Quad Zener 10V Reference

Hi Heren,

Haasje
Ik heb de meter sinds kort, eerst nog wat testen en dan naar KeySight voor een CAL beurt.
Wat betreft je mailtje, ik heb het een beetje druk gehad dus een aantal zaken zijn onder gesneeuwd, ik kijk er vanavond even naar, sorry

flash2b
Hi! het zit zo, ik heb met verschillende typen gewerkt, de Fairchild in TO92 heet ook LM317, en als ik het goed heb zijn de NS en TI typen die ik ook heb genummert als TL317, ik weet het lekker makkelijk

Ook nu bleek weer dat de Fairchild produkten duidelijk beter zijn.
Dat had ik met testen zo'n 25 jaar geleden ook al gemerkt.
We zaten toen met "onverklaarbare" ruis in een audio product, was een serie TO92 regelaars die als ruisbron konden dienen.
Na wat onderzoek van mij naar ruisgedrag van diverse merken kwam dus Fairchild er als beste uit.
Ik heb geen idee of dit ook zo voor hun andere producten is, dit ging om TO92 regelaars.

Wat me opviel was dat de referentie spanning echt snel stabiel was na het inschakelen.
Ik heb gisteren ook 10x de LM385-1,25V getest, deze heeft een 3x hoger ruisgedrag en is niet met een condensator te dimmen.
Dit komt door de hele lage Ri van de LM385, dat is een paar tienden van een Ohm...
Zoals het er nu uitziet is de LM317 (TL317) "wat ever" van Fairchild de winnaar.

Ik zal in het schema als het klaar is (maak nog een paar versies) er voor zorgen dat de goede omschrijving er bij staat met het merk.
In ieder geval bedankt voor de opmerking

Het is dunne dubbelzijdige print die in het kastje dat ik laat zien met 10 seconde lijm vast zit na goed te zijn schoongemaakt.
Mijn blauwe prof lijm was op maar ondertussen is een nieuwe lading alweer binnen gekomen.
Schandalig duur voor twee potjes, reken in de BTW op 70 Euri voor 30 gram lijm...

Laters meer, nu weer aan het werk bij de klant...

Gegroet,
Blackdog

LM is een National Semiconductor term en staat voor Lineair Monolithic welke ze gebruikten voor (bijna) alle lineaire ICs die alleen uit silicium zijn gemaakt.

TL is een Texas Instruments term wat staat voor TI Lineair LinCMOS. Het duidt op het type proces wat ze gebruikt hebben voor de fabricage van de chip. Een TL chip is per definititie iets wat gemaakt is met FETs en niet met transistoren.

Een TL317 is dus intern anders door het gebruik van FETs en zou hierdoor ook kunnen verklaren naar een ander ruisgedrag. TI positioneerd TL gelabelde chips als zijnde (verbeterdere) versies die gekenmerkt worden als laag eigen stroom verbruikt.

Ik ging in de fout met TLC, die zijn wel LinCMOS. Ik zie wel een FET in de stroombron (datasheet schematic) van de iterne referentie diode, ik weet niet of de LM dat origineel ook al had.

Hi Heren,

Ik had nog wat foto's achter de hand van wat metingen met betrekking tot ruis in het regelsysteem.
Dit is de ruis gemeten met de Hameg scoop aan de LM317 van Faichild.
Het kanaal is ingesteld op 20Mhz bandbreedte.

Nog een meting aan de LM317, nu met 125Khz bandbreedte.

En als laatste met een bandbreedte van 10Khz.

Je kan dus zien dat de ruis snel afneemd met de bandbreedte en bij 10Khz kan je zien,
ook al is het geen filmpje, dat de ruis "rustig" is.
Er zit weinig gerommel in de hele lage frequenties, dat was me al duidelijk bij de meting met de Audio Prescision.
Als het vrijwel niets uitmaakt als hij meet vanaf een paar Hz, of dat ik het 400Hz High Pass filter aanzet, dan is er weinig shot of popcorn ruis aanwezig.
Dat gerommel in de hele lage frequenties kan er voor zorgen dat de loop nooit echt stabiel wordt.
Aan de LM317 kan het niet liggen...

Dan een plaatje wat er uit de MCP9701 komt, dit is een meting die ik dus een paar dagen eerder heb gemaakt.
Jammer genoeg niet met de zelfde instellingen.
Ik heb hier ingesteld dat je ook de topwaarde ziet na een korte tijd meten.
In het midden zie je de ruis die op dat moment uit de MCP9701 komt, hier kan je zien dat er een laagfrequent component in zit.
De schaal is ook met 2mV/div 2x zo ongevoelig.

