Armeluisspanningsreferentie

Als het je alleen maar om het afregelen van een multimeter gaat dan zijn daarvoor toch precision regulators, zoals deze:
http://www.farnell.com/datasheets/1904577.pdf

In de "parameter search" van Farnell kun je de "initial accuracy" kiezen.
http://nl.farnell.com/w/c/semiconductors-ics/power-management-ics-pmic…

Zonder calibratie weet je nog niks.

Optimalisatie TL431 referentie

https://www.circuitsonline.net/forum/view/116156

Referentie kopen:

Spannings Referentie - Hao-Qi-Xin

https://www.circuitsonline.net/forum/view/125289

In beide gevallen loont het om bij iemand met een goede meter langs te gaan als de huidige buiten temperaturen wat gezakt zijn.

@hennep: aub lezen wat er staat. Over het afregelen van een multimeter is nergens iets gesteld. Laat staan over "alleen maar".

Ik zou verwachten dat als het niet preciezer dan dat hoeft, dat je al nooit verder van de berekende waarde zit dan de tolerantie van de gebruikte onderdelen tezamen. Je hoeft dan voor huis- tuin- en keukengebruik misschien niet te calibreren, maar alleen zo goed mogelijke omstandigheden te creeeren (stabiele voeding, stabiele temperatuur, ontkoppeling, ...). De echte kunst zit hem in het bereiken van een nauwere tolerantie dan dat, en ik weet niet of dat voor een armeluisapparaat nodig is?

Nou laat ik me daar graag corrigeren of nuanceren, want er zijn hier een paar autoriteiten op dat gebied actief, of althans mensen met een degelijker kennis en ervaring dan ik.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op woensdag 18 juli 2018 16:02:38 (11%)

Ha big_fat_mama,

Goed bezig om je topic niet uit het oog te verliezen Armeluisspanningsreferentie Denk ik dat de keuze van de TL431AC al iets overkill heeft.
Tenzij je de uitgangsspanning flexibel wil houden.
Zo'n programmeerbare referentie heeft al weer veel klim bim aan boord en daar zit je eigenlijk niet op te wachten
Je zou kunnen volstaan met een JFET en drie weerstanden uiteraard zal een en ander ontwikkeld moeten worden heb je daar zin in?
Het zou mogelijk moeten zijn om een referentie te maken een keer of vier beter als de TLxxx en ongeveer 2 a 3 keer beter als de referenties uit China.

De opmerking van @maartenbakker is de spijker op zijn kop als je ontwerp kan volstaan met de toleranties van de referentie zit je prima als uitgangspunt.
Dan heb je alleen de invloeden van buitenaf te tackelen.

Je kan eerst de tolerantie van de referentie uit de datasheet (tekenen) daar komt een ventster uit dit is het ontwerp criteria minima/maxima.
Alle andere invloeden van buiten af moeten gewogen binnen dit venster vallen.

Groet Henk.

Beste Groet Henk,

Hartelijk dank voor het meedenken - zoals ook trouwens voor alle andere relevante antwoorden. Bovenal moge duidelijk zijn dat ik die TL431 (een TL431AC, meer bepaald) hier al erg lang had liggen, en er nu eindelijk eens iets min of meer zinnigs wou mee doen. Dat dat mogelijk overkill is voor het gestelde doel, dat wil ik grif aannemen, ik verdacht mezelf daar al de hele tijd een beetje van. Maar het kan beter te veel zijn dan te weinig; en nogmaals, ik had hem toch al liggen.

Nee, programmeerbaar hoeft het helemaal niet te zijn. Een banaancontact op de front, met een sticker erbij "5,0061 V= +/- 0.05% max 5 mA" is me reeds ruim voldoende. Die 5 mA is slechts een arbitrair voorbeeld, uiteraard.

Ja, als de definitieve vorm eenmaal gevonden is dan kan ik maar eens beter de referentiespanning erg nauwkeurig meten, om op dat labeltje te schrijven. Dat vraag ik ten gepasten tijde wel, alhier.

Blijven mijn vragen:
* opamp aan de uitgang? Dat wil ik echt wel, maar welke? TL072? CA3140? Andere?
* Capaciteit(en)? Welke? Hoe groot? Waar?

@maartenbakker:

zo goed mogelijke omstandigheden te creeeren (stabiele voeding, stabiele temperatuur, ontkoppeling, ...)

