Ich benötige eine einstellbare Spannungsquelle welche folgende Eigenschaften aufweist: 25-33V Ausgang: <1mA Genauigkeit: 1% (Einstellung) Genauikeit: 0.01% (Halten der Spannung) Rauschen: <2mV Mit den beiden Genauigkeiten meine ich das die Einstellung nicht so genau sein muss wie die Ausgabe Beispiel: Wenn 25.0V eingestellt sind, dürfen von mir aus auch 25.25V am Ausgang stehen, die Ausgangsspannung soll aber von Ihrem Wert aber konstant halten, also in diesem Beispiel bei 25.25V +- 2.5mV Falls möglich sollte eine Regelung per DAC / Digital sein. Kann mir jemand hier Tipps geben wie man sowas baut?
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Johnny S. schrieb: > Falls möglich sollte eine Regelung per DAC / Digital sein. Da solltest Du schon einen 16 Bit-Wandler mit Präzisionsreferenz verwenden. Ein Poti ist da zu ungenau.
Johnny S. schrieb: > Kann mir jemand hier Tipps geben wie man sowas baut? Ref --> DAC --> OpAmp --> Du brauchst eine Referenz, z.B. Ref3040. Die brauchst du um einen DAC zu speisen, z.B. DAC8550 Den DAC brauchst du um die Spannung einzustellen (SPI) und an einen OpAmp weiterzugeben. Der OpAmp muss die DAC Spannung verstärken und die hohe Spannung abgeben könnnen, z.B. AD823, AD829 Nebenbei brauchst du noch zwei saubere Versorgungspannungen für den DAC und den OpAmp. Paar Spannungsregler sozusagen. Dann noch einen PC oder Mikrokontroller um die Spannung am DAC über SPI einzustellen. Ist doch ganz einfach, oder?
> z.B. DAC8550
16 Bit DAC kostet Geld. Wenn Auflösung von 2mV OK ist, reicht ein 12
Bits DAC.
MAX5216 kostet keine 3€ im Einzelstück. Ansonsten gescheite Referenz z.B. MAX6070 o.ä. und einen guten OP. Die Hauptfrage ist aber: AUf was sollen sich die 0.01% beziehen ? Temperatur, Alterung, Spannungsabhängigkeit etc. etc. Die Widerstände für so ein Projekt werden sicher die teuersten Posten werden.
Schorsch X. schrieb: > MAX5216 kostet keine 3€ im Einzelstück Nicht schlecht. Hast du ne Bezugsquelle?
Schnell Entwickler schrieb: > Johnny S. schrieb: >> Kann mir jemand hier Tipps geben wie man sowas baut? > > Ref --> DAC --> OpAmp --> > > Du brauchst eine Referenz, z.B. Ref3040. > > Die brauchst du um einen DAC zu speisen, z.B. DAC8550 > > Den DAC brauchst du um die Spannung einzustellen (SPI) und > an einen OpAmp weiterzugeben. > > Der OpAmp muss die DAC Spannung verstärken und die hohe > Spannung abgeben könnnen, z.B. AD823, AD829 > > Nebenbei brauchst du noch zwei saubere Versorgungspannungen > für den DAC und den OpAmp. Geht hier ein DCDC Wandler? Mein Problem ist, das ich entweder 3.3V oder 5V als mögliche Spannung habe (Betrieb ab Lithiumakku entweder mit LDO (3.3V) oder StepUp (5V ) Schorsch X. schrieb: > MAX5216 kostet keine 3€ im Einzelstück. Ansonsten gescheite Referenz > z.B. MAX6070 o.ä. und einen guten OP. > Die Hauptfrage ist aber: AUf was sollen sich die 0.01% beziehen ? > Temperatur, Alterung, Spannungsabhängigkeit etc. etc. > Die Widerstände für so ein Projekt werden sicher die teuersten Posten > werden. 0.01% auf das Signal im Betrieb. Die Betriebszeit liegt zwischen 1-10h. Die Temparatur ist als Kenngrösse bekannt, da in meiner Anwendung die einstellbare Spannungsquelle dazu dient das angeschlossene Bauteil (SiPMT) linear zu halten. Hierzu muss die Umgebungstemparatur gemessen werden und danach die Spannung angepasst werden. Tany schrieb: >> z.B. DAC8550 > > 16 Bit DAC kostet Geld. Wenn Auflösung von 2mV OK ist, reicht ein 12 > Bits DAC. Hm, kann es sein das ich hier etwas falsch Verstehe. Also ich meine das meine Auflösung 250mV is. Also bzw. wenn ich per DAC 25V stelle, darf der Ausgang der Spannungsquelle +-250mV sein. Redoch muss die gestellte Spannung "stabil sein". Nimmt man ein Labornetzteil und stellt 24V ein und schaut mit dem Oszilloskop das Signal an, springt das so um 100-200mV herum! Ich möchte aber eine fast gerade Linie an meiner Quelle haben. Wie gesagt 0.01% auf das Signal.
