling van de metingen aan de stroombronnen.

Eerst even de Breadboard opstelling, links is een output sectie die nu even niet mee doet.
De rechterkant is de stroombron opgebouwd met een LM324 :-)
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/BreadBoard-Current-01.gif

Dit is een close up van de stroombron, de groene weerstanden heb ik een keer gescored op een beurs in Braband,
het zijn 0,1% types en ik heb ze geselecteerd met de Fluke 287 multimeter.
De groene weerstand met de rode en zwarte meetklem is 1K en kleiner dan 1%.
Ik meet de spanning hierover met de Fluke 287.
Net boven het rode draadje zie je de 332 Ohm weerstand die ondermeer de stroom bepaald samen met de toegevoerde spanning aan de ingang.
De 1K5 en de Cer condensator dienen voor het stabiel houden van de stroombron.
Het is dus een fase (tijd) correctie omdat er nog drie opamps in de tegenkoppeling zitten van LM324a opamp.
Deze opamps leveren allemaal vertraging (fasefout) en hierdoor gaat de eerste opamp generen als je hier niets aan doet.
De oplossing is simpel, een extra weerstand aan de inverterende ingang en een klein c'tje van de -ingang naar de uitgang van de opamp.
Het is zo geschaald dat 1V DC aan de ingang ook een DC shift geeft van 1V aan de voedingsuitgang.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/BreadBoard-Current-02.gif

Hieronder een plaatje waarom ik zeer gesteld ben op de Fluke 287, behalve zeer degelijk en nauwkeurig zit hij vol met handige functies.
Ik prik de gemeten weerstanden in schuim, dit in groepjes van 5 en schijf de gemeten waarden op.
Daarna selecteer ik daaruit de gewenste weerstanden en meet ze nog een keer na in de %-stand van de Fluke.
Op deze manier selecteer ik mooie paartjes als ik dit weer eens nodig heb.
Ik heb natuurlijk ook een spreadsheet, hiervoor maar dit vind ik leuker, direct in procenten weergegeven.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/R-Selectie-Fluke.gif

Dit is het blokschema van de meting.
Ga er van uit dat de Harrison voeding op "0" DC staat.
Stel nu de potmeter P1 in op 1V DC met de onderste Fluke 8840a.
De TEK DMM4050 geeft nu de stroom aan die uit de stroombron komt,
de precieze waarde hangt af van de ingestelde spanning, de nauwkeurigheid van R9 of R10 in de stroombron,
dit samen met de offset/bias fouten van de LM324 en de selectie/nauwkeurigheid van de weerstanden in de instrumentatie versterker.
Sorry makkelijker kan ik het niet maken, ik ben de Belastingdienst niet! ;-)
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/TestSetup-Blok.gif

Na dat dit alles zo staat ingesteld gaan we de Fluke 287 multimeter in de percentage stand zetten.
Je zit nu groot 0,00% staan en hieronder de waarde van de referentie,
en daaronder de gemeten waarde van de afweiking.
Nu draaien we eerst de herrison naar +10V dit lees ik af op de bovenste Fluke 8840a.
Ik kan nu direct in procenten zien hoeveel de afwijking is van de stroombron als ik afwijk van het "0" punt.
Dit blijkt in mijn opstelling rond de 0,06% te zijn, ruim voldoend voor mijn toepassing.
Met de TEK DMM4050 kan ik in vele cijfers precies de waarde van de stroom aflezen en eventueel de trendplot functie aan zetten.
De tweede TEK DMM4050 mocht niet meedoen, alleen mijn Luxaflex reflecteren :-)

De eerste foto met de Harrison op "0" volt uitgang.
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/CS-Test-Setup-01-200.gif

Foto nummer twee, nu heeft de Harrison voeding een uitgangsspanning van +10V
En de Fluke 287 geeft mooi het foutpercentage aan van 0,06%, kind kan de was doen...
http://www.bramcam.nl/NA/OA-Test/CS-Test-Setup-02-200.gif

Ik hoop dat ik het een en ander wat duidelijker heb gemaakt over het hoe en waarom.
Zoniet, laat het maar weten, dan klop ik hier nog wat letters...
Nu is het weer tijd om aan de PSU Destroyer te gaan werken, dikke koperprint zagen e.d.

Gegroet,
Blackdog

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Hoi Blackdog !

Sorry dat ik nog niet eerder had gereageerd.

Dank je wel voor je goed leesbare schema's. Erg leerzaam allemaal.

Ik heb nog een paar vragen over de opbouw.

  1. In jouw schema gebruik je een 2x8 standen schakelaar. Kan je zo'n schakelaar ergens kopen? Wordt het een standen schakelaar met meerdere 'decks' ?
  2. Ga je alle modules 'los' op van die groen ebay printen maken? Dus power supply + dubbele ref + neg output + pos output + bidirectional stroom bron ?
  3. Zijn er 'eisen' aan de bedrading tussen de modules?
  4. Hoe ga jij je front-paneel doen? Ik bedoel dan de bedrading op het paneel of hangt de bidirectional stroom bron achter het paneel aan de draaischakelaar?
  5. In het AD schema zit er achter de DUT op-amp nog een tweede op-amp. Bouw jij dit 'test-deel' in een afzonderlijk kastje en gebruik je het speciale voeding deel als iets in een ander kaste, of gaat alles in één kast ?

Ik zat zelf te denken aan een flexible DUT module met aanslutingen die naar jouw externe blackdog-opamp-tester-voeding gaan.

Verder vind ik het super mooi allemaal. Veel van de onderdelen heb ik zelf ook in handbereik, maar precieze zaken zoals de LT, de speciale weerstanden en net die 10 slagen potmeter zal ik speciaal moeten aanschaffen. O ja en een 2x 24V trafo. Een mooi onbewerkte kast heb ik al maar ik vraag me af of alles daar in gaat passen. Vooral met de schakelaars op het paneel.