Trouwens niet alle ruis komt aan de uitgang terrecht, de opamp is stevig gecompenseert en de thermische massa
helpt ook mee de ruis uit te middelen.
De lange termijn stabiliteit van de oven, hangt volgens mij geheel af van de MCP9701, daar deze in bijna alles, dominant is.
Dat was het voor vandaag wat metingen betreft.

Gegroet,
Blackdog

Interressant draadje dit, erg leuk om te lezen.

Ik heb een refence ontworpen op basis van een REF2025IDR. De print is gisteren in productie gegaan. Als hij terugkomt hoop ik wat zinvols aan dit draadje te kunnen bijdragen. Helaas is mijn meter maar 20.000 counts / 0.1% +5, dus over de absolute nauwkeurigheid zal ik niet zo heel veel kunnen melden. En het ding moet eerst ook nog verouderen ..

Hoi Bram,

Bedankt voor alle updates, het ziet er perfect uit! Ik geniet ook steeds weer van jouw verhalen. Ik ben jaloers op jouw meetapparatuur...

Groeten,
Bert

Wat leuk al die verschillende types, want ik ben helemaal niet jaloers van aard!

Hi heren,

Dank voor de positieve woorden

Even iets tussendoor, ik maak er een nieuw topic van, maar toch even een voorproefje.
Ik wil temp sensoren kunnen meten wat betreft hun nauwkeurigheid, zoals de MPC9701 en daar heb je dus een meetsysteempje voor nodig.
En wat doe je dan? je gebruikt de kennis die je hebt opgedaan met het bouwen van oventjes.
Ik had nog twee Alu blokjes liggen en een ervan ga ik verwarmen met twee power transitoren.
Dit om voldoende vermogen te hebben, zodat als ik tegen of in het blokje de te meten sensor aanbreng er voldoende energie aanwezich is, om hem snel weer op de referentie temperatuur te brengen.
De twee transistoren gebruik ik ook om een zo groot mogelijk oppervlak te hebben voor warmte overdracht.
De sensor die uit het blok steekt is een 5K 0,5% NTC.
Ik regel het blok waarschijnlijk af op 45C.

De andere zijde, nog niet alle gaten zijn aanwezig, dit is namelijk een project in wording...

Opmerkingen hierover worden gewardeerd, dit is de eerste keer dat ik een temperatuur referentie ga bouwen

Gegroet,
Blackdog

Bram,

In de meeste zoniet alle referenties gebruik je een opamp om de voltage omhoog te zetten en als lpf, zou je de opamp ook als x1 kunnen zetten en als low pass?
want als je de opamp weglaat zit je weer met meer ruis ofniet?

Hi Peter R.

Sorry voor het late antwoord, te veel te doen met werk, weinig tijd voor electronica gehad de laatste week...

De 2x trap die ik meestal gebruik, komt dus door de veel gebruikte 5V referenties van mij.
Je kan hem ook al 1x versterker schakelen, of b.v. 1,42x voor een versterker die een LM399 op 10V moet brengen.

Ik ga nog verder meten aan dat Lowpass filter, dit doe ik dan op een hogere frequentie want meten rond de 1 a 10Hz is vrij lastig en kost veel tijd.
Het makkelijke is, gewoon de condensatoren 1000x hoger schalen (1000x kleiner dus), zodat het filter in de audio frequenties terrecht komt.
Hierdoor kan ik het filter heel goed met mijn analyzer meten.

Waarom dit alles, ik heb al een paar keer een verkeerde componenten keuze gedaan, hierdoor krijg je b.v. opslingering rond en bepaalde frequentie en dat kan bij sommige referentie net slecht uitpakken.
Je krijgt dan b.v. een ruispiek bij zeg 0,5Hz en afhankelijk van je meettijd, kan dat ongunstig uitkomen.

Je moet met zoveel zaken rekening houden, als je precisie schakelingen maakt, maar dat vind ik nu ook juist het leuke er aan, ik zie nog steeds vooruitgang optreden met het gene waarmee ik bezig ben.
En nu ik ook een Agilent 3458a bezit (binnenkort gekalibreerd terug uit Duitsland) kan ik een factor 5 a 10 dieper meten dan met de 6,5 digit meters die ik al had.
Ik zeg echt dieper meten, niet nauwkeriger, de 24 uur nauwkeurigheid van de 3458A is al voorbij voor ik hem weer in mijn handen heb na kalibratie.