Johnny S. schrieb: > Ich möchte aber eine fast gerade Linie an meiner Quelle haben. Wie > gesagt 0.01% auf das Signal. Wenn Du eine derart präzise Spannung willst, brauchst Du eine präzise Elektronik. Da muss man schon einige Schaltungstricks, z.B. Schutzringtechnik, benutzen, um so etwas hinzukriegen.
Harald W. schrieb: > Johnny S. schrieb: > >> Ich möchte aber eine fast gerade Linie an meiner Quelle haben. Wie >> gesagt 0.01% auf das Signal. > > Wenn Du eine derart präzise Spannung willst, brauchst Du eine > präzise Elektronik. Da muss man schon einige Schaltungstricks, > z.B. Schutzringtechnik, benutzen, um so etwas hinzukriegen. Es ist mir nicht ganz klar warum dies so kompliziert sein sollte Es gibt günstige Referenz IC's welche bei 4.096V nur 0.1uV daneben sind, Das ist meiner Meinung nach weit 0.01% sind, bei 4.096V wären 0.01% = 409uV, Bei meiner Anwendung wären es 25V * 0.0001 = 2.5mV. Mein Problem is eher das es keine einstellbaren Referenzen im genannten Spannungsbereich gibt.
Tany schrieb: > z.B. DAC8550 > > 16 Bit DAC kostet Geld. Wenn Auflösung von 2mV OK ist, reicht ein 12 > Bits DAC. Er will bloss von 25 bis 33 in 0.25V Schritten auflösen, das sind 32 Stufen da reichen sogar 5 bit. Aber die 33V sollen auf 0.033V konstant bleiben, also 0.01% Und von denen geht einiges ab durch OpAmp Offsetspannung und Widerstandsdrift. Wenn man von 5V 7-fach verstärkt, heisst das weniger als 0.5mV Toleranz. Das alles ist problemlos lösbat, 100 x genauer wäre nicht mehr ptoblemlos.
Johnny S. schrieb: > Es ist mir nicht ganz klar warum dies so kompliziert sein sollte Nun, Du willst eine Genauigkeit wie ein Multimeter in der >500EUR- Klasse. Sowas entwickelt ein ganzes Ingenieurteam in mehreren Monaten, wenn nicht Jahren. Hast Du denn wenigstens etwas Erfahrung in der Entwicklung von Präzisionsschaltungen? Natürlich kann man so etwas bauen, aber kannst Du das auch?
... die AFC Taste drücken? Dann regelt Dikrimimator in der ZF-Stufe das doch selbst nach. Also: klingt so, wie Senderabstimmung eines UKW-Tuners, oder?
Johnny S. schrieb: > Es gibt günstige Referenz IC's welche bei 4.096V nur 0.1uV daneben sind, Das wäre ein Fehler von 25 * 10^-9, das glaube ich nicht! Und dann noch günstig! Welches IC soll das denn sein?
Johnny S. schrieb: > Es gibt günstige Referenz IC's welche bei 4.096V nur 0.1uV daneben sind, > > Das ist meiner Meinung nach weit 0.01% sind, bei 4.096V wären 0.01% = > 409uV, Es geht doch nicht um die absolute Genauigkeit, die kann 1% daneben liegen und kalibriert werden, sondern um die Schwankung (Alterung, Temperatur, Versorgungsspannungseinfluss).
Dietrich L. schrieb: > Das wäre ein Fehler von 25 * 10^-9, das glaube ich nicht! Und dann noch > günstig! > Welches IC soll das denn sein? "Günstig" ist relativ. Im Vergleich zu einem Josephson-Normal sind solche IC-Normale sicherlich günstiger. Für die oben angegebene Genauigkeit wird man aber sicherlich einen Ofen brauchen.
