Spanningsbron met "Erg" hoge resolutie

blackdog

Golden Member

Hi,

Aan de hand van benleentje zijn topic: https://www.circuitsonline.net/forum/view/137984
Heb ik een al op stapel staand projectje een schopje gegeven.

Het betreft een spanningsbron die rond de 5mA kan leveren maar die je "Erg" precies kan instellen :-).
Het schema is ondertussen hier aan versie vijf toe, ik denk dan vooral aan jullie, zo min mogelijk onderdelen en zo veel mogelijk Jelly Bean onderdelen.
Maar ik ontkom niet aan een paar onderdelen die toch redelijk stabiel moeten zijn anders heeft het instellen met een hoge resolutie geen enkele zin.

Dus gaarne geen vragen of een LM324 ook kan voor de opamp, kan ik de potmeters voor "normale typen" vervangen enz, enz.
Wil je je zelf ongelukking maken en tijd weg gooien, ga lekker jullie gang ;-)

Dit zijn de specificaties waar ik voor nu vanuit ga.
En dit: Dit is GEEN 6,5 digit calibrator!

"0" tot +2V.
"0" tot +20V.
Stroom, 5mA minimaal, kortsluitvast.
Op het 20V bereik makkelijk op 11.00000V af te regelen of 9.12345V wat je wilt.
De stabiliteit op korte termijn is afhankelijk van de referentie, de 2x 10K weerstanden, potmeters en de opamp.
Redelijk robuust wat de uitgang betreft.

Fijnregeling 20V bereik is >45mV over 10-slagen potmeter.
Fijnregeling 2V bereik is >4,5mV over 10-slagen potmeter.

En Low Noise uitgang voor "0" tot 20mV, dit via een 1:100 weerstandsdeler met een 10Ω uitgangs impedantie.

Versie tot nog toe getest, veel uitzoekwerk betreffende het commonmode bereik van de opamp, dit samen met het onderdeel dat de stroom aan de belasting levert.
Dit is nu een BC550C geworden, makkelijker te verkrijgen dan de Fet 2N4391, welke weer aan de negatieve kant commonmode problemen gaf.
Verder heb ik gekozen voor een LM317HV om wat ruimte aan de ingang te hebben, een normale LM317 is daar wat aan de krappe kant.

Straks meer, maar nu het schema dat vanmiddag flink aan de tand is gevoeld!
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-04.png

Shoot @ IT!

Groet,
Blackdog

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

Fijnregeling 2V bereik is >4,5mV over 10-slagen potmeter.

En Low Noise uitgang voor "0" tot 20mV, dit via een 1:100 weerstandsdeler

Betekent dit dat de fijn afregeling dan 45µV bedraagt na de 100 deler?

Hoi Bram,

Als je nu in plaats van die potmeters twee echte 16 Bits Dac's gebruikt haal je een schier oneindige resolutie.

Voor zoiets zou ik wel uitzonderlijke maatregelen gaan treffen, PCB van teflon met isolatie uitgefreesd e.d.

Heb je AN86 wel eens gelezen?
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an86f.pdf

Gr,
Florick

expert in percussive maintenance

Ha blackdog,

De handregeling de multiturn potmeters had je daar al iets voor op het oog draadgewonden of zo.
Kan je al iets zeggen over de beïnvloeding tussen de grof en fijn regeling.
Ik ben van mening dat als je een apparaat nauwkeurige en regelbare maak je gemakkelijk wilt tunnen zowel heen als terug dus met een kleine hysteresis zou dit voldoende zijn op deze manier.

De suggestie van @florick is denk ik een brug te ver de DAC is het punt niet maar wel de aansturing controller en dergelijke.
Ja dat is een hoge resolutie.
Eerst een test afwachten m.b.t. de regeling.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Hi benleentje,

Dit houd in als hij in de 2V stand staat de extra uitgang volle schaal 20mV is.
Met de volledige resolutie van de twee potmeters, kan je ana de Nanovolt resolutue komen. :-)

Dat is niet de bedoeling maareen bijkomende eigenschap.
De passieve 1:100 deler is bedoeld voor het krijgen van een beter signaal ruisverhouding.

