Precizni termo regulator / generator

[Dragan100]

Ja sam odradio referencu od 10V sa AD588 koji je pre dvadesetak godina bio in.
Ima u sebi izvor napona, svoj omski razdelnik i tri op, od toga dva slobodna tako
da uz dva spoljna tranzistora gura do 120 mA pri 10V. Drif mu je 1.5 ppm/°C, dok
je initial error 1 mV. Uradio sam neki mali ragulator temperature u okviru 2°C tako
da to radi bas dobro. Napravio sam i Kelvin povratnu spregu koju sam trazi preko
nekoliko miliampera.

https://www.analog.com/media/en/technica.../ad588.pdf

Otpore treba koristiti samo one od 0.1% i 5ppm, a trimere skoro zaboraviti. Treba
za podesavanje koristiti DIP prekidace sa 4-5 mesta i paralelnom vezom otpora
doci skoro do potrebne vrednosi, a trimer odabrati tako da samo mrvicu utice na
trimovanje, recimo samo neki mV.

AD588 je kompletan i sa tim dodatkom Kelvin sensing sa tri opampa.
Treba paziti kako se opterećuje izlaz (isto i kod AD780) 
jer ima Load regulation tipično nekih 75uV/ za svaki mA opterečenja, pa treba imati i to u kalkulacijama tačnosti.
Tako da i trimovanje ima svoju potrošnju, a izlaz onda strogo buferovan, da se izogne bilokakvom dodatnom potrošnjom.
Jasno buffer mora biti takodjer neki od excellent opampa, malog ulaznog offesa...itd vrhunskih karakteristika,
sličnog kojeg je @Miki več odabrao (OPAx189)

[Dragan100]

Mala šala ali ovo mi se svidja "odčitke odradiš sa MCUjem" ...
Sa kojim crnim MCU-em? : )
Može sa MCU ali da ide na HP/GPIB preko USB, da HP bude procesni voltmetar/ohmetar jer jedino on to može da usempluje u "zdravih 20bit rezolucije" koje je na jedvite jade izvukao to tačno, ja da ga semplujem sa nekim integrisanim A/D te rezolucije nema šanse, može samo sa custom A/D konverterima i opet neke reference ...

Zapravo odčitavanje nije potrebno da je baš brzo, Sample rate dovoljno več i do 100Hz, Low speed ali da nam je vrlo tačan i sa barem 20bit resolucije
Nešto Dual-Slope ADC, 20bit lagano,

ili iči odmah sa Delta-Sigma ADC, i do 32bits resolucije? 
MAX11254, 6ch, 24BIT, SP/QSPI/MicroWire
MAX11254ATJ+ Analog Devices Inc./Maxim Integrated | Integrated Circuits (ICs) | DigiKey
diff.ulazi, mali ulazni šum, visok SNR,... a potrebnu externu REFerencu več imaš, 2,5000V   :-)

[mikikg]

O A/D konverterima možemo posebno, ja iskreno nisam video praktično ni jedan konverter sa tačnih više od 20-21bit-a, 16bit i nekako, 18bit uz podosta muke, mnogo sam ih video, dosta sam probao, 24bit može samo da se sanja, "čuo sam da posotoji" neki tamo HP3458A sa 28bit koji zadnjih 3-4bita "dokrajči" sa reed-relejima, 32bit ne može ni teoretski, možda na nekih 3-4*K

[Dragan100]

O A/D konverterima možemo posebno, ja iskreno nisam video praktično ni jedan konverter sa tačnih više od 20-21bit-a, 16bit i nekako, 18bit uz podosta muke, mnogo sam ih video, dosta sam probao, 24bit može samo da se sanja, "čuo sam da posotoji" neki tamo HP3458A sa 28bit koji zadnjih 3-4bita "dokrajči" sa reed-relejima, 32bit ne može ni teoretski, možda na nekih 3-4*K

Sad smo več kod ADC, protokola i procesora, a da nismo ustanovili šta nam na ulazu zapravo treba od analogije!
Definiši premisu šta nam treba od AD780, ili neke druge reference?
Ma ponavljam se, šta češ, ostario čiča....

[branko tod]

Referentna referenca, iz proslog veka, a mozda i predproslog 

https://en.wikipedia.org/wiki/Weston_cell


https://www.pa4tim.nl/?p=2141

[progster]

I referenca 21. veka...

Nije toliko precizna, ali je čudo šta se sve može napraviti sa dva tranzistora...

[mikikg]

Hehe, vidi na primer LM334Z, strujni izvor, programabilni preko jednog otpornika, kao sve cool i ti stavis to da držis neku struju, sve super samo što je taj strujni izvor toliko strujno nestabilan naspram temperature da ustvari može da posluži kao temperaturni senzor sa pozitivnim TC i ako se ne kompenzuje dodatnom didodom sa negativnim TC to ne može da se stabilizuje.

Jedini problem što je vrlo pipavo i zavisi od primerka do primerka da se to upari, uparuje se sa otpornicima ali moraš da prodješ kroz 2-3-4-5 iteracija temperaturnog "sweep" od 0 do 100*C da bi našao kombinaciju strujnog izvora sa kompenzacionom diodom i dva neka optornika da se dobije što bliže 0ppm, i to posle stvarno ima vrlo mali drift i radi tako kako si ga iskompenzovao

Vrlo prosta metoda samo oduzima podosta vremena.

Kad imaš stabilan strujni izvor onda može da se ide na zener diodu poput 1N841 i da teraš sa tačnih i stabilnih 7.5mA i to bi trebalo po specifikaciji da ima 0ppm, pa čak i ako to kliza može vrlo finom promenom struje da se utiče na TC, pogledaj spec ...