In hoeverre je een filter nodig hebt, hangt van je toepassing van je spannings referentie af.
Als je met b.v. de 3458a meet met 200plc is filtering bijna niet nodig, dat doet de meter dan al voor je.
Het lastige is, dat je juist graag de hele lage frequenties wilt filteren, zeg beneden de 1HZ, en dat is erg moeilijk.
De truuc met de bootstrap condensatoren kan je een flink stuk op weg helpen, als je de condensatoren wel selecteerd.
(dit zijn de twee condensatoren in serie die gevoed worden uit de referentie spanning d.m.v twee weerstanden)

De filtering haald in principe alle ruis weg boven de 50Hz, wat je dan nog over hebt is,
de ruis in de lage frequenties van je referentie en je opamp die je gebruikt (hoeveel ruist de opamp beneden de 10Hz?).
Al die componenten moet je met zorg uitzoeken, ook de componenten daar omheen, zoals de gain weerstanden, lek van condensatoren enz.
En waarom denk je, dat ik met veel oventjes stoei

Dit voor een referentie die je b.v. gaat gebruiken om een 5,5 tot 8,5 digit meetinstrument te controleren.
Heb je een referentie nodig voor b.v. een desktop voeding, dat is het een beetje overdreven.
Maar zo'n goede ruisarme referentie kan ook dienen voor een stroombron waarmee je weer meetinstrumenten controleerd.
Zoveel toepasingen zijn er voor zo'n schakeling, als het goed gemaakt is, kan je hem in "principe" vergeten als bron van drift en/of nauwkeurigheid.

Maar dan nog even dit, de beste stabiliteit krijg je als de de "kale" referentie gebruikt zonder hem te schalen.
Dus dan heb je bij zeg een LM339AH of een LTZ1000a een spanning van 7,042385861V
Als voorbeeld, de beste LT1021 is een "7V" versie, daar vind dan verder ook geen schaling in plaats, bij de 5V en de 10V gebeurd dit wel.
Als je de spanning weet, is daar verder goed mee te werken (maar vergeet niet de nadelen zoals hoge Ri en gevoeligheid voor RFI).

Een Fluke weerstand kalibrator werkt ook een beetje op dit principe, daar zeten ze weerstanden in die zeg een paar duizenste procent zijn
en als dit apparaat gekalibreerd is geeft de computer in dat ding de waarde aan die de meter die er op dat moment op is aangesloten weer moet geven.
Dus bij 10K kan dit de volgende waarde opleveren op het display van de weerstands kalibrator: 10,0000341K Ohm.
Het te testen meetinstrument, zal dan ook deze waarde moeten angeven als het perfect zou zijn.

Mooi, nu verder aan een oventje werken en aan mijn tester voor de 12x LM399 referentie.

Gegroet,
Blackdog

Hey Bram,

Heb jij toevallig bij de 723 al een ideale condensator/weerstand waarde gevonden voor pin 13?

bij mij blijft de oven aan en uitschakelen en niet stabiel op een waarde,
de enige keer dat dat gebeurde is toen ik met een potmeter een goede R2 waarde probeerde te vinden toen blijf hij lekker op 6mA staan en nu schommelt hij tussen 1 en 10mA (zonder tussen waarden), dit heeft nu op de broodplank met een 6655-5 een verschil tussen de 5,00064 en de 5,00070V

Heb je trouwens interesse om een stuk isolatie te testen die ik hier op het werk gebruik?

Peter

Hi Peter,

Even snel tussen door, moet nu weg...

Laat eens zien met plaatjes, hoe je het gebouwd hebt.
Dit is zeer belangrijk betreffende de stabiliteit.

Gegroet,
Blackdog

Hierbij de pics,

(ja ik moet C2 ook nog plaatsen )

of kan deze variatie liggen dat het op het breadbord staat?

Het witte schuim is wat ik bedoel

Hi Peter R,

Mooi compact gebouwd, daar heb ik geen problemen mee!
Het eerste aandachtspunt, is je sensor, volgens mij is dat het onderdeel met de zwarte draden.

De sensor zit jammer genoeg niet op het optimale punt.
Hierdoor krijg je het minder goed stabiel.
De stabiliteit kan je heel goed meten door naar de stroomopname te kijken.

Maar om even terug te komen op de sensor, de powerfet is je verwarmings element die had je als beste meer in het midden moeten zetten.
Maar laat nu maar zitten, we gaan eerst kijken hoe we de kachel beter kunnen maken.
Er zit te veel "vertraging" (lag) tussen de Fet en de sensor.
Boor een gaatje dat een paar tienden groter is dan de sensor direct naast de Fet.
Nog mooier zou het zijn als de sensor in het koper zou zitten te hoogte van de letter G die je in het plastic van de Fet ziet.
Maar ik heb geen idee hoe dik het koper is.