Inderdaad zijn dat de vragen waar ik nog mee zit, vooral "wat is zinnig, terzake, in dit geval".
* Voeding is nu nog uit een ongestabiliseerde +22V=, een 7812 ertussen zal allicht winst brengen, en kost geen drol. Het lijkt me dat meer stabilisatie misschien wel mogelijk is (723?) maar nauwelijks nog winst oplevert terwijl het wel flink wat complexer wordt;
* stabiele temperatuur: daarover had ik het ook reeds, nogmaals een oventje lijkt me overkill, zie je een simpele formule die toch een merkbare verbetering brengt?
* ontkoppeling: ja, zeker, terzake deed ik nog niks dus er is zeker ruimte voor verbetering. Wat, waar, hoeveel?

Ha big_fat_mama,

Helder een spanning 5V uit en je wilt de shunt regelaar voorzien van een spanning afkomstig uit een serie regelaar.
Dan zou je de voedingsspanning rond de 5V kunnen maken ik moet dit nog bekijken hoor je later en.....
Alle weerstanden vervallen op 1 na dat scheelt weer voor de toleranties.
Wel een goeie buffer gebruiken CA3140 zou kunnen binnen wat je doelstelling is 2mV offset aan de ingang tenopzichte van 4mV voor de TL072.
Maar qua temperatuur coëfficiënt zijn ze beiden even slecht dat moet je toch doorrekenen.

Kijk zelfs zo'n simpele constructie vraagt aandacht het uitzoeken van je componenten straks de opbouw enz enz.
Wat heb je nog meer voor Opamp figuren liggen bedenk wel je wil 5V uit en een beetje ruimte om belasting variaties op te vangen.
Laat even weten welke 5V spanningsregelaar heb je in je magazijn

PS: Aanvulling hier een voorzet low cost ik zal morgen even rekenen voor het Tc en nominale nauwkeurigheid.

Als dit gaat heb je geen Opamp nodig 100mA uit.

Henk Groet.

Ha big_fat_mama,

Ik heb nog even een experimentje gedaan met een LM317 dit is een grote jongen maar een TL317 is beter.
Die heb ik dus besteld eens kijken waar we komen.
Voor wat de componenten betreft niets bijzonders 1% is prima deze zijn 50PPM en ze heffen elkaar toch op.
Waarschijnlijk moet de deler nog getuned worden dan heeft 243Ω 1% ook geen nut als je er toch een afwijking in gaat brengen
Alleen de stabiliteit is van belang.
Wel bij de referentie deler even opletten deze twee weerstanden dicht tegen elkaar ik doe er een teflon kousje over heen isoleert prima.
Er is nog geen beveiliging op de uitgang tja.... als je weet wat je doet ook niet nodig.
Verder kan ik nog kijken voor een NTC compensatie in de referentie deler.

Nieuwe schema

Groet Henk.

Welbedankt, beste Groet Henk. Uit pure leergierigheid, enkele vraagjes:

* wat is de meerwaarde van de LM317? Ok, er kan meer stroom worden afgenomen, maar dat is sowieso niet de bedoeling. Stroombeveiliging is natuurlijk wel handig.

* hoe kwam je tot de waarde van R2/R3? Die trekken 10 mA uit de LM317, waarom zo veel?

* als er dan toch al 10 mA door R2/R3 gaat, waarom dan nog eens 5 mA extra door R4?

* welk type C raad je aan voor C1? Tantaal, wellicht, wegens betere prestatie bij hogere frekwenties?

Als je dit zo gaat samenstellen, zit je langzaam al aan de prijs van een AD584 uit China.

https://www.banggood.com/AD584-High-Precision-Voltage-Reference-Module…

Dat ding is met zijn 7 euro al een erg bescheiden referentie

--edit--

Maak daar iets meer dan twee euro van, bezorgd.

https://www.ebay.de/itm/AD584-4-Channel-2-5V-5V-7-5V-10V-High-Precisio…

Een pintje minder en je hebt een "echte" referentie.

[Bericht gewijzigd door Sine op maandag 23 juli 2018 00:58:14 (11%)

Nogmaals: de TL431 lag toch nog te wachten op een zinnige toepassing, en ook de CA3140opamp is uit voorraad. Ik ben grif akkoord dat het te gek zou zijn om iets te gaan bijkopen, maar dat is dus niet de bedoeling.