Er gaan namelijk wat vreemde effecten optreden bij de lage uitgangsspanningen zeg kleiner dan 10mV.
Natuurlijk de offset van de opamp (kan bij de LT1012 goed weggeregeld worden), maar ook nog wat anders waar ik nog niet direct de vinger op kan leggen.
Door de passieve deler worden alle storingen 100x minder, maar de uitgangsspanning is dan maar "0" tot 20mV.
Ik denk dat het een handige toegevoegde functie is en de 10Ω impedantie laag genoeg ik voor veel toepassingen.

Waarschijnlijk wordt het duidelijker als het in het schema staat.

Hi Florick,
Ik ben bekend met bijna alle app. notes van LT, dat is voor mij verplichte kost! :-)
Voor de duidelijkheid, dit meetinstrumentje moet simpel te bouwen zijn en toch goede kwaliteit bieden, en het is nu al erg goed geworden.
Op het ogenblik ben ik bezig uit te zoeken hoe ik d.m.v. een LED, een stroomindicatie kan bieden, dat is minder simpel dan je zou denken.

Groet,
Blackdog

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

Golden Member

Ingangsspanning ergens rond de 45 Volt?

Hoe doen vrouwen op TV dat toch? Wakker worden met prachtig glanzend haar en mooi gestifte lippen..... Wanneer ik wakker word heb ik een coupe 'Leeg geroofd vogelnest' en een incidenteel straaltje kwijl..
blackdog

Golden Member

Hi Henk, :-)

Wat betreft de beinvloeding, het is eigenlijk een simpele passieve mixer.
Daar de twee impedanties zover uit elkaar liggen, voor de grof regeling is de mixweerstand 2K25 en voor de fijnregeling is de mixweerstand 1Meg.
Dit ligt zover uit elkaar dat beinvloeding minimaal is.
Voor de precise jongens hier, ik vergeet voor de makkelijkheid even de impedantie van de loper van de 10K potmeters (max 2k5)
Waar het op neer komt zoals het hier in het schema staat, is dat de fijnregeling in het 20V bereik 45mV doet.
Ik kan zonder knoppen op de potmeters en op een 6,5 digit meter, iedere waarde van de spanning instellen op 6 digits!

En zelfs op het breadboard blijft dat vrij goed stabiel staan in het 20V bereik.
Op het 2V bereik krijg je bij kleiner dan 100mV uitgangsspanning al last van thermokoppel effecten (Hr. Seebeck)
20mV kan ik tot op 1uV instellen en ja daar is wat ruis opgepikt door het breadboard en de extra ruis van de DMM op de 100mV stand.

De testschakeling
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-05.png

Nu verder met de stroomindicatie.

Groet,
Bram

PS

Jinny,
Nog even testen met wat kleine trafo's maar ik denk dat je zo'n beetje gelijk hebt betreffende de ruwe ingangsspanning van de LM317HV.

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

Golden Member

Hi,

Verdomme, wel erg productief vandaag *grin*

Twee plaatjes en wat opmerkingen.
We beginnen met het laatste schema, het is me gelukt zonder de eigenschappen aan te tasten een max. stroom melding te genereren d.m.v. een LED.
In het schema net na de opamp, zit nu Q3 er in, deze zorgt voor de stroomsensing en stuurt een Low Level LED aan.
Wat hij doet is de stroom sensen die door R10 gaat van 22K, als Q2 gaat geleiden trekt deze de basis van Q1 weg.
De opaamp probeert dit weer te compenseren door de uitgang hoger te maken en Q2 compenseert dit weer door nog meer stroom weg te trekken (Q1 wint altijd :-))
Hierdoor wordt de spanningsval over R10 hoger dan 0,6V en Q3 gaat hierdoor geleiden.
De opamp hangt wat uitgang betreft dan bijna aan de +voeding, hierdoor is er altijd voldoende spanning aanwezig om met een hogeweerstand van 18K voor R16
de High Efficientie LED goed te laten branden.
De waarde van de stroombegrensing is bij de gekozen waarde van R13 82Ω ongeveer 6,5mA.