Dan de Referentie.
Zowel bij de referentie als bij de uA723 regeling zie ik geen ontkoppeling, waarom niet?
Die lange touwen zo aan de referentie zonder ontkoppeling geven nooit de optimale stabiliteit.

Met korte bedrading naarde 34401A toe, wat zit er trouwens voor bagger op het front van je 34401A?
Wat de 34401a betreft, hou er reekening mee, dat pas na een uur of 10 a 12 hij pas zijn eindstabiliteit heeft.
Dit is van belang als je de stabiliteit wilt testen van b.v. een LTC6655-5.
Ook mag het niet tochten of op andere manier in een luchtstroom staan, zoals b.v. vlak bij een kachel.
Ook mijn 3458A drift met temperatuur, zover ik tot op heden kan inschatten een paar tienden van een PPM/C

De RC comby geld voor mijn blokje metaal (Alu of Koper) en mijn sensor positie.
Je kan de waarden die in mijn laatste schema staan aanhouden als uitgangspunt, samen met de plaatjes die de stroom aangeven.
Een maal een slinger bij het bereiken van het equilibrium, ik heb dat al besproken.

Verder moet je het geheel afdekken, ook de bovenkant, dit scheelt energie en de oven wordt sneller stabiel.

Ik hoop dat je wat hebt aan mijn opmerkingen...

Gegroet,
Blackdog

Dat ding met zwarte draden is idd de sensor, hij zit nu ook in het koper dat overigens omme nabij de 5 a 6 mm dik is, hij zou dus nog dichter (onder de FET) moeten komen? Ik zal eens kijken of ik hem nog los krijg zit nl met epoxy vast.

De ontkoppeling op de oven ontbreekt ook nog die ben ik vergeten (schaam)
bij de 6655 heb ik de ontkoppeling op de breadbord gezet.

en welk type condensator heb je gebruikt (voorkeur)?
Voor de waarde hiervan praatje je denk ik over de µ47?

Maar het leuke is dat hij stabiel was toen ik R2 aan het zoeken was met een POT toen bleef hij op 1 waarde staan (voor de stroom opname), hierna heb ik de waarde van de pot vervangen door 2 in serie geplaatste weerstanden (links onder op de foto) en nu heeft hij het aan/uit verschijnsel.

voor de precieze stroomopname zal ik de meter er eens tussen hangen dat heb ik nog niet gedaan. Maar de voeding gaf tussen 10 en 100mA aan.

Die troep op de meter is schuim van de la waarin de meter opgeborgen ligt, moet ik nog een keer vervangen.

Edit: Ik heb weer een 220µ elko geplaatst met een 4k7 op pin 13 en een ontkoppel c'tje en nu gemeten wat hij doet, ik moet gewoon wat meer geduld hebben het duurt nl. een dikke minuut voordat de oven begint met opwarmen, maar na een minuut of 5 staat hij "stabiel" tussen de 56.3xx en de 56.6xx mA te trekken.

met een uitgangsspanning van 5.00074V op de Ref dus ik denk wel dat het netjes is. Is het verstandig om er een opamp als buffer achter te zetten?

Alleen ik wil dan nog een een lagere (kleiner in formaat) elko want ik heb er nu 1 van 100V en die is bijna net zo groot als de oven

Hi Peter R,

Je kan de sensor toch gewoon laten zitten en een nieuwe plaatsen op een meer optimale plek...
Hoe meer aandacht je besteed aan de koppeling tussen de sensor en het verwarmende element, des te kleiner zullen de condensatoren worden

Kijk goed hoe ik het heb gedaan met het koperblokje, alu blokje en de oventjes gemaakt van de alu doosjes.
Ook in de tekst beschijf ik het, dat ik mijn best doe voor een optimale sensor heater koppeling.
Maar het is goed dat je het een keer minder optimaal doet, daar leer je van.

De ontkoppeling is bij mij meestal 0,47uF lokaal en op een ander punt meestal een elco, waarde afhankelijk van de schakeling.

Wat betreft de demping van de regellus, zoals op dit plaatje is het vrijwel optimaal.
De bovenste meter geeft de temperatuur aan en de onderste is hier het belangrijkst,
je kan hier de stoomopnamen zien, de stoom gaat redelijk snel naar beneden, er komt een kleine opslingering en middeld daarna uit.
Steef naar deze manier van demping.

Mijn waarden van demping zijn bepaald (empirisch) en worden bepaald door de termische massa en de koppeling (lag) tussen de warmte gevende bron en de sensor.
Nogmaals, hoe langer het duurd voor de warmte van de bron bij de sensor komt, des te lastiger het dempen wordt.