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Hm scheinbar ist meine Anforderung wohl sehr unzureichend formuliert, also hier nochmals umfangreich und lang. Gesucht ist eine Spannungsquelle welche aus 3.3v oder 5V eine variable Einstellbare Spannung zwischen 25V und 33V DC erzeugt. Stromverbraucht im uA Bereich mit 1mA Peaks (100ns +-). Die Einstellung der Spannung soll digital geregelt sein, also wohl per DAC. Der Fehler zwischen Sollspannung und tatsächlicher Ausgangsspannung darf bei 0.1% liegen. Bei SOLL=25V wären das +-250mV Bei SOLL=33V wären das +-250mV Somit gibt es zwischen 25V und 33V insgesamt 34 verschiedne Spannungen. Die am Ausgangs anliegende Spannung muss stabil sein, und auch stabil bleiben. Angenommen auf Grund der Toleranzen diverser Bauteile wird bei SOLL=25V am Ausgang eine Spannung von 25.100V produziert, dann ist das OK. Diese 25.100V müssten dann aber möglichst Stabil bleiben. Das Signal darf sich in diesem Falle 0.01% in jede Richtung ändern wie es will. Somit sind alle Werte zwischen 25.10251V und 25.09749V liegen gut. Die Temperaturstabilität spielt nur sekundär eine Rolle, da die ganze Schaltung die Aufgabe hat ein Bauteil zu kompensieren, es wird die Umgebungstemparatur gemessen und dann eine Spannung X errechnet und eingestellt. Somit lässt sich sicher auch der Temperaturfehler der Spannungsquelle selbst ausrechnen und korrigieren. Damit auch wirklich klar ist um was es geht anbei ein Screenshot. Benutzt wurden 2x Labornetzteil, beide auf exakt 3.3V eingestellt und eine Oszilloskop an geschlossen (AC coupled). Wie man erkennt ist das gelbe Netzteil eher unstabil (+-70mV), und das grüne Netzeil viel besser (+-25mV). Wenn man nun meine gewünschte 25V Quelle anschliesst darf der Ausgang bei 2mV/div so aussehen wie die grüne Linie aktuell bei 20mV/div Ich hoffe man versteht jetzt um was es geht
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Johnny S. schrieb: > Damit auch wirklich klar ist um was es geht anbei ein Screenshot. > Benutzt wurden 2x Labornetzteil, beide auf exakt 3.3V eingestellt und > eine Oszilloskop an geschlossen (AC coupled). Wie man erkennt ist das > gelbe Netzteil eher unstabil (+-70mV), und das grüne Netzeil viel besser > (+-25mV). Jede konstante Spannungsquelle lässt sich filtern, mit RC oder LC Filtern, damit wären beide ruhig. ES SEI DENN du willst die Ausgangsspannung schnell digital ändern, dann dürfte so ein Filter nicht zu gross sein.
Johnny S. schrieb: > Der Fehler zwischen Sollspannung und tatsächlicher Ausgangsspannung darf > bei 0.1% liegen. > > Bei SOLL=25V wären das +-250mV > Bei SOLL=33V wären das +-250mV Mit etwas Nachrechnen ist das für mich nicht 0,1% sondern 1%. Die Anforderung an die Stabilität von 0,01% oder auch 100ppm ist schon ganz ordentlich. Eine Referenz mit TK 10ppm/K braucht das schon bei einer Temperaturänderung von 10 Grad vollständig auf. Von Widerständen mit 50ppm/K gar nicht zu reden.
Johnny S. schrieb: > Diese 25.100V müssten dann aber möglichst Stabil bleiben. Das Signal > darf sich in diesem Falle 0.01% in jede Richtung ändern wie es will. Entscheidend für den Aufwand sind nicht die einzelnen Stufen, sondern die von Dir geforderte Konstanz der Spannung. Da ist eine zulässige Abweichung von 0,01% schon nur noch mit erhöhtem Aufwand erreichbar. Übrigens habe ich Zweifel an Deinem Gesamtkonzept. Die Annahme, das man Temperaturänderungen einfach ausregeln kann, ist schon ziemlich gewagt. Nicht ohne Grund verwenden alle Labore für Präzisionsmessun- gen eine gut geregelte Raumtemperatur. Da beeinträchtigt schon die zusätzliche Wärmelast eines bedienenden Menschen von etwa 100W die Präzision der Messung.
AN70 von Linear Tech. S14 http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an70.pdf Referenz anpassen (AD Wandler).
Wenn du die Spannung kompensieren willst, dann muss diese auch mit den geforderten 0.01% einstellbar sein. Also mal so um die 14 Bit. Das ist schon recht sportlich. Johnny S. schrieb: > Mein Problem is eher das es keine einstellbaren Referenzen im genannten > Spannungsbereich gibt. Das nennt sich dann ja auch DA Wandler. Darüber wirst du sicher fündig. Rauscharme DCDC Wandler gibt es auch einige, die sind aber i.A. nicht gerade preiswert. Am besten etwas höhere Spannung und dann mit einem modernen rauscharmen Linearregler nachfiltern.