Alles wat links van de gestippelde groene lijn bevind komt bij mij op een appart printje in het kastje, de rede, daar wordt het meest gedissipeerd
en de warmte wil ik zo veel mogelijk bij het precisie deel vandaan houden.

Aan de rechter zijde zien jullie een extra spanningsdeler voor het 20mV bereik, dit zorgt voor een redelijk ruisarm lage spannings uitgang.
Deze uitgang wordt automatisch ingeschakeld als voor het 2V bereik gekozen is, d.m.v. een 4x wissel schakelaar.
Op het 20V bereik zou de belasting te hoog worden voor deze schakeling en de dissipatie te hoog in de gekozen weerstanden.
Zoals altijd zijn er weer vele afwegingen gedaan, en dit is mijn keuze hoe ik het wil doen.
Nog een afweging is om deze passive deler wel aan de 20V te gangen en dan R14 van 1K 10K te maken, dan kan deze altijd aangesloten blijven.
Dat is nog een nadenk puntje voor mij of ik dat wil toepassen (dit geeft bij 20V uitgangsspanning 40mW dissipatie in de 10K weerstand, dat maakt hem niet echt stabiel...)

D5 helemaal rechts in het schema, zorgt er voor dat als er spanning op de uitgang komt als de voeding niet aanstaat,
de hele schakeling door deze spanning van voeding wordt voorzien.
Dit moet nog een beetje getuned worden rond de LM317HV, komt nog...

In het groene kadertje kan je een jumper plaatsen zodat de LT1012 kan afregelen op "0"V off set spanning. (hoeft maar 1x)
Een ADA4077 heeft geen trim aansluiting, dus heb je kans dat je minimaal zeg +50uV uitgangsspanning hebt als de offset positief is van het gebruikte IC.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-07.png

Ik ga kijken of het in dit kastje gaat passen, de CD is voor de indruk van de afmeting.
Op de voorgrond staat de 2x 24V trafo die ik ga gebruiken, ik heb er twee, de andere staat nu onder spanning en
belast met 25mA na gelijkrichting met een 1000uF elco op de Dummy Load.
24 a 25mA is ongeveer de maximale stroom bij kortsluiting van de uitgang, bij de maximale uitgangspanning is deze onbelast ongeveer 16mA.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-08.png

Natuurlijk ga ik jullie mooiere schema's laten zien in hogere resolutie, maar ik heb nu iets meer tijd aan de ontwikkeling besteed :-)
Mooi, bedtijd!

Groet,
Blackdog

Morgen als ik hopelijk weer fris ben, haal ik de typefouten er wel uit.

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

Ha blackdog,

Je heb de behuizing al klaar liggen ;) dus dan eerst maar een paar mechanische vragen :?
Heb je al een idee hoe je de draden van de pot-meters en binnen komende voeding naar buiten gaat brengen?
Welke schakelaar ga je gebruiken voor de 0...20mV uitgang ik denk dat een buffer zonder schakelaar hier beter op zijn plaats is i.v.m. ruis.
Als laatste opmerking de ingangsspanning is voor een standalone module best wel hoog gezien het ontwerp is het niet anders maar toch.

Ik zou het ontwerp graag een universeel karakter willen geven als dat mogelijk is.
Waarbij ik me voorstel dat deze module in meerdere projecten inzetbaar is als regelbare spanningsbron met een kleine stroom afgifte (kalibratie) maar bijvoorbeeld ook als referentie in een voeding.
Dus misschien ook de mogelijkheid om de spanning in te stellen door middel van duimwiel schakelaars of zelfs digitaal.
Verder denk ik dat een aantal potentiële na bouwers het jammer vinden dat er geen uitlezing op zit voor de spanning.
Ik realiseer mij step by step :9 het maar een gedachte kronkel.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Jinny

Golden Member

Volgens mij, maar ik ben maar een simpele griet, is het bijbouwen van een uitlezing nu niet het moeilijkste...
Het vinden van een uitlezing met voldoende cijfers is weer een tweede.
En met duimwieltjes instellen, dat is ook wel te realiseren als je dat zou willen.
Kost alleen een hoop weerstandjes meer...