Hi,

R4 in het schema kan vervallen.

R2 en R3 kan je wat hoger nemen om de stroom lager te maken.
Je moet echter wel rekening houden met de minimale stroom voor de LM317.
De TL317 kan met wat minder toe, dat is de TO92 uitvoering.
Waarom deze regelaar gebruiken, je hebt voor zeg 5V met een 7805 minimaal 8 a 8,5V betterijspanning nodig.
Met de LM317 is de dropout spanning bij lage stromen meestal minder dan 1,5V.

De nauwkeurigheid van deze schakeling is de afwijking van de gebruikte TL431 en de afwijking van de instelweerstanden R2 en R3.
R2 en R3 maken van de 2,5V inwendige referentie spanning van de TL431 5V aan de uitgang, de gain is dus 2x in deze setup.

Groet,
Bram

Op 23 juli 2018 08:49:50 schreef big_fat_mama:
Nogmaals: de TL431 lag toch nog te wachten op een zinnige toepassing, en ook de CA3140opamp is uit voorraad. Ik ben grif akkoord dat het te gek zou zijn om iets te gaan bijkopen, maar dat is dus niet de bedoeling.

Hey, het is jouw feestje, maar voor twee ruime euro's heb je

Betere absolute spanning +-7.5mV tegen +-35mV afwijking
Ingebakken getrimde weerstanden voor meerdere spanningen
Twee keer betere temperatuurs stabiliteit
...

Als oefening is het leuk, maar praktisch?

Ha big_fat_mama,

Eerst even je vragen in gestelde volgorde omdat ik wat wilde proberen maar geen CA3140 bijdehand had even een ander experiment gedaan maar voor de discussie wel laten zien.
Ik heb even gebruik gemaakt van een LM317 dit is een 1.5A versie veel te veel van het goede maar ik had ook geen TL317 deze is 100mA en past beter in het verhaal.
De LM317 heeft wat meer minimale stroom nodig 10mA is een mooie waarde ook dit zou lager worden met de TL317.
De 1kΩ is nog voor mijn filter maar daar heb ik het (nog) maar niet over.
Het experiment wat ik gedaan heb is om te kijken of je zou kunnen compenseren voor het Tc.
Nu is het zo dat het Tc van de TL431 positief dan wel negatief kan zijn dit is afhankelijk waar de spanning zich bevindt in de box.
Dus dat is nog even puzzelen dit is het nadeel met een kant en klare chip er zit teveel klim bim in dan kan je zelf niet meer sturen.

Hetgeen @Sine schrijft is gedeeltelijk waar voor de prijs moet je er niet aan beginnen maar..... het gaat @TS om componenten die hij al heeft op een bruikbare wijze te gebruiken.
De nauwkeurigheid bij aanvang is van de AD586J op het printje 20mV en van de TL431AC 25mV dus dat valt nog wel mee.
En lange tijd stabiliteit is relatief ik hecht meer waarde aan de 1kH gegevens.
Het is even wachten op de CA3140 was bij de grote C op voorraad.

Groet Henk.

@Groet Henk, had dan toch iets gezegd, ik had je best graag 1 of 2 stuks CA3140 toegezonden, uit erkentelijkheid voor al die goede raad.

Ha big_fat_mama,

Geen punt ik had zelf ook wat nodig.
Onderdelen zijn binnen

Ik had al tussendoor wat lopen prutsen maar het is een strijd om bij de onderdelen te komen
Morgen of overmorgen zal ik een en ander op een boordje samen bouwen.
Ik heb nu ook een LM317LZ de 100mA uitvoering dat wil ik je ook laten zien.
Met de combinatie TL431AC en LM317LZ ben je in een keer gereed je heb dan geen opamp meer nodig en je kunt tot 80mA belasten.
Maar goed ik ga nu uit van de opamp om dat die in je bezit is ik heb de CA3140 niet de A uitvoering maar goed dat scheelt 3mV offset aan de ingang kijken hoe te compenseren.
Het voorlopige schema heb ik aangepast wel met een filtertje voor de ruis.