Johnny S. schrieb: > Gesucht ist eine Spannungsquelle welche aus 3.3v oder > 5V eine variable Einstellbare Spannung zwischen 25V > und 33V DC erzeugt. Stromverbraucht im uA Bereich mit > 1mA Peaks (100ns +-). > > Die Einstellung der Spannung soll digital geregelt > sein, also wohl per DAC. Okay; also sind die Grundkomponenten doch schon klar: Referenz, DAC, Verstärker, ggf. Überwachungsmimik zur Feinregelung, falls notwendig. > Der Fehler zwischen Sollspannung und tatsächlicher > Ausgangsspannung darf bei 0.1% liegen. > > Bei SOLL=25V wären das +-250mV > Bei SOLL=33V wären das +-250mV Das ist, wie schon mehrfach angemerkt wurde, 1% Toleranz. Okay soweit. [...] > Diese 25.100V müssten dann aber möglichst Stabil bleiben. > Das Signal darf sich in diesem Falle 0.01% in jede > Richtung ändern wie es will. > > Somit sind alle Werte zwischen 25.10251V und 25.09749V > liegen gut. Okay, das ist verstanden worden. Mir ist aber noch nicht klar, wo Du das Grundsatzproblem siehst. Der OP27 wird z.B. mit Leerlaufverstärkung 100dB, Offset 0.25mV, Offsetdrift 2µV/K angegeben, der sollte es, zusammen mit einer passenden Endstufe, für Deine Zwecke tun. Der rustikalste Ansatz, der mir in den Sinn kommt, wäre, Deine Referenzspannung zunächst auf 33.00V zu bringen, dann einen passend modifizierten Kelvin-Varley-Teiler mit Reed-Relais zu verwenden, um die Spannung einzustellen, und zum Schluss einen Spannungsfolger als Impedanzwandler nachzuschalten. Für den Teiler würde ich erstmal 0.1%/TK25-Widerstände nehmen, die man bei Reichelt bekommt. Die 1% Genauigkeit erreicht man damit locker; ob man auch die Drift von 10^-4 knackt, müsste man ausprobieren. Man kommt zumindest in die Nähe, da habe ich wenig Zweifel. Die Kernprobleme liegen ganz woanders: Du brauchst zum einen ein geeignetes Messgerät, um den Erfolg Deiner Bemühungen zu prüfen, und Du solltest zum zweiten eine ausführliche Fehlerbetrachtung aufstellen. > Damit auch wirklich klar ist um was es geht anbei ein > Screenshot. Benutzt wurden 2x Labornetzteil, beide auf > exakt 3.3V eingestellt und eine Oszilloskop an geschlossen > (AC coupled). Wie man erkennt ist das gelbe Netzteil > eher unstabil (+-70mV), und das grüne Netzeil viel besser > (+-25mV). Nee. Was Du da siehst, sind impulsförmige Störungen, dagegen hilft ein Tiefpassfilter. "Stabilität" einer Gleichspannungsquelle spielt sich UNTERhalb 10Hz ab, nicht OBERhalb 1kHz. > Wenn man nun meine gewünschte 25V Quelle anschliesst darf > der Ausgang bei 2mV/div so aussehen wie die grüne Linie > aktuell bei 20mV/div Da sind aber ganz andere Maßnahmen notwendig, nämlich eine rausch- und störarme Spannungsquelle.
Für wie lange muss denn die 0,01% / 100 ppm Spannungsstabilität gelten? Wenn dass nur eher wenige Minuten sein braucht, könnte man (langsame) Drifts vernachlässigen; bei Monaten wird es kniffelig. Übliche ofenfreie Spannungsreferenzen bekommt man mit <10ppm/°C, das Digitalpotentiometer MAX5402 mit einem ratiometrischen TempCo von 5ppm/°C; der Temperaturkoeffizient von Präzisionswiderstandsarrays und OpAmps sollte im gleichen Rahmen, eher viel besser sein. Damit sollte -- wenn man sich rein auf die Temperaturdrift beschränkt -- die 100ppm-Grenze realistisch sein. Übrig bliebe noch der Langzeitdrift, der wiederum von der Anforderung der Stabilitätsdauer abhängt.
Harald W. schrieb: > Sowas entwickelt ein ganzes Ingenieurteam in mehreren > Monaten, wenn nicht Jahren. Quatsch. Das überlegt man sich wirklich locker in wenigen Stunden bis runter auf die Bauteile, wenn man das täglich macht. 100ppm bei 25V ist wirklich alles andere als spektakulär. Interessant wären wirklich so Dinge wie erlaubte Langzeitdrift und der Einstellbereich. Wird es ein Einzelstück, dass abgeglichen werden kann oder wird es etwas für die Serie?
Phil schrieb: > 100ppm bei 25V ist > wirklich alles andere als spektakulär. Wenn die 100ppm über 50 Grad gehen sollen schon.