Hoe doen vrouwen op TV dat toch? Wakker worden met prachtig glanzend haar en mooi gestifte lippen..... Wanneer ik wakker word heb ik een coupe 'Leeg geroofd vogelnest' en een incidenteel straaltje kwijl..

Ha Jinny,

Nauw simpele griet dat zijjn jou worden lijkt mij nog niet zo gemakkelijk om een eigen toko te runnen ;)
Maar het zijn dan ook maar ideeën het is alleen wel zo dat je er tijdens het ontwikkelen nog enigszins rekening mee kunt houden.
Als je kiest voor duimwiel dan heb je geen uitlezing nodig zo heeft elke vorm zijn charme.
De multiturn is niet goedkoop en je draait je een ons en in deze versie moet een uitlezing hebben of een goede meter.

Mijn insteek als als je een apparaat maakt om er mee te kalibreren dan moet ie er ook staan.
Aan de techniek ligt het niet bij @blackdog dus dan mee denken over de uitvoering.
Nogmaals ik denk dat er heel veel hobbyisten zijn die zo'n instrument willen bouwen maar er tegen aan hikken heb ik wel een meter die ik kan vertrouwen anders heb ik er nog niets aan |:(

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Hi Henk,

Ik heb een aantal behuizingen hier liggen en kijk ook naar de grote van de behuizing i.v.m ruimte en warmte,
wat betreft mijn werkomgeving, deze is zo krap, dat ik regelmatig "plat" moet praten. ;-)

De trafo die ik beschikbaar heb, ligt te testen wat warmte betreft.
De kleinere transformatoren hebben jammer genoeg nogal een grote Ri en de onbelaste spanning is daardoor ook hoog, jou wel bekend denk ik.
De trafo waar ik nu mee test is een GERTH 387.48-2 van 3,6VA in een 2x24V uitvoering (2x75mA bij weerstands belasting)
Ik kan net voelen dat hij al 10 uur aan staat, bij gelijkrichting 1000uF elco en 25mA load.
De spanning op de elco bij 225V netspaning is rond de 40V bij de 25mA Load.
Bij de "normale" belasting en 225V netspanning is deze 42V.
Bij 25mA load is de rimpel op de 1000uF beneden de 50mV RMS, de rimpel aan de uitgang van de LM317HV is ruim beneden de 10uV, mooi zat.

Bij Farnell zijn mini ringkern trafo's te koop, waarbij zowel de Ri als ook het stoorveld minder is.
Ik gebruik een diep kastje, zodat de trafo zo ver mogelijk van de electronica af komt en je hierdoor zo min mogelijk drift hebt door opbouw van warmte.
Ja natuurlijk kan de trafo ook extern brengen, mag de nabouwer zelf weten, bij mij komt de trafo in het kastje en doe mijn best de positie zo te kiezen dat het goed uitkomt met het stoorveld.

De twee potmeters komen gewoon in het kastje en de electronica er direct achter, dus nooit meer dan 10cm draad aan de potmeters.
De schakelaar die ik wil gebruiken is een 4 polig wissel C&K type waarvan 2x2 contacten parallel staan, zoals aangegeven in het schema.
Dat dit niet perfect is, weet ik, maar ik had al aangegeven dat dit niet een Fluke calibrator is :-)
Als iemand een hele mooie stabiele schakelaar heeft die calibrator specs heeft, ga hem vooral gebruiken!
En een extra buffer voor de 20mV uitgang... dat kan maar, maar dan wordt het weer complexer en dat was nu net weer niet de bedoeling.

Er zijn zeer veel opties mogelijk, waar ik natuurlijk zelf ook al over heb nagedacht,
zoals U en I meters er in en nog een aantal andere functies.
Daar heb ik een flinke rem op gezet!

