Любительский универсальный калибратор

[Mickle]

Спасибо, всё так и есть. Всего было изготовлено 2 ИОНа с применением МРХ в коллекторных цепях LTZ1000. Первым я пользуюсь как "домашним эталоном". Он уже 8 лет работает без перерыва. Второй я отправил своему другу в Украину:

[0xFF]

Делитель 1:10 который из 6 резисторов - нужно подобрать с одинаковым ткс, даже если он большой ну скажем 100ррм ... главное что бы одинаковый, и желательно изменялся одинаково. с резисторами 100 ppm это сложно, с 25ррм - почти идеально. В этом и фокус hamon divider.

А вот фокус делителя 1:100 с такой схемой не катит, она не термокомпенсируется тк резисторы номинала разные. Если одного номинала то 9:11 кол. в плечах ... но это изврат. и все равно термо не скомпенсируется. Поэтому смысла в моем понимании делать по такой схеме нет .... 2 резистора - то же эффект. Поэтому я делал 10В -> чоппер повт.-> 1:10 (1В) - чоппер повт. - 1:10 (0.1В), чоппер для развязки делителей. - получал 3 напряжения.

Мои 2 цента, но тк плата готова то вот .... но можно примотать на плату сверу мод

а да ... шумодав на 2х-3х кондерах для ион - работает прекрасно ...

[MegaVolt1976]

[uquote="0xFF",url="/forum/viewtopic.php?p=3648362#p3648362"]а да ... шумодав на 2х-3х кондерах для ион - работает прекрасно ...[/uquote]Можно чуть по подробней? Особенно интересно что было что удалось получить. Какие модели конденсаторов?

[bsw_m]

[uquote="MegaVolt1976",url="/forum/viewtopic.php?p=3648470#p3648470"]Можно чуть по подробней? Особенно интересно что было что удалось получить. Какие модели конденсаторов?[/uquote]
Вкратце, выход ИОН шунтируется конденсатором.

[Mickle]

Мои 5 копеек:
При проектировании и последующем комплектовании делителей напряжения из дискретных резисторов можно ориентироваться на полуэмпирическое правило десяти процентов. Суть его в том, что селективная сборка позволяет получить экономически целесообразный выход делителей с ТК деления не лучше 1/10-й от ТК единичных резисторов. Это обусловлено прежде всего инструментальными и методическими погрешностями, к примеру, наличием квадратичного, кубического и др. членов в уравнении регрессии сопротивления единичного резистора, как функции температуры.
Считается, что температурное изменение сопротивления металлофольговых резисторов в области рабочих температур достаточно хорошо аппроксимируется квадратичным полиномом. А теперь посмотрим, какую методическую ошибку привнесёт селективная сборка делителя с группированием резисторов по средним температурным коэффициентам, т.е. с допущением о линейности температурного изменения сопротивления.



Как видно из графиков, линеаризация температурной зависимости ведёт к появлению отклонения ТКС +/-20% от среднего. Сужением рабочего диапазона температур можно добиться снижения размаха ТКС в 1,5-2 раза, однако с более лучшей точностью добиться совпадения вида температурной зависимости у 2-х и более резисторов технически невозможно.

Теперь по поводу

А вот фокус делителя 1:100 с такой схемой не катит, она не термокомпенсируется тк резисторы номинала разные.

Никакого фокуса здесь нет. Только строгий расчёт.
Возьмите для простоты делитель из 2-х резисторов, хоть на 100, хоть на 100000. Напишите уравнение для относительного изменения выходного напряжения, как функции температуры. Возьмите частную производную по температуре и определите точку минимума. Она будет единственной и находиться там, где совпадают температурные коэффициенты резисторов.
Ниже вывод уравнения температурного коэффициента Uout на выходе делителя. Очевидно, что сам ТК есть функция температуры, но для используемых резисторов этой нелинейностью можно смело пренебречь.



Фильтры на выходе ИОН могут помочь лишь в подавлении широкополосного шума (килогерцы/мегагерцы). При переходе границы субгерцового диапазона, когда наблюдается перегиб на графике спектральной плотности и начинает превалировать розовый шум (1/f), всякая фильтрация теряет смысл и даже наоборот, становится вредной, т.к. привносит дополнительные источники шума (нестабильности).

Intrinsic Noise and Temperature Coefficients of Selected Voltage References (Fleddermann,2009): https://drive.google.com/open?id=1PRGbP ... 6ZrCZccxQM

[MegaVolt1976]

[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=3648523#p3648523"]Фильтры на выходе ИОН могут помочь лишь в подавлении широкополосного шума (килогерцы/мегагерцы). При переходе границы субгерцового диапазона, когда наблюдается перегиб на графике спектральной плотности и начинает превалировать розовый шум (1/f), всякая фильтрация теряет смысл и даже наоборот, становится вредной, т.к. привносит дополнительные источники шума (нестабильности).[/uquote]
А вот тут говорят что получили плюшки от фильтрации и весьма заметные. https://www.analog.com/media/en/referen ... 8f_web.pdf

[Mickle]

На диапазон частот в таблице 1 внимательней посмотрите. При fSMPL = 1Msps и downsampling factor от 256 до 16384 частота преобразований от 3,9 ksps до 61 sps. Где тут субгерцы? При чём минимальный выигрыш (~ 1,7-кратный) наблюдается именно на меньшей частоте. При частоте среза фильтра 0,8 Гц плёночный конденсатор на 20 мкФ уже получается неприличных размеров.