Phil schrieb: > Harald W. schrieb: >> Sowas entwickelt ein ganzes Ingenieurteam in mehreren >> Monaten, wenn nicht Jahren. > > Quatsch. Das überlegt man sich wirklich locker in wenigen Stunden bis > runter auf die Bauteile, wenn man das täglich macht. Beide Aussagen sind korrekt. Ein sehr guter Elektronikentwickler schafft den Entwurf alleine in einigen Stunden. Für den späteren Aufbau und entsprechende Qualifikationsmessungen fallen dann auch noch wenige Tage an. Wenn man ein ganzes Ingenieurteam daran setzt, muss erst einmal die Hirarchie festgelegt, Projektpläne erstellt, Projektverzug geplant usw. werden. Bis dahin sind schon Wochen vergangen. Dann müssen die Projektarbeiten verteilt werden, anschließend die Beschwerden der einzelnen Entwickler angehört, ausgesessen, wieder hervorgeholt, deeskaliert werden. Dann erfolgt die Phase der Schuldzuweisungen wegen Projektverzugs und Überarbeitung der Mitarbeiter, natürlich ohne dass bisher auch nur eine einzige Minute Entwicklungsarbeit geleistet wurde. Sobald das halbe Jahr herum ist, wird dann diskutiert, eine fertige Lösung einzukaufen. Hierfür wird dann gemeinsam ein Kriterienkatalog erarbeitet. Dann stellt man fest, dass es kein Standardprodukt gibt, welches alle 740 Anforderungen erfüllt. Zuguterletzt beauftragt man einen externen sehr guten Elektronikentwickler, der den Entwurf alleine in einigen Stunden schafft. Für den späteren Aufbau und entsprechende Qualifikationsmessungen fallen dann auch noch wenige Tage an. Fertig ist die Laube.
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Schorsch X. schrieb: > Phil schrieb: >> 100ppm bei 25V ist >> wirklich alles andere als spektakulär. > > Wenn die 100ppm über 50 Grad gehen sollen schon. In welchem Temperaturbereich wird die Schaltung eingesetzt? Wie oft treten die Stromspitzen von 1mA (100ns) auf?
Andreas S. schrieb: >> Harald W. schrieb: >>> Sowas entwickelt ein ganzes Ingenieurteam in mehreren >>> Monaten, wenn nicht Jahren. >> >> Quatsch. Das überlegt man sich wirklich locker in wenigen Stunden bis >> runter auf die Bauteile, wenn man das täglich macht. > > Beide Aussagen sind korrekt. Ein sehr guter Elektronikentwickler schafft > den Entwurf alleine in einigen Stunden. Für den späteren Aufbau und > entsprechende Qualifikationsmessungen fallen dann auch noch wenige Tage > an. Ich habe von einem Multimeter der >500 EUR-Klasse gesprochen. Das entwickelt keiner in wenigen Stunden.
Schorsch X. schrieb: > Wenn die 100ppm über 50 Grad gehen sollen schon. Ja, und wenn die Schaltung bei 2500°C betrieben werden soll wird es auch schwer, selbst wenn diese Temperatur dann sehr stabil ist.... Wo steht denn etwas von einem 50°C Temperaturrange? Und selbst dann ist es machbar. Das sind immer noch 2ppm/K die erlaubt sind. Mit Aufwand geht es auch noch eine Größenordnung kleiner.
Harald W. schrieb: > Ich habe von einem Multimeter der >500 EUR-Klasse gesprochen. > Das entwickelt keiner in wenigen Stunden. Entschuldige bitte, dass ich (offensichtlich nicht alleine) das falsch interpretiert habe. "Ich möchte eine Kiste weiß anmalen" "Du willst eine Kiste in dem Weiß haben wie es Flugzeuge tragen? So etwas entwickeln riesige Teams von Ingenieuren über Jahre.."
Andreas S. schrieb: > Phil schrieb: >> Harald W. schrieb: >>> Sowas entwickelt ein ganzes Ingenieurteam in mehreren >>> Monaten, wenn nicht Jahren. >> >> Quatsch. Das überlegt man sich wirklich locker in >> wenigen Stunden bis runter auf die Bauteile, wenn >> man das täglich macht. > > Beide Aussagen sind korrekt. Ein sehr guter > Elektronikentwickler schafft den Entwurf alleine > in einigen Stunden. Und ein interessierter, engagierter Hobbyist schafft es in einigen Tagen. Für die Schaltungsunterlagen (d.h. Bauteilrecherche, Schalt- plan, Dimensionierung, Fehlerrechnung) würde ich mehrere Arbeitstage ansetzen, wenn ich es machen müsste -- und ich bin vom Fach.
Possetitjel schrieb: > Für die Schaltungsunterlagen (d.h. Bauteilrecherche, Schalt- plan, > Dimensionierung, Fehlerrechnung) würde ich mehrere Arbeitstage ansetzen, > wenn ich es machen müsste -- und ich bin vom Fach. Was willst Du denn daran tagelang rechnen und dimensionieren? Oder meinst Du die Erstellung kompletter Fertigungsunterlagen?