[mikikg]

Evo kako to "uparivanje" praktično izgleda ...

DUT je BD139.

Dakle sa instrumenta i njegovog 4-Wire priključka se prelazi na RJ konektor pa na UTP Patch kabal 10 metara, pa sa druge strane isto ali mora da ide preko flet kabla i da završi na kraju spojeno na komponentu.

Zašto UTP kabal? Pa treba mi bar 4-Wire!
Zašto na kraju flat? Pa kad udje u frižider da bolje dihtuje na ivici ...
Zašto 10m? Pa tolika mi treba od frižidera do HP-a, stvarno mi se ne pomera ni HP ni frižider

Pa malo u frižider/zamrzivač na -17*C, pa malo u ključalu vodu, medju provera na sobnoj temperaturi (ili nekoj fiksnoj poznatoj, tu je uloga AD780 izmedju ostalog) i beležis otpornost od kojih se posle računaju TC koeficijenti ...
Za proveru, izračunati koeficijenti se unesu spomenuh Y i Z registre od HP-a i ima vidi se uključenana MATH operacija (X-Z)/Y i dobije se direktno očitavanje temperature, Z je otpornost na 0*C i to bude recimo 704.927 (Ω) i Y je koeficijent i bude na primer -1.81276 za TC.
Što se preciznije izmere vrednosti otpora i temperatura i dobije što tačniniji TC tog DUT-a (u mom slučaju pri 1mA) koji je vrlo linearan i stabilan generalno za tu konkretnu komponentu, samo treba precizno da se izmeri u što širem temperaturnom opsegu to je bolje odradjen posao, sa tim se posle sve ostalo bitno temperaturno zavisno računa i kompenzuje.

Ironija je ta da je kod ovih poluprovodnika jedno TC stabilna veličina u odnosu na temperaturu pri fiksnoj sturji, sve ostale karakteristike se temperaturno menjaju i jedino TC (i offset) ima smisla izmeriti tačno

[Dragan100]

Hehe, vidi na primer LM334Z, strujni izvor, programabilni preko jednog otpornika, kao sve cool i ti stavis to da držis neku struju, sve super samo što je taj strujni izvor toliko strujno nestabilan naspram temperature da ustvari može da posluži kao temperaturni senzor sa pozitivnim TC i ako se ne kompenzuje dodatnom didodom sa negativnim TC to ne može da se stabilizuje.

Jedini problem što je vrlo pipavo i zavisi od primerka do primerka da se to upari, uparuje se sa otpornicima ali moraš da prodješ kroz 2-3-4-5 iteracija temperaturnog "sweep" od 0 do 100*C da bi našao kombinaciju strujnog izvora sa kompenzacionom diodom i dva neka optornika da se dobije što bliže 0ppm, i to posle stvarno ima vrlo mali drift i radi tako kako si ga iskompenzovao

Vrlo prosta metoda samo oduzima podosta vremena.

Kad imaš stabilan strujni izvor onda može da se ide na zener diodu poput 1N841 i da teraš sa tačnih i stabilnih 7.5mA i to bi trebalo po specifikaciji da ima 0ppm, pa čak i ako to kliza može vrlo finom promenom struje da se utiče na TC, pogledaj spec ...

Uzeti temp stabilnu naponsku referencu koja ima Force i Sense priključke i odraditi precizan i takodje temp stabilan programabilan (podesiv) CCS.
Naprimer REF6225 dobije se strujni ponor sa 3ppm/°K
Mosfet N-ch, 20V+, signalni, Id za nekiliko stotina mA, V_gate_tresh 1.0V+
REF6225 data sheet, product information and support | TI.com

[mikikg]

Mala ispravka, radi se o 1N821 zenericama, evo DS u prilogu, imam 10-ak komada.
Imam i jedan samo primerak 1N825 ...
Voleo bih da to iskoristim pre nego što krenem da kupujem druge reference a ako krenem da kupujem reference onda ce LTZ1000A da bude prva na spisku i ne verujem da ću posle nje da kupujem neke druge

[mikikg]

BTW: Lasersko trimovanje otpornika isto planiram da probam, imam otpornike a imam i laser dovoljno jak da napravi malu rupicu ili zarez na površini MF otpornika

[Khadgar2007]

Kako sam završio onaj tester kondenzatora došlo je na red da "kalibriram" ampermetar koji će mjeriti struju curenja kondenzatora pa sam se malo sjetio ove teme. Naravno da za nazovi kalibraciju takvog instrumenta mogu složiti običan CCS sa par otpornika,led i BJTom ali rekoh da možda složim nešto ozbiljnijega što bi mi moglo kasnije poslužiti i za kalibraciju drugih stvari,možda čak i nekih DMM srednjeg ranga.

@Dragan100
Napravio sam simulaciju i koliko vidim baš mi se ne sviđa promjena struje u odnosu na mijenjanje otpornika u sourceu mosfeta. Napravio sam simulaciju poput tvoje i još za struje od 100uA,10mA,100mA,1A najtočnija je ona od 100mA koja se do zadnje decimale slaže sa matematičkim izračunom. Razmišljao sam o izradi nazovi promjenjive reference gdje bi mogao mijenjati struju kroz CCS tako da bi možda bolji pristup bio da mijenjam referentni napon(Uref) dok bi Rsense bio isti za sve. Ako bi mijenjao Uref onda bi mogao recimo imati nekoliko dijeljitelja svaki sa pripadajućim trimerom sa kojim naštelam CCS na točan iznos i kada mi treba CCS određene vrijednosti samo odaberem Uref druge predefinirane vrijednosti.

  diff-amp-heart-of-precision-current-source.pdf (Size: 828,38 KB / Downloads: 6)