De meeste hier, hebben al een aantal DMM's op de bank staan, ga ze gebruiken :-)
Nu kan het in een compact kastje worden gebouwd met goede specs.
Zo gauw ik hier meter aansluitingen ga presenteren in het schema,
weet ik dat het een rommeltje gaat worden, kijk maar eens naar alle opmerkingen bij de CO voeding en andere voedingen.
Nu ga ik al deze opmerkingen lekker naast mij neer leggen, you are on your own! :-)

Maar Henk en anderen, het leuke is dat jullie natuurlijk niets moeten doen, zoals ik het hier voorstel, zie dit project als triggering voor je eigen gedachten.
Alle variaties op mijn schema heb je zelf in de hand, maar ik ga niet voor anderen vele metingen uitvoeren,
omdat men onderdeel X willen gaan gebruiken of behoefte hebben aan een blauwe LED als ik een High Efficientie Rode LED specificeer...
En ja, dat maakt uit!!!

Nog even over de voeding spanning, als eerste heb ik wat negatieve spanning nodig voor de stroombron en voor de opamp,
Deze negatieve spanning van rond de 2,1V word met drie stuks 1N4007 opgebouwd.
Dan heb ik ook nog de uitgangs commonmode van de opamp, omdat ik de mooie Fet er uit geknikkert heb, dit omdat deze wat moeilijker verkrijgbaar is.
Nu dus een BC550C in de "Power" sectie, iedereen blij, behalve ik, want de meeste mooie opamps hebben bijna 3V commonmode spanning aan de uitgang als deze naar de "+" gaat.
Daar komt dan nog de BE spanning van de BC550C bij en de spanningsval over de emittor weerstanden van de BC550C.
En dat is waarom er +29V als voeding voor de opamp en Powersectie gebruikt wordt. (De grens was rond de 27V bij 6mA load en ik heb voor 2V marge gekozen)

Mooi, nu weer verder.

Blijf vooral vragen stellen, hou je niet in ;-)

Groet,
Bram

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

Mij lijkt met duimwiel instellen niet zo een goed idee. Dat kan alleen denk ik als je bijna geen drift hebt van je weerstanden en van je referentie spanning.
Het mooie van instellen via een DMM is dat dan alleen de korte termijn drift nog belangrijk is.

Met de volledige resolutie van de twee potmeters, kan je ana de Nanovolt resolutue komen.

Dat zijn erg goede prestaties.
Lever je er ook een bouwpakket voor een 8,5 digit meter bij :).

Ha benleentje,

Het is inderdaad waar je moet wel de nauwkeurigheid kunnen garanderen dat is een kwestie van specificaties.
In het ontwerp van @blackdog is het niet de intentie om 6.5digit nauwkeurigheid te bereiken.
Laat zegen 1mV laatste digit met een tolerantie van +/-100uV dan moet de onderliggende nauwkeurigheid 10uV zijn.
Deze 4.5digit instelling is gemakkelijk te realiseren en dan heb je echt geen meter van welke klasse meer nodig.
Je pakt je referentie stel de spanning in 10.123V +/- 100uV of 10.000V +/- 100uV geen probleem.
Het kan wel je kunt zelf nog een uncal. knopje toepassen waarmee je +/-1mV kan regelen hier veranderd niets aan het ontwerp van @blackdog het is maar net waar je voor kiest.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Hi,

Weer even wat tijd om het en en ander uit te leggen en het schema dat ik een beetje heb aangepast.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-09.png

Bovenstaande schema komt bij mij op een printje (die groene van ebay) achter het frontje vlak bij de potmeters.
Even een tussenstand, vanochtend heb ik het breadboard aangezet en direct na het aanzetten was de spanning 19,0004V,
dat zakte vrij snel naar 18,9998V en daarna is het nu al een uur of 6 rond de 18,9996 of 18,9997V gemeten met de TEK DMM4050.

