Verschil tussen een 78xx en een LM317.

Ik heb met een scoop gemeten omdat ik benieuwd was naar de effecten van afscherming en hoeveel zooi de meetleiding oppikt. Dat is hier in ieder geval minder dan in een stad. Ik kan nog ongestoord midden en korte golf luisteren.Het betreft ook geen 50Hz harmonische.

Ik weet dat de Fluke goede filters heeft, mijn 199 gaf ook bijna nul aan met de LM uitgezet en ik had niet eens de filtering aan.

Waar ik alleen in de fout ben gegaan is bij het lezen van jou grafiek vanaf een te klein schermpje. Ik snapte blijkbaar de tijd as niet. Ik dacht dat het 500 mS per divisie was maar ik zie nu dat dat samples zijn en dat ik niet tegen ruis zit te kijken maar trage spanningsverandering. Sorry daarvoor. Ik probeerde alleen mee te denken.

Op 28 mei 2011 20:32:53 schreef pros:
, varieert het display tussen 0.0000mV en 0.0001mV. Da's dus een verschil van 100µV!

Nu snap ik het niet meer. Eerst zeg je 100nV, en even later 100 µV.
(typefout?)

Moest idd. 100nV zijn. Is ondertussen verbeterd.

@fred: ja, het is net of de plaatjes ruis tonen, maar dan wel ruis met een frequentie van minder dan 1Hz.

Je zou als vergelijk eens de fluke met je software aan een goede labvoeding kunnen hangen. Ben benieuwd hoe stabiel die is. Dus niet dat het iets met dit effect te maken heeft maar gewoon als vergelijk. Free zou dat eens met zo'n agilent voeding moeten doen dan heb je een referentie over hoe goed een LM is.

Als ik mijn Delta aan de 199 hang zie ik na opwarming de digits niet merr verspringen, bij Rene hebben we an en hameg voeding gemeten. Die was ook erg stabiel, mijn voltcraft verloopt permanent. Eerst behoorlijk tijdens opwarmen, dan praat je over soms wel 100 mV en daarna blijft hij tientallen mV's jojo-en.

Overigens weet ik niet hoe belangrijk de voeding is voor een meter. Ik dacht altijd dat dat heel belangrijk was maar in de Fluke 845AB, een electrometer en in mijn Philips electrometer bestaat de voeding uit een trafo, zener en kleine elco en die meten tot 1 uV volle schaal. Nu zijn dat wel electrometers dus dat werkt wat anders ook mijn Fluke transfer standaard heeft alleen een zener en regel opamp als voeding.

Als ik 'ruis met een frequentie minder dan 1Hz' hoor moet ik meteen aan temperatuursinvloeden denken. Voor mijn part in de contactovergangen van je meetkabels. Heb je de mogelijkheid 2 metingen simultaan te laten lopen? Je zou naast je DUT een andere bron kunnen meten, bijvoorbeeld de spanning van een batterij waar een constante, maar kleine stroom uit wordt getrokken. Of misschien gewoon een thermokoppel, dan weet je zeker dat het alleen de temperatuur betreft. Dan kun je de grafieken over elkaar leggen en een verband zoeken.

Ik neem aan dat je de meter , schakeling en voeding eerst een uur ofo aan hebt gehad voor de meting. De temperatuurdrift bij opwarmen van het spul zelf is dan in iedergeval minimaal. Mijn 332 calibrator moet 1 uur aanstaan voor opwarming. Ik heb een laatst het apparaat en de meters aangezet. De spanning gelijk gemeten met een standaardcel als referentie. Alles koud dus. Daarna de boel 24 uur aangelaten en steeds weer gemeten. Dat scheelde na 24 uur 40 uV met de waarde op moment van calibratie ( wat ik een week eerder na 2 uur opwarmen had gedaan) Maar gedurende het eerste uren heb ik bijna 280 uV variatie gemeten. Dat was dus puur thermisch en veroorzaakt door meter, kabels en calibrator drift. Deze laatste was het minst verantwoordeliji. Ik weet nu dat dat tussen koud en warm maar een 30 uV uitmaakt. Thermisch effect van kabelverbindingen was veel groter dan ik verwacht had. Alleen gebruik jij hier steeds de zeflfde kabel dus het effect zou gelijk zijn bij alle metingen mits de omgevingstemp gelijkblijft. Als je schakeling warm is en je zet de klemmen over op een koude dan krijg je daar eerst een tijd thermoelectrishe effecten totdat de temp van klem en schakeling gelijk zijn. Maar dat is simpel te nullen door de polariteit om te draaien en nogmaals te meten.