Harald W. schrieb: > Ich habe von einem Multimeter der >500 EUR-Klasse gesprochen. > Das entwickelt keiner in wenigen Stunden. Natürlich entwickelt man kein kompletten Multimeter in ein paar Stunden, aber hier geht es ja um eine einzelne isolierte Funktion. Und Du hast selbst geschrieben: > wie ein Multimeter in der >500EUR-Klasse Damit ist doch auch klar, dass kein ganzes Gerät gemeint gewesen sein kann.
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Johnny S. schrieb: > Ich benötige eine einstellbare Spannungsquelle welche folgende > Eigenschaften aufweist: > > 25-33V Ausgang: <1mA > Genauigkeit: 1% (Einstellung) > Genauikeit: 0.01% (Halten der Spannung) > Rauschen: <2mV > > Falls möglich sollte eine Regelung per DAC / Digital sein. Ein einfaches Bsp. findest du im Anhang. Die Schaltung erfüllt gleichzeitig auch die Funktion eines Filters. Ausgehend von deinen Forderungen wäre ein 8-Bit DAC ausreichend. Für den OPV einen präzisen, driftarmen Typ wählen. Für Spannungsstabilität auf die Drifteigenschaften der Referenzspannungsquelle und Widerstände achten. Aus der 10V Referenz lässt sich über einen Teiler (z.B. INA105) eine 5V Referenzspannung für den DAC gewinnen. Andersrum geht natürlich auch, aus einer 5V Referenz lässt sich 10V über einen Verdoppler (z.B. INA105) gewinnen.
Achim H. schrieb: > Für wie lange muss denn die 0,01% / 100 ppm Spannungsstabilität gelten? Für einen Messvorgang. Die Messvorgänge dauern zwischen 10min und 10h. Zwischendurch steht das Gerät dann wieder paar Tage rum. Limi schrieb: > In welchem Temperaturbereich wird die Schaltung eingesetzt? Bei Raumtemparatur = min. 15° max. 30° > Wie oft treten die Stromspitzen von 1mA (100ns) auf? Im worst-case ca. 1000 mal/sec, im Normalfall meist nicht über 100 mal
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Johnny S. schrieb: > Wenn man nun meine gewünschte 25V Quelle anschliesst darf der Ausgang > bei 2mV/div so aussehen wie die grüne Linie aktuell bei 20mV/div das ist das Eigenrauschen des Oszis: das wird besser wenn Du einen 1:1 Tastkopf (niederohmige Quelle) anschließt. Noch besser wird es wenn Du die gleiche Bandbreitenbegrenzung (1 kHz?) aktivierst die das Filter an deinem Prüfling hat. Robert M. schrieb: > Ein einfaches Bsp. findest du im Anhang. Du hast die Stückliste vergessen. (Spezifikation der Widerstände). Wobei ich nicht weiß ob die 0.01% spec nur für das Rauschen oder auch für die Stabilität gelten. Bei der ursprünglichen Spec würde ich das Design um einen 5:1 oder 10:1 Präzisionsteiler (LT5400, DSMZ) herumbasteln. Insbesonders den Operationsverstärker (OPAMP_3T_VIRTUAL) kann ich bei keinem Distributor finden. Schließlich muß der mindestens 42V Versorgungsspannung aushalten (35V Output + 3V Headroom +/- 5% Spannungstoleranz) Da wird die Auswahl an rauscharmen Präzisions OPs sehr dünn. LTC2057 in der HV-Variante? Außerdem hast Du vergessen die Schaltung anzugeben um aus den 3.3V/5V die störungsarme Versorgung für den OP zu erzeugen. Das schlimme ist ja daß die Störungen sich nicht nur auf der Versorgungsleitung sondern auch auf der Masseleitung ausbreiten wo sie meist nicht gefiltert werden können. Die Frage ist ob man bei 1mA Last nicht eine Batterieversorgung verwenden kann. Mit entsprechenden Referenzen und OP-Amps liegt man dann weit unter den geforderten 2mVpp über einer vernünftigen Bandbreite. Gruß Anja
Anja schrieb: > Die Frage ist ob man bei 1mA Last nicht eine Batterieversorgung > verwenden kann. Mit entsprechenden Referenzen und OP-Amps liegt man dann > weit unter den geforderten 2mVpp über einer vernünftigen Bandbreite. > > Gruß Anja Hab ich mir auch schon überlegt. Es gibt so kleine 12V Zellen, 3 davon in Serie. Aber das wäre die "Notlösung"