Heel belangrijk
Besteed veel aandacht op welke punten je de voeding van de oven aansluit.
Kies je het echt verkeerd, dan is de lus bijna niet stabiel te krijgen.
Bij minder groffe fouten, is de onderdrukking van de omgevings temperatuur variaties klein.
Als je even niet oplet zit je snel aan minder dan 20x de omgevings temperatuur variatie.

Die je echt heel erg je best, (zeer moeilijk, lees wat Jim Williams over zijn ovens schrijft)
dan kan je aan ongeveer 200x onderdrukking van de omgevings temperatuur krijgen met een goed geisoleerde enkele oven.
De oven gevoed vanuit een geisoleerde voeding, de voeding dus alleen voor de oven.
Goed opletten of de stoomvoerende draden van de oven, niet langs gevoelige draden of schakeling lopen.

Ik heb er veel plezier in oventjes te bouwen, maar dat was al zichtbaar denk ik

Als je nog vragen of opmerkingen hebt, dan hoor ik ze graag.

Gegroet,
Blackdog

Bram,

Ik heb de sensor verplaatst onder de "G" en na een dag van zo'n 8 uur heeft hij een stabiliteit gehaald dat hij schommelt tussen de 50.021 en de 50.032mA, ik heb helaas niet van die mooie meetapparatuur zoals jij dat het ik grafisch kan zien.

In hoeverre is de voeding belangrijk dat die gescheiden is van de rest?
Het mooiste leek mij de referentie en de oven op 1 voeding.

En mbt de referentie (mss dat je eroverheen gelezen hebt in mijn edit), is een opamp geschakeld als buffer hierin (nog) verstandig?

Dat je plezier erin hebt dat zie ik wel ja (andere ook wel), ik ook want volgens mij heb je echt geen 0.014% nauwkeurige referentie nodig in de NA-01 voeding maar omdat het leuk en leerzaam is doe ik het ook, zo kom je er dan ook achter dat 5mm verplaatsen in het koper zoveel uitmaakt.

Groet, Peter

[Bericht gewijzigd door Peter R. op zondag 18 januari 2015 12:34:03 (22%)]

Hi Peter,

Morgen beantwoordt ik weer je vragen, nu ben ik te gaar...

Gegroet,
Blackdog

Hi Peter R.

Waarom denk je dat alles op één voeding het mooise is?
Het kan wel, maar dan zou ik eerst wilen weten hoe je de schakeling wilt gaan gebruiken.
Als het gaat om een losse spannings referentie, dan kan het wel met de goede bedradingstechniek.

Moeten er nog meer onderdelen uit de voeding gevoed worden, vergeet het dan maar,
dan is de kans groot dat je stabiliteit van je spannings referentie flink achteruit gaat door variaties in de "0" leidingen.

Nog een tip, voed de LTC6655 uit een LM7808 TO92 uitvoering.
Dan ziet de ingang van het referentie systeem altijd een constante spanning.
Maak gebruik van de "Sense" aansluiting van het referentie systeem.
Plaats de LTC6655 zo dicht mogelijk bij de sensor van je oven, dat geeft de beste stabiliteit.

Wat de stroom door je oven betreft van rond de 50mA dat lijkt mij uitstekend.
De stabiliteit van de spanning die uit de LTC6655 komt wordt ook bepaald hoe jij de bedrading
naar de LTC6655 doet.
Wel eens van Meneer Seebeck gehoord? "Its a Bitch!"

Voor ik verder ga met opmerkingen wil ik eerst weten wat je met deze referentie wilt gaan doen.
Dan hoor je ook of ik vind dat er en opamp achter moet komen.

Dan nog even dit, breadboard en spannings referenties kan echt niet.
Kort bedraad naar je multimeter toe als je wilt kijken hoe de stabiliteit is, mobiele telefoons uit de buurt houden enz.

Gegroet,
Blackdog

nouja mooiste moet je denk ik lezen als makkelijkste

ik zou de ref. (ergens in de toekomst) willen gebruiken voor de voeding die nog in ontwikkeling staat NA-01.

En heb je nog een tip voor het vastzetten van de referentie aan het koperblok? In mijn geval is het blok de positieve aansluiting van de oven en de behuizing van de referentie is negatief, nu dacht ik zelf aan een plaatje mica tussen de ref. en het blokje en dit te klemmen aan het blokje maar zoals ik gelezen heb in je voorgaande post's als er teveel druk op de pinnen komt dat het dan ook gaat verlopen, of is dit gewoon klemmen met niet teveel druk?

Die (buffer) opamp heeft voor en nadelen.
Grootste voordeel is de buffer functie, grootste nadeel is drift.

@blackdog
Seebeck kom ik vaak tegen.