SW1a en SW1b (C&K 4x wissel tumbler)
Er vanuit gaande dat de gebruikte 10V referentie mooi 10.00000V is kan je met de weerstand R3 de spanning over de potmeters mooi 1:10 van deze spanning maken als de bouwer dit nuttig vind.
Dus als de schakelaar SW1 open is staat er maar 1V over de potmeters, bij mij is R3 rond de 4M7 om binnen 0,1 % van 1V te komen,
ik vind dit mooi zat, het is GEEN Fluke calibrator! :-)

R2
Ik vind het wel zinnig voor R2 een goede weerstand te nemen, want deze draagt bij aan de stabiliteit van het 2V bereik.
Het liefts dus een 0,1% < 20ppm weerstand.

Potmeters
De potmeters heb ik al omschreven, Spectrol 534 Series, prul van ebay kopen, kom niet bij mij klagen.

R7 en R8
Deze stellen de versterking in en bepalen ook het kantelpunt van het filter rond de opamp.
R7 en R8 hoeven niet 10K te zijn, maar mogen ook beide 13K3 zijn als je daar de hand op kan leggen, maar wel weer 0,1% en < 20PPM.
De waarde mag varieren zonder grote consequenties tussen 8 en 20K, je zal wel de condensator C6 die 0,47Uf is moeten meeschalen als je te veel afwijkt van mijn voorgestelde waarden.
Als je twee mooie 11K3 weerstanden hebt, zou ik de 0,47uF zo laten, maar bij twee mooie 20K weerstanden zou ik de condensator halveren naar 0,22uF.
In het schema staat ook al dat de weerstanden R7 en R8 dicht bij elkaar gemonteerd moeten worden voor een zo stabiel mogelijk resultaat, zie de twee verschillende versies van monteren hieronder.
Dan nog dit!!! respecteer je precisie weerstanden!!! rustig aan met ombuigen van de draden, soldeer ze zo kort mogelijk (een goede soldering kost minder dan 2 seconde)
Je kan desnoods de weerstanden een klein stukje van je print af monteren.
Zie de plaatjes hieronder.
De weerstanden zo monteren zoals hier is aangegeven, dicht naast elkaar, zodat ze de zelfde temperatuur hebben.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-10.png

Begin dit jaar heb ik een speciaal tangetje gekocht, die bochtjes in aansluidraden kan buigen en die gebruik ik soms als minimale stress op het component van belang is.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-11.png

De opamp
Het type dat er bij mij inzit is een LT012AC in de PDIP uitvoering, in de beste versie.
Als je een voetje gaat gebruiken dan graag één met gedraaide gouden contacten.
Er zijn zeer veel afwegingen gedaan voor het kiezen van de opamp, de LT1012AC is oud maar nog steeds een zeer goede combie van offset, drift, biasstromen en ruis eigenschappen.
Vandaag zijn 10 stuks ADA4077-1ARZ binnen gekomen, dit is niet de beste versie maar wel één die ik de volgende dag binnen heb en bij veel groothandels beschikbaar.
Ik zal wat scoop plaatjes laten zien van de offset en ruis verschillen tussen de LT102AC en de ADA4077-1ARZ.

De LT1012AC is dus te trimmen op minimale offset, bij de ADA4077-1ARZ kan dit dus niet, die aansluitingen zijn niet aangesloten in de behuizing.
Bij andere precisie opamps zijn het bijna altijd pen-1 en pen-8 die voor het trimmen gebruikt worden.
Wil je toch een andere precisie opamp gebruiken, kijk dan in de datasheet welke waarde er nodig is voor de trimpot, ook de manier om een kleiner trimbereik te krijgen is vaak nuttig.
Ik gebruik hiervoor een testschakeling zoals onderstaand plaatje uit de AD application note 37, wel ontkoppeling toepassen en in een metalen doosje bouwen.
Handig is ook een kleine serie weerstand aan de uitgang, zeg 47Ω voor je naar je scoop of multimeter gaat.
Dat testkastje dat ik hiervoor gebouwd heb is al zeer veel keer gebruikt en de uitgang aa nde scoop gekoppeld geeft je een goed idee van de ruis en offset.
De versterking is 1000x bij deze schakeling.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-12.png