Bei allem Respekt Anja, das ist doch mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Bei uns in der Firma würde man diese Anforderungen mit "das muss nicht so genau sein" bezeichnen. Man kann auch sub-ppm stabile Spannungen erzeugen, wenn die Schaltung mit Schaltnetzteilen versorgt wird. Natürlich muss man sich da entsprechend Mühe geben, aber hier sind wir weit davon entfernt solche Anforderungen zu haben. Wenn man mal davon ausgeht, dass man über 10h und 15K die 100ppm halten muss kommt man also auf 6,6ppm/K die für die Schaltung erlaubt sind. Ich würde da also ganz normale 5ppm/K Widerstände wählen. Die gibt es von etlichen Herstellern und kosten nicht mal ein Bruchteil von LT5400. (zB von Welwyn als Einzelstück bei Farnell 0,73€ für die oben genannten 68k). Und hier kann man sich auch noch überlegen welche Widerstände in der Schaltung überhaupt so stabil sein müssen. Dann würde ich auf jeden Fall etwas machen wie MaWin und ja auch Robert schon konkreter skizziert haben. Also wirklich den DAC auf den Bereich von 25 bis 33V einschränken. Damit reduzieren sich die Anforderungen an den DAC drastisch. Einfach so aus dem Bauch raus sollte es zB ein MCP4921 tun. Der kostet auch nicht viel (1,77€ einzeln). Hat 12Bit (wenn auch gar nicht benötigt) und hat imho 3ppm/K. Auch an den OP werden keine großen Anforderungen gestellt. Offsetspannung darf halt nicht dafür sorgen, dass man den 1% Bereich verlässt und die Offsetdrift darf in den 15°C nicht dafür sorgen, dass man die 100ppm verlässt. (Falls es während der Messung tatsächlich zu so einem Temperaturhub kommen kann). Wenn man sich mal Roberts Schaltung ansieht, dann verstärkt diese die Offsetdrift ja mit ca. 3,5 (wenn ich mich nicht vertan habe). Bei 25V sind 100ppm 2,5mV!! Ein super billig OP wie der LM358 ist mit 7µV/K angegeben. Das macht also ca. 1ppm/K (3,5*7µV/K/25V) für diese Schaltung. Bleibt noch die Offsetspannung da hat er max. 7mV. Macht bei der gegebenen Verstärkung bei 25mV einen maximalen Fehler von 0,1%. Weitere ~2mV am Ausgang entstehen durch den Eingangsstrom des OP. Dann bleiben noch die maximal 33V über dem OP. Der OP sieht (wenn man es so macht wie Robert) minimal 10V am Eingang und die 33V am Ausgang. Dementsprechend reicht es hier jeweils ca. 3-4V wegzubleiben. Also sagen wir mal V- = 6V und V+=37. Und hier wird es dann knapp (31V bei max erlaubten 32V). Entweder man reduziert den Abstand zu den Spannungen ein wenig oder schaltet eine weitere Stufe dahinter. Ich wollte aber eh nur aufzeigen, dass die Anforderungen minmal sind und es gibt etliche OPs die passen und mit 36V klar kommen. Jetzt kann man sich noch überlegen, wie man die V- von 6V erzeugt. Ein Linearregler ist da ggf. unschön, weil auch Strom gesenkt werden können sollte. Also entweder ausreichend Last oder ein weiterer kleiner OP. Die Erzeugung der 37V überlasse ich nun euer Phantasie, aber das geht sehr günstig und auch aus 5V wenn es sein muss. Bei Robertsschaltung würden mir die Grenzfrequenzen der Beschaltung noch etwas dicht beisammen liegen. Und man müsste auch mal genau prüfen ob man die Präzision mit den 100ns Pulsbelastungen noch einhält. Bitte alles noch mal kritisch prüfen bevor man da rangeht, es war nur einfach mal so runtergeschrieben. Grobe Schnitzer nicht ausgeschlossen. Achja: Eine Referenz fehlt noch. Da ist Anja der bessere Ansprechpartner :). Da gibt es ja auch einiges was einen sehr kleinen TK und große Genauigkeit hat (MAX6350, LTC6655 usw). Alles in allem halte ich das wirklich für sehr unkritisch. Viele Grüße Philipp
Philipp C. schrieb: > Auch an den OP werden keine großen Anforderungen gestellt. > Offsetspannung darf halt nicht dafür sorgen, dass man den 1% Bereich > verlässt und die Offsetdrift darf in den 15°C nicht dafür sorgen, dass > man die 100ppm verlässt. (Falls es während der Messung tatsächlich zu so > einem Temperaturhub kommen kann). > Wenn man sich mal Roberts Schaltung ansieht, dann verstärkt diese die > Offsetdrift ja mit ca. 3,5 (wenn ich mich nicht vertan habe). Bei 25V > sind 100ppm 2,5mV!! Ein super billig OP wie der LM358 ist mit 7µV/K > angegeben. Das macht also ca. 1ppm/K (3,5*7µV/K/25V) für diese > Schaltung. > Bleibt noch die Offsetspannung da hat er max. 7mV. Macht bei der > gegebenen Verstärkung bei 25mV einen maximalen Fehler von 0,1%. Weitere > ~2mV am Ausgang entstehen durch den Eingangsstrom des OP. Da sich die Fehler alle addieren können würde ich trotzdem einen besseren OP wählen. Mir fällt spontan der OPA-192 ein.