Ik denk dat jou grafieken een stuk instabiliteit van de regelaar zijn, die regelt tenslotte. Een groot stuk thermisch, bv de weerstanden. Deze hebben behoorlijke tempco's. Een draadgewonden weerstand heeft de laagste, metaalfilm is al wat beter dan kool. Het mooiste is twee weerstanden in serie of parallel. Een met negatief en een met vergelijkbaar positief tempco ( verwarmen en ohm meten) ook de regelasr zelf, de condensators, de printplaat, de aansluitingen, opwarming meter en dan de instraling op kabels en schakeling. De meter filtrt wel heel goed maar weet je wat er voor rotzooi op staat. Mischien piekt daar wel niks van door het filter heen maar de regelaar ziet het wel op zijn uitgang en gaat daar waarschijnlijk ook op regelen.
Als er bv ineens, door dat er een plasma tv of verwarming of koelkast ect aangaat, 100 mVtt stroring op zijn uitgang staat, opgevangen door de dipool gevormt door je meetsnoer, dan ziet die LM een hogere uitgangspanning en gaat hij misschien terugregelen. Ik weet niet goed genoeg hoe hij werkt. Maar daarom zou je eens een scoop moeten laten meelopen. Als de gemiddelde ruis toeneemt en afneemt met je grafiek dan beinvloed dit toch je meting. Je zit in het uV bereik te meten en daar zijn dat soort dingen mogenlijk. Dat maakt het ook zo leuk ( hobby matig, als prof is het waarschijnlijk helemaal niet leuk)

Op 29 mei 2011 11:05:09 schreef fred101:
mits de omgevingstemp gelijkblijft.

En dat is zelden het geval.
(Laatst zelfs met 3 man zitten kijken naar een aanzienlijke drift met een vrij constante periodetijd van ongeveer 2 minuten. De loggende laptop bleek vrolijk zijn lucht uit te blazen in de buurt van de testopstelling )

Je voedt de LM317 met een labvoeding ,juist? Als je zon'n tweede meter zou hebben kon je uitsluiten dat netspanningsvariaties doorlekken naar de uitgang van je labvoeding,en zo dus weer doorlekken naar de uitgang van de lm317.
Wat je wel kunt doen is de ingang van de LM317 monitoren.misschien zit daar zo'n zelfde laagfrequente ruis op.

Bij het meten laat ik labvoeding, proefschakeling (onder spanning) en meter een uurtje opwarmen. Dat is zonder meer een noodzaak. Eens de voeding op temperatuur is, blijft de ingestelde spanning redelijk stabiel. De Fluke, in zijn ACV-stand, beweert dat er een rimpel van 7mV op staat. Dit is geen laagfrequent rimpel - in DCV-stand bedraagt de spanningsvariatie slechts 0.1mV.

En ja, spanningsvariaties aan de ingang v/d LM317 lekken door naar de uitgang. Dat is bij een 78xx ook zo.

Misschien die eerste grafiekjes nog eens posten, waar je de invloed van ingangsspanning en temperatuur duidelijk kan zien:

De 7805:

De LM317, ingesteld op 5V uitgangsspanning:

Meer uitleg in dit topic

7 mV rms is veel meer dan er bij mij opstond. Het is geen laagfrequent dus in werkelijkheid kan het veel meer zijn ( bandbreedte meter en er kunnen hogere pieken zijn)
Jammer dat je geen scoop hebt, dan kon je kijken wat daar gebeurd.

Zou het kunnen zijn dat de 317 veel sneller is als de 7805? Dus dat hij sneller reageert op wat er op de uitgang gebeurd ? Als er veel zooi opgevangen wordt op de uitgang, en zo horen meer dan hier dan is de lm317 misschien meer aan het schakelen.

Zou de RC tijd ook invloed hebben. Dus dat de spanningvariatie daarom sneller of korter duurt na bijregeling ?

[Bericht gewijzigd door fred101 op zondag 29 mei 2011 13:14:32 (44%)

Oh, maar ik heb een scoop hoor, twee zelfs: een PM3070 en een DS1102D.

DS1102D:
Met de probe in de 10x stand meet ik hoogfrequente ruis van zo'n 40mV.
Met de probe in de 1x stand is dat ongeveer 10mV.

De PM3070 toont een ander plaatje: een sinusje (met "haar" op) van 50Hz/50mV.
Even aanpassen, want ik zit hier met Ch2 te meten, terwijl het scherm enkel Ch1 toont.
De PM3070 toont een hoogfrequente ruis met een amplitude van 25mV.

Edoch, als ik de voeding uitschakel meet ik precies hetzelfde op zijn uitgang met beide scopen! Onbruikbaar, dus...

[Aanvulling]
Als ik de stekker uit de voeding trek, wordt de ruis op de DS1102D zowaar groter!