Je hoeft helemaal niet zo'n testkastje te hebben, met een goede multimeter kan je de offset van deze schakeling ook zo klein mogelijk maken.
draai beide potmeters op minimale uitgangsspanning, plaats tijdelijk de jumper en draai je offset trimmer op minimale uitgangsspanning,
klaar, en verwijder weer de jumper.
Waarom dan toch dit verhaal, ik selecteer vaak de onderdelen in precisie schakelingen voor een optimaal resultaat.
En sommige opamps krijgen een grotere offsetdrift als je ze veel moet trimmen, het aantal mV/C wordt dan wat groter, lees de datasheet van je opamp!

Ik hoop dat het een en ander wat duidelijker is geworden met deze achtergrond info, vragen? je weet hoe het moet :-)

Groet,
Blackdog

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

Ha Bram

Ik ben er nog niet helemaal doorgegaan tot in het detail. Dat is voor straks. :) Misschien komen er dan nog vragen.

Maar voor de weerstanden R7 en R8 zou daar een LT5400 niet voor passen? Een matching binnen 0.01% en dan een tempco match van 0.2ppm/c?

Groeten

kris

ps: eventueel de LT5400-3 nemen en de twee maal 100k parallel zetten als vervanger van R2. Dit is wel 50k ipv 47k5.

[Bericht gewijzigd door Kridri op 1 september 2017 18:04:52 (17%)]

blackdog

Golden Member

Hi Kris, :-)

Van mij mag je een LT5400-1 gebruiken om daar twee 20K weerstanden van te maken.
Het gaat er grotendeels alleen om dat ze redelijk tracken, dit hele project heeft helmaal niets te maken met precisie.
Daar bedoel ik mee dat je een spanning op maandag 13:25 insteld op 7,50000V en dat je dan op zaterdag asl je hem weer aanzet binnen korte tijd weer die spanning hebt.

Het geheel wordt aangestuurd door twee 10 slagen potmeters die 50PM zijn en er zijn nog andere "drifters" in de schakeling.
Maar mijn zege heb je voor ongeveer 8 tot 15$/Stuk.

Groet,
Bram

Hahaha,
Die had ik nog niet bedacht met de LT5400-3!

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

Golden Member

Hi,

Just for the fun of it...
Ik ben de 10 ADA4077-1ARZ op verloop printjes aan het solderen en meet ze dan even hoe goed ze zijn wat offset betreft in mijn testkastje hiervoor wat ik daarstraks besproken heb.

Kijk nu eens naar het onderstaande plaatje, ja de schaal staat deze keer goed, 1uV/Div! de tijdbasis is 1-Seconde per divisie.
De ADA4077-1ARZ is beter da nde LT1012AC, maar dit is niet helemaal reeel, het testkastje heeft een bronimpedantie van rond de 10ΩΩ en niet de 5K zoals in mijn schakeling, maar in ieder geval is dit erg goed.
Deze opamp heeft dus een offset van iets minder dan -0,5uV.
Van de zes gemeten is de hoogste 8uV offset, nog een paar te gaan maar eerst een warme hap naar binnen werken.
De metingen zijn gedaan met mijn passieve 10Hz filter tussen mijn testkastje en de scoopingang.
De 49,99028Hz in beeld is de trigger frequentie van mijn scoop, is nu niet ter zake doende.
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-13.png

Groet,
Blackdog

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

Golden Member

Is Q1 een typo, en moet dit niet BC560C zijn ?

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Klopt helemaal, is nu aangepast in Splan en komt later wel in een nieuw plaatje van het schema, dank :-)

Update de ADA4077-1ARZ staat nu op een offset van 0,85uV, leuk natuurlijk maar hij zal nog wel een tijdje "driften".
Het is niet gek voor een 7de generatie precisie opamp.