Voorlopig schema

De zener referentie is denk ik helder hier loopt 10mA de
ingangsspanning is niet kritisch 10V....22V is goed.
Wel moet de spanning mooi vlak zijn.
De zener is afgesloten met 470Ω aan de ingang van het laagdoorlaatfilter dit voor de stabiliteit van het actievefilter.
Het filter heeft een kantelpunt van 0.1Hz en is een derde orde Sallen & Key1 stabiliteit is niet van belang ruimte in overvloed.
De condensatoren moet ik nog bekijken wat je hier kan nemen dat is nog wel een puntje.
Daarna komt de buffer de opamp heeft een offset compensatie maar ik denk niet bruikbaar.
Achter de opamp de deler voor de feedback als je van de bovenste weerstand 10kΩ maakt heb je 7.5V maak je hem 15kΩ heb je 10V.
De opamp kan makkelijk 20mA leveren maar aan de uitgang moet nog een compensatie netwerk is afhankelijk van de opbouw en... de twee weerstanden bij elkaar monteren maar dat laat ik wel zien.
De temperatuur stabiliteit zal ik meten in mijn klimaatkastje dan kan ik ook bepalen welke NTC er nodig is voor het compensatie netwerk tussen zener uit en filter in.
Dit lijk allemaal erg gecompliceerd maar dat valt wel mee alleen goed meten.

Groet Henk.

@electron920,
Werkt dat filter?
Het filter is opgenomen in het tegenkoppelnetwerk van de TL431AC.
Naar mijn bescheiden mening komt op de uitgang van de TL431AC (=ingang ruisfilter) nu meer ruis dan zonder filter. Dit ruis wordt netjes weggefilterd en per saldo schiet je er dus niks mee op.
Of zie ik dat verkeerd?

Ha ohm pi,

Het filtertje werkt wel maar of het nuttig is ??? zie plot

Dit is het ruis niveau van de totale schakeling zoals je kunt zien ligt het kantelpunt bij 0.1Hz loopt iets op om daarna de curve te volgen.
Maar ik heb dit al eens eerder geschreven ik dacht in een draadje van @blackdog dat het nut van zo'n filter zeer beperkt is.
Waar je demping wil hebben... gaat het niet een te lage frequentie en boven de 1Hz weegt de trap er achter al weer veel te zwaar.
En vergeet niet het moet low cost dus zo min mogelijk onderdelen
Wel leuk dat een derde orde met een opamp kan.
Maar goed het ontwerpje moet toch in fases gebeuren ik heb nu eerst de TL431AC in de test fase dus 2.495V uit om te bepalen waar ie uithangt dit in verband met het Tc gedrag.
Daarna stel ik hem in op 5V uit om de ruis te meten en eigenlijk kan je dan pas bepalen of een filtertje nodig is.

Groet Henk.

Beste Groet Henk,

Je hebt je wel erg vastgebeten in dit verhaal, wat een moeite doe je ervoor zeg, ik voel me welhaast schuldig! Het laatste schema dat je toonde komt erg dicht bij wat ik voor mezelf ook al vond, behalve dan het filter; en ook ik zie daar niet zoveel nut in.

Dus wil ik je heel erg bedanken voor al het meedenken, maar doe verder geen moeite, ik heb wat ik hebben wilde.

Ha big_fat_mama,

Ik denk dat de simpele versie dus een buffer achter de LT431AC voor jou toepassing voldoende is.
Als je het goed vindt (anders moet er weer een nieuw draadje open) post ik de bevindingen nog wel kan je in ieder geval de eventuele verbeteringen zien.
Met name de temperatuur compensatie is denk ik wel interesant laat maar weten anders post ik geen bevindingen meer.

Groet Henk.

Uiteraard is uw inbreng altijd welkom, beste Groet Henk! Over temperatuurcompensatie ga ik nog eens nadenken. Als die ooit zinnig wordt, dan zal het zeker nodig zijn de boel pas te gebruiken nadat de temperatuur stabiel is geworden. Toch? En hoe ga ik dat dan weer vaststellen?

De tesla kloon van de REF01 staat op ebay voor iets meer dan een euro.

De OP07 maakt ook een betere buffer.

Just saying, wil je er met een experimentern stuur ik je er wel een op.

Gr,
Florick

[Bericht gewijzigd door florick op dinsdag 31 juli 2018 10:09:59 (11%)

Erg vriendelijk van je, @Florick, welbedankt. Maar de vraag is afgerond, ik heb mijn oplossing.