[Bericht gewijzigd door pros op zondag 29 mei 2011 13:41:15 (25%)

Je ziet 40mV hoogfrequente ruis, en < 1mV laagfrequente ruis? Zou het kunnen (ik herhaal het maar) dat er een interferentie ontstaat tussen de hoogfrequente troep en de samplefrequentie?

Je had de fluke op "zo snel mogelijk". Zet hem eens ongeveer 2x langzamer. Als het dan een duidelijk ander beeld oplevert, dan is het waarschijnlijk die interferentie.

Dat is 4x zo hoog als hier. Er staat dus 40 mV op die antennes die van je LM naar je multimeter gaan. Die is is zelfs 10 GOhm dus waarschijnlijk is het nog hoger. Je ziet al dat een 1:1 probe het dempt. De regelaar ziet dat signaal toch ook ook op zijn uitgang ? Kan me niet voorstellen dat dat geen invloed heeft. Pieken van meer dan 40 mV maar misschien hoog genoeg in frequentie, dus geneg achter elkaar om door de regelaar als spanningsveradering te worden gezien veroorzaakt door een load verandering.

Als ik kon loggen zou ik de boel als test inbliken, de kabel van schakeling naar Fluke afschermen ( coax misschien met een bnc naar banaan adapter) en ook de draad van voeding naar regelaar via coax. Dan heb je elke invloed van buitenaf uitgesloten en blijft alleen temperatuur drift over.

Ik heb nog een ander slachtoffer gevonden: een TSC2950-33, zijnde een 3.3V lowdrop-spanningsregelaar.
Het resultaat:

Deze gedraagt zich als een 7805.
Een echte vergelijking is het niet. Het is immers een low-power regelaar - die kan zijn warmte niet zo goed kwijt als een 7805. Daarom is de ingangsspanning beperkt tot 6V.

Opmerkelijk is, dat de datasheet het gebruik van keramische ontkoppel-condensators (en dus ook van MLCC's) afraadt omdat hun ESR te laag is! Tantaaltjes zijn dan weer wèl goed vanwege hun hogere ESR.

Beide scoops tonen alweer hetzelfde signaal bij ingeschakelde- als bij uitgeschakelde ingangsspanning. Daar kan je dus niets mee...

@pros: in 't verhaal van jung hadden low-drop regelaars ook aparte specs (vielen tegen buiten de 10KHz).

Wat je zou kunnen proberen, bedenk ik me net, is de 7805 aansluiten zoals de 317 (het "adjustable" circuit dat in de datasheet van de 7805 staat) en kijken of je dan ook die drift krijgt. Is dat het geval, dan ligt het dus aan de externe weerstanden.

Ik heb me nog maar eens op dit item gestort.

Om te beginnen, een aanpassing gebouwd, om met een coax-kabel te kunnen meten:

Het biedt geen 100% afscherming, maar het is beter dan niets.

De buitenkant ziet er zo uit:

Om het te meten object af te schermen, heb ik even een TV-camera gesloopt:

Het slachtoffer is hier een 1.5V AA-cel. Een mens moet met iets beginnen, nietwaar?

Aan de buitenkant ziet het er zo uit:

Daarnaast heb ik een poging gedaan om een stabiele spanningsreferentie te bouwen. Documentatie over het ding is hier te vinden.
Het eerste dat opvalt: ogenschijnlijk presteert de spanningsreferentie beter dan een onbelaste, nieuwe AA-cel?!
Dat is te gek voor woorden. Ik laat de Fluke maar een nachtje aan de cel hangen, dan zien we morgen verder...

je hebt gewoon een lm399 gemaakt....
en je meter heeft niet genoeg digits om dat te kunnen tonen/

Heb je er rekening mee gehouden dat die batterij ook temperatuursafhankelijk kan zijn?

Op 29 mei 2011 13:10:50 schreef fred101:
Zou het kunnen zijn dat de 317 veel sneller is als de 7805?

In een LM317 zit een 741-achtige opampconfiguratie, en de 7805 is ook al stokoud (Fairchild 1976). Wordt een schildpadrace...

Volgens mij is de 7805 al ouder. Ik heb hier een apparaat uit 1973 met 7805 regelaars

1973 , dat is best mogelijk maar ik vond geen oudere datasheet dan 1976.

Ik heb btw wat door Douglas Self gepubliceerde waardes opgezocht. Door het gebruik van een 2.2Ω/4700µF low-pass werd bijna alle meetbare brom uit de uitgang van een 7815 en alle meetbare brom uit een LM317 gehaald. Wat overbleef was dit:

7815: -79dBu (mostly noise)
LM317: -90dBu (all noise)

Zonder low-pass was al snel duidelijk dat de LM317 beter is, mits je de adj-pin maar goed ontkoppelt (47µF) is. Dat laatste alleen al leverde -23dBu verschil op...