Groet,
Blackdog

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

Ha blackdog,

Ja mooi ik kon het niet goed lezen @flash2b je hen beter ogen dan ik denk bij me zelf zal wel aan mijn bril liggen ;)
Ik kan de opamp wel maar is niet goedkoop rond de €14,- maar ja dan heb je wel wat.
Ik zag dat je het schema aangepast heb ik zal het printje ook aanpassen het past dan in een langwerpig teko boxje de regelorganen gaan dan door middel van EMI filtertjes (doorvoeren) naar buiten.
Ook komen op deze manier de spanningen binnen en gaan naar buiten.
Vraag hoe monteer je het samplingelement R7,R8 zoals op de foto btw goede opmerking van @Kridri maar ik denk dat de verkrijgbaarheid iets minder succes vol zal zijn.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Ha die Henk,

De ADA4077-1ARZ is bij 10 stuks 1,88€/Stuk bij Farnell ex BTW.
De offset van de versie die in mijn testkastje zit is nu bijna 0,9uV, hij loopt dus langzaam wat op.

Kijk nu eens wat ik in mijn sample bakje heb liggen... een LT5400-3
http://www.bramcam.nl/NA/LowCostCal/LowCostCal-14.png

De absolute waarden van dit chippy is niet heel precies, bij mij zijn de 10K weerstanden rond de 10K5 en de 100K rond de 105K.
Maar zoals al aangegeven in de datasheet zijn de verhoudingen erg goed!

Ik ga hem in het breadbord proppen, en vrwacht dat het gewoon uitstekend is.
Er is wel een wat kleinere trim weerstand nodig maar dat is niet zo'n probleem, en een 1% trim weerstand is goed genoeg op die plek.
Mooie tip Kris!

R7 en R8 van welke versie van het schema Henk, sorry voor de wisseling van de componenten nummers.
Oja, natuurlijk heb ik ook gedacht aan RF immunity, maar het meeste zal bestaan uit wat ferriet materiaal.
Hangt een beetje af van de mechanische opbouw die ik ga toepassen.

Groet,
Bram

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

Ha blackdog,

Dat is een heel stuk aantrekkelijker als bij de grote C :o
De wet van Ohm die geldt niet voor doped silicon weerstanden er zitten dus geen fysieke weerstanden in dus het duurt dan ook iets langer eer dat het evenwicht bereikt is ga maar experimenteren is zeker interessant maar jou keuze van de twee weerstanden op die plek is zo verkeert niet.
Alleen vroeg ik mij af of je tijdens het ontwerpen nog speciale adviezen heb met betrekking tot de montage opstelling. dit in verband met de componenten opstelling op de print.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Ha die Henk,

Ik denk dat je meer ervaring hebt dan ik met HF techniek...
Veel heb ik van HF techniek geleerd bij het maken van analoge schakelingen.

Zoals altijd rekening houden met de gevoelige nodes zoals de opamp ingangen,
paracitaire capaciteiten zijn hier niet zo van belang door de grote condensatoren rond de opamp.

Het gaat vooral om de goede manier van het bedraden, de -aansluiting op het front is het ster aardpunt.
Dus de - van de buffer elco gaat direct naar deze aansluiting.
En dan apart de -van de regel electronica ook met een niet te dunne aparte draad naar de -aansluiting.

De weerstand van 10K, R8 dus knoop je met een aparte draad aan de +klem.

Als jij de schakeling zo maakt dat hij in een blikken doosje zit dan zijn doorvoor condensatoren handig.
En als je de temperatuur stabiel houd, dan zal meneer Seebeck je het niet te lastig maken met b.v. de R8 aansluiting.

Je kan ook wat laten zien wat je aan het maken bent, mijn mail adres is bekend bij je.

Groet,
Bram

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

Ha blackdog,

Dank voor de antwoorden dan stop ik de twee weerstanden in een teflon kousje dan zijn ze thermisch enigszins gekoppeld en het geeft wat isolatie en is simpel na te bouwen.
Ik heb al even gekeken of ik er een kleine uitbreiding (die heel vaak gebruikt) er bij kan zetten zodat er een auto nul plaats vindt.
Dit was het voor vandaag.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.