Viele Lärm um nichts. Der Schaltung von Robert hat absolut gereicht. Selbst mit billigeren 25ppm Widerständen und 0805 OPs. Der TO will nur ein rauscharme Ausgangsspannung (<2mV) haben. Der absolute Wert ist doch Banane. Johnny S. schrieb: > Bei Raumtemparatur = min. 15° max. 30° > Hierzu muss die Umgebungstemparatur gemessen > werden und danach die Spannung angepasst werden
Der Andere schrieb: > Da sich die Fehler alle addieren können würde ich trotzdem einen > besseren OP wählen. > Mir fällt spontan der OPA-192 ein. Klar, der LM358 ist ja nun auch wirklich das billigste was so geht :). Und man kann sehr leicht einen besseren finden. ABER so richtig was rausholen kann man da nicht. Der LM358 macht im worst-case halt nur 0,1% an der Genauigkeit und 1ppm/K. Typisch sicher deutlich besser. Und in Stückzahlen kostet der LM358 keine 0,1€. Aber selbst wenn man mal alles addiert sollte man sehr leicht unter den 1% Genauigkeit bleiben können. Der TK ist ggf. knapp, wenn alles ganz blöd läuft, dann hat man vielleicht mit einer guten Referenz 1ppm/K (hier muss man sehr aufpassen wie die definiert sind), ca. 1ppm aus dem DAC und 1ppm aus dem OP. Das macht dann mit den Widerständen 8ppm/K. Das ist aber extrem unwahrscheinlich (alle maximal und in die gleiche Richtung).
Tany schrieb: > Viele Lärm um nichts. sehe ich genauso ;) > Der Schaltung von Robert hat absolut gereicht. Selbst mit billigeren > 25ppm Widerständen und 0805 OPs. > Der TO will nur ein rauscharme Ausgangsspannung (<2mV) haben. Der > absolute Wert ist doch Banane. > > Johnny S. schrieb: >> Bei Raumtemparatur = min. 15° max. 30° > >> Hierzu muss die Umgebungstemparatur gemessen >> werden und danach die Spannung angepasst werden Ist fraglich wie sinnvoll das ist. Dafür müsste man erst mal den TK wirklich vermessen. Je nachdem wie die Temperatur sind ändert gibt es ggf. nicht DIE EINE Temperatur und der DAC muss auch entsprechend fein zu justieren sein.
Philipp C. schrieb: > INE Temperatur und der DAC muss auch entsprechend fein > zu justieren sein Ich habe nicht ohne Grund einen 12 Bits DAC vorgeschlagen. Bei Temperatur zwischen 15 und 30 Grad (und wie TO meint 34 Werte, also ca. 0.5 Grad) kann man die Werte justieren und speichern.
Wie wäre dann der MAX502X für die Versorgungspannung? https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX5025-MAX5028.pdf Laut Seite 5, "Light load switching waveform with rc filter" wird Vout mit wenigen mV angezeigt?
Johnny S. schrieb: > Wie wäre dann der MAX502X für die Versorgungspannung? Klar, warum nicht? Am Ausgang noch ein ordentliches LC-Filter vorsehen und gut ist. Anja schrieb: > Du hast die Stückliste vergessen. (Spezifikation der Widerstände). Wieso baue ich die Schaltung nicht gleich auf wenn ich schon dabei bin? Identischer TK für die Widerstände sollte klar sein. Idealerweise wäre es schön wenn beide R in gleicher Richtung driften würden. Da man vom worst case ausgehen muss, ist zu bestimmen welcher TK die Forderung erfüllt. Die Toleranz der Widerstände ist zweitrangig. > Insbesonders den Operationsverstärker (OPAMP_3T_VIRTUAL) kann ich bei > keinem Distributor finden. Gibt es bei Digikey/Mouser und Konsorten, suche nach infinite bandwidth/voltage, no noise OpAmps. > Schließlich muß der mindestens 42V Versorgungsspannung aushalten (35V > Output + 3V Headroom +/- 5% Spannungstoleranz) > Da wird die Auswahl an rauscharmen Präzisions OPs sehr dünn. > LTC2057 in der HV-Variante? Die max. Ausgangsspannung liegt bei 33V, da reichen 36V OPV (max. rating 44V) und davon gibt es ein Haufen. > Außerdem hast Du vergessen die Schaltung anzugeben um aus den 3.3V/5V > die störungsarme Versorgung für den OP zu erzeugen. ...also liegt in diesem Fall die tatsächliche Hürde bei der Erzeugung einer hohen Versorgungsspannung aus den verfügbaren 3,3/5V?
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