7815: -73dBu (all ripple)
LM317: -86dBu (ripple and noise)

Dit zijn ^*geciteerde waarden, ik ben benieuwd waar pros op uitkomt.

^{*Small signal audio design - D. Self}

Pros is daarnet z'n nieuwe fiets gaan afhalen, die heeft het dus druk (zolang de zon schijnt).

Deze ochtend toch nog wat metingen gedaan, zowel aan de batterij als aan de zelfbouw-spanningsreferentie. De meter heeft de ganse nacht opgestaan, en was daarbij verbonden met de batterij.

Batterij, 02-06-2011, 's avonds:
CALC:AVER:AVER?
+1.61262900E+00
CALC:AVER:MIN?
+1.61261100E+00
CALC:AVER:MAX?
+1.61265400E+00    (0.043mV verschil)

Batterij, 03-06-2011, 's ochtends (enkele graden kouder)
CALC:AVER:AVER?
+1.61290900E+00    (0.280mV verschil tov. gisteren)
CALC:AVER:MIN?
+1.61289200E+00
CALC:AVER:MAX?
+1.61293000E+00    (0.038mV verschil)


Spanningsreferentie, 02-06-2011, 's avonds:
CALC:AVER:AVER?
+5.01908500E+00    (0.903mV verschil tov. gisteren)
CALC:AVER:MIN?
+5.01907300E+00
CALC:AVER:MAX?
+5.01909600E+00    (0.023mV verschil)

Spanningsreferentie, 03-06-2011, 's ochtends (enkele graden kouder)
CALC:AVER:AVER?
+5.01998800E+00
CALC:AVER:MIN?
+5.01997600E+00
CALC:AVER:MAX?
+5.02000500E+00    (0.029mV verschil)

De batterij doet het nog steeds slechter dan de spanningsreferentie, maar het verschil is minder groot.
Maar het verschil tussen de metingen gisteravond en die van deze ochtend zijn wel erg opvallend. Een verschil van bijna 1mV wat de spanningsreferentie betreft. Bij de batterij lijkt het minder, maar procentueel gezien is het verschil bijna net zo groot.

Afin, nu wil ik eerst uitzoeken wat er precies door de lagere temperatuur beïnvloed wordt: de batterij, de meter, of allebei?

Denk ook aan de temperatuurverschillen van alles. De meter heeft een tempco, de spanningsbronnen ook. Maar ook je kabels. Je krijgt ook te maken met EMF door temperatuur verschil tussen verschillende materialen en bij coac naar een multimeter soms ook met een Rp van de coax parallel aan de meter. Wat betreft de EMF, Koperoxide naar bv gewoon koper, schijnt meer dan 1 mV te kunnen opwekken.

Heb je dat boek van Keithley over meten in het uV bereik ? Kan je zo downloaden op het net, of het origineel aanvragen. Is echt een erg goed boek.

Ik gebruik dubbele coax kabels. Dus een voor de plus, een voor de min en de shielding bij elkaar en dan aan een kant geaard. Nu meet je hier aan een source met, zover ik weet, een lage Ruit dus dan zal dat niet zo'n vaart lopen.

Je meter heeft ook een bepaalde accuratie. Nu weet ik niet hoeveel daarvan vast is, dus gewoon altijd zoveel ernaast ( binnen de toleranties) en hoeveel daarvan variabel is dmv non lineairiteit in de ADC, tempco onderdelen ect.

In zo' n meetgrafiek lijkt me dat minder te spelen, tenzij het een meting over uren is. Meestal is het laate digit van een meter, en via die software waarschijnlijk de laatste twee digits, alleen een indicatie van welke kant its opgaat maar verder niet accuraat.

Ik heb zelfs bij een 332 calibrator, en die staan bekend als uiterst stabiel, de eerste 24 uur nog drift in de tientallen uV's.

Wat betreft de EMF, Koperoxide naar bv gewoon koper, schijnt meer dan 1 mV te kunnen opwekken.

Oeps! Dat is niet mis!

Ik heb de batterij (nog steeds in zijn afgeschermd kastje) een uurtje in de kelder gelegd - de temperatuur is daar 16°C. Vervolgens aan de meter gehangen:

CALC:AVER:AVER?
+1.61316900E+00
CALC:AVER:MIN?
+1.61308100E+00
CALC:AVER:MAX?
+1.61322600E+00

Dat is gemiddeld 0.260mV meer dan de meting deze ochtend.
Nu, bij 25°C, is de gemiddelde spanning iets lager (0.355mV) dan gisteravond - het is ook iets warmer, is mijn indruk.

Afin, de batterijspanning varieert duidelijk met de temperatuur, tenzij het nare bijverschijnselen zijn.
Wat de spanningsreferentie betreft: die ga ik gans de nacht onder spanning laten, en om de 20 seconden een sample nemen...