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楼主: pfcz

自制低频噪声Vpp可低于0.5uV的新型1V电压基准

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 楼主| 发表于 2019-3-10 23:33:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 pfcz 于 2019-3-12 22:38 编辑

专利申请已经提交,处于审核过程中。可以简单说一下原理,感兴趣的坛友可以自己试试:用反向肖特基给PN结供电,参数合适时,PN结(三极管或二极管)上可以得到噪声极低、温度系数极低的电压。在市级的参赛时,现场实验的三极管从30℃加温到100℃,三极管的电压(0.5V)只变化了0.1~0.2mV,而另一个与电阻串联的相同的对照三极管则变化了约160mV。如果把三极管结面积增大一倍,温度系数会降低(变负)60uV/℃(0.086ln2=0.06mV,PN结温度系数与电流密度之间的关系式)。实验需要几分钟(事先为了减少实验所需时间,肖特基与三极管的位置经过了很多时间的精细调整,使得快速升温时两者温度能很好的同步,不过还是没想到评分的时间居然快到仅仅只有两分钟而已)。
核心基本原理.jpg
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 楼主| 发表于 2019-3-10 23:37:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 pfcz 于 2019-3-14 00:38 编辑

如果能够,希望专业人士能帮忙介绍一下具有检测资质的,对电压基准熟悉的测试机构,想委托测试一下验证作品的电压基准低频噪声。也帮忙推荐国内的生产厂家,希望有厂家对此感兴趣。在此先谢谢了!我是浙江的。
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 楼主| 发表于 2019-3-12 22:39:52 | 显示全部楼层
再次更换了所用肖特基型号,噪声进一步降低,约0.2uVp-p
2019.3 噪声0.2uV(15℃).jpg
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发表于 2019-3-13 09:20:51 | 显示全部楼层
pfcz 发表于 2019-3-10 23:37
如果能够,希望专业人士能帮忙介绍一下具有检测资质的,对电压基准熟悉的测试机构,想委托测试一下验证作品 ...

直流电压源低频噪声的检测,其实自己也可以做。最好是有一台Agilent34401A或相当的六位半电压表,定时监测(例如1秒一次)末位数字,取足够多的样本数(例如100条记录或256条记录),做方差分析,得出电压平均值和电压散布(即电压不确定值)。这个不确定值与电压平均值的比,就可认为是在每秒一次抽样频率下的超低频噪声。
私信还是打不开,有些话还是没法说,只好在这里粗略地谈一下。




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发表于 2019-3-13 11:13:46 | 显示全部楼层
用一台校准期内的纳伏表,比如34420这种,做长时间大样本采样(至少10万条),可以同时扫描记录温度等变量,进行统计分析,才有可信度。
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发表于 2019-3-13 11:26:09 | 显示全部楼层
从原理上简单看了下,看难道不就是个一个二极管的反向漏电加个Voltage Clamp,或者说是个背靠背双夹。

不知道创新点在哪里呢,主流商业基准本身也是齐纳管基啊?不知道原理新在哪里呢?
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发表于 2019-3-13 11:46:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 longshort 于 2019-3-13 11:50 编辑

多发了,请版主删除。
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发表于 2019-3-13 11:53:49 | 显示全部楼层
dielew 发表于 2019-3-13 11:26
从原理上简单看了下,看难道不就是个一个二极管的反向漏电加个Voltage Clamp,或者说是个背靠背双夹。

...

这个是利用PN的正向压降当基准电压输出,正向电流由反偏肖特基二极管提供,利用肖特基二极管反向漏电流的温度特性补偿PN结VF的温度变化。PN结由BC短接的三极管代替
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发表于 2019-3-13 12:09:16 | 显示全部楼层
youngliu 发表于 2019-3-13 11:53
这个是利用PN的正向压降当基准电压输出,正向电流由反偏肖特基二极管提供,利用肖特基二极管反向漏电流的 ...

是的,核心就是就是二极管正向的电压夹吧。齐纳是反向。
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 楼主| 发表于 2019-3-13 23:57:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 pfcz 于 2019-3-14 00:02 编辑
longshort 发表于 2019-3-13 09:20
直流电压源低频噪声的检测,其实自己也可以做。最好是有一台Agilent34401A或相当的六位半电压表,定时监 ...

因为发明人还是希望继续参加青少年创新大赛的,自己测的数据没有权威性。其实这种用于验证原理的检测不需要您说的那种精度,相差20%甚至50%的误差都不怎么重要,不会从根本上影响这种方法的极低噪声的优势。给浙江与上海计量检测研究所打电话询问了,居然没有这种检测项目。看来国内根本不重视电压基准芯片的噪声啊。
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