[MegaVolt1976]

[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=3648724#p3648724"]На диапазон частот в таблице 1 внимательней посмотрите. При fSMPL = 1Msps и downsampling factor от 256 до 16384 частота преобразований от 3,9 ksps до 61 sps. Где тут субгерцы? При чём минимальный выигрыш (~ 1,7-кратный) наблюдается именно на меньшей частоте. При частоте среза фильтра 0,8 Гц плёночный конденсатор на 20 мкФ уже получается неприличных размеров.[/uquote]
Я смотрел на номиналы. Первый же каскад 10кОм+20мкФ = 0,8Гц

Добавлено after 1 minute 48 seconds:
[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=3648724#p3648724"]плёночный конденсатор на 20 мкФ уже получается неприличных размеров.[/uquote]А что будет если он будет не плёночный? У нас же почти постоянка. DA не должна влиять сильно.

[0xFF]

5 центов болше чем 2 цента

если не пленочные то велик ток утечки, т.е. резистор и конденсатор создают делитель. Т.к. конденсатор есть сушность нелинейная по токам утечки то получаем случайный делитель. Как один из вариантов схема которая минимизирует тот утечки. т.к. утечка ето прямое влияние потенциалов на конденсаторе. то первый конденсатор имеет минималную разнитсу потнециалов. в основном такое включение из 2 конденсаторов
но я добавил 3 секчии , для пуристов
електролиты зелателно подобрат с низкими токами утечек


извените за транслит

Добавлено after 11 minutes 23 seconds:
[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=3648523#p3648523"]Никакого фокуса здесь нет. Только строгий расчёт.[/uquote]
не я согласен ... но гораздо проше найти 6 резисторов из 100 (1000) с близким (одинаковым) коеффициентом , чем искат 2 с определенным да еше противиполозным.

"всякая фильтрация теряет смысл и даже наоборот, становится вредной, т.к. привносит дополнительные источники шума (нестабильности). " Intrinsic Noise and Temperature Coefficients of Selected Voltage References (Fleddermann,2009): https://drive.google.com/open?id=1PRGbP ... 6ZrCZccxQMЬ
- не нашел такого вообше в етой статйэ

[Mickle]

Блин, да откуда там противоположный ТК и тем более определённый??? Близкий он должен быть, близкий, в среднем для верхнего и для нижнего плеч. А количество такое (3+3 шт.) выбрано только потому, что это позволит более гибко подстраиваться под имеющиеся номиналы резисторов. И не обязательно все 6 шт. запаивать. Если приглядитесь к фото, там всего 2 впаяно (20 кОм и 200 Ом ). Других подходящих нет и купить негде, а ошибку в 1 % всегда можно скорректировать в цифре. А 6 резисторов из 100 (1000) можно выбирать только, если это что-то вроде С2-29В по рублю за ведро. Проделать такое с металлофольгой, так проще и дешевле купить готовый фабричный калибратор (или подержанную иномарку).

[0xFF]

ладно, я не спорю ... я испозовал именно по ведро за рубл, из 30 отобрал 2 набора по 6 штук на 2 делеиеля. и немного их покрыл несколким слоем. в вашем варианте мозет и не подойдет из-за долговременной стабилности.

[MegaVolt1976]

[uquote="0xFF",url="/forum/viewtopic.php?p=3648818#p3648818"]велик ток утечки, т.е. резистор и конденсатор создают делитель. Т.к. конденсатор есть сушность нелинейная по токам утечки то получаем случайный делитель.[/uquote] Понял. Спасибо.

- не нашел такого вообше в етой статйэ

Я тоже этот момент не понял

[Mickle]

[uquote="MegaVolt1976",url="/forum/viewtopic.php?p=3648936#p3648936"]

- не нашел такого вообше в етой статйэ

Я тоже этот момент не понял [/uquote]
Графики смотрите. Как и что там фильтровать, если спектральная плотность напряжения шума до 1 Гц на 3 порядка меняется.

[0xFF]

Я пардон немного не понял нужность шума с периодом 10000 секунд, это пардон 2 с половиной часа. Я так понимаю, максимум 0.1Hz. Т.е. худший вариант это 10 или 100 милливольт предел где нужно подавать с минимальным шумом.

[Mickle]

Это вопрос к автору статьи, зачем ему это нужно. В универсальном калибраторе я предполагаю регламентировать шумовые параметры в диапазоне частот начиная с 0,01 или 0,1 Гц. Всё, что меньше - относится уже к средне- и долгосрочной нестабильности.

[Mickle]

Вот и вторая из запланированных плат - калиброванные сопротивления. Резисторы я к ней подобрал с избытком, но они настолько разношёрстные, что в топологии платы пришлось предусматривать кучу разных корпусов. Предел 10 Ом пока только теоретический, т.к. не вижу в нём необходимости. К примеру, мультиметров с таким пределом ещё поискать нужно. А вот 100 МОм как раз нужен, но резисторов для него я нашёл всего один, громадина с ТКС 5 ppm/°C и допуском 0,02%. На авито есть ещё такой, с параметрами похуже, но продавец просит аж 3 тыс. руб. Думаю продавать этот резистор он будет годами.

[YellowColor]

Последовательное соединение 10 МОм не рассматривалось? Масса и габариты будут конечно вызывать легкую тревогу, но найти десяток резисторов на 10 МОм дешевле и быстрее.

[Mickle]

МРХ на 10 МОм бывают только 0,25 Вт и 0,5 Вт, т.е. слишком больших габаритов. С ними придётся делать мезонинную плату, а этого конечно не хотелось бы. Есть ещё в продаже высокоомные проволочные, типа С5-24, С5-50. Но они уже не относятся к прецизионным, имеют большой ТКС и размеры как у МРХ 0,5 Вт.

[YellowColor]

Гм... если правильно помню то были у меня МРХ 10М самого мелкого типоразмера из виденных мной. Примерно как МТ-2 зелёный. Завтра вечером гляну

[Mickle]

Самый малогабаритный - С5-58 10 МОм 0,02%.