R6871基准拆剖析
http://image211.poco.cn/mypoco/myphoto/20090328/15/44489865200903281513432000927832115_010.jpghttp://image211.poco.cn/mypoco/myphoto/20090328/15/44489865200903281513432000927832115_009.jpg
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拆开里面,零件就只有两个,一个线绕电阻串联一个IN829A齐纳稳压管,分析后应该是利用电阻的温度系数进行对齐纳管的温度系数补偿。这样稳压管的温度系数能非常接近0。而其他厂家多选用LM399这样的恒温管,虽然温度系数更低,但带来的缺点也是明显的,老化噪音变大,功率大。 用1271测一下这个基准的温度系数 连这个也拆,真是疯狂! 精彩!
没想到Adv还真有一手。别人的7位半都很尴尬,其中主要原因是基准不好弄:用LTZ成本太高,而用LM399又不是很好。
1N829A看来是很不错的,最早的8位半7081就用这个。谁能组织买点?
另外,从其DS上看,可以通过调节电流,来取得零温度系数点。因此,看来内部封的那个电阻就是设置电流的,与1N829A配对。
嗯,而且由于内部电阻跟基准是封装在一起,还灌满油,这样还可以利用电阻的温度系数进行反向补偿,能扩大0温度系数的范围了,就是二次系数更低。 功夫了得,又见高手,要好好学习。 长期稳定性怎么样? 连这个也拆 长见识了 1N829A, 哪里有卖? 好好学习。 从PHILIPS的DATASHEET上看,温度系数范围0±5ppm对应的电流范围大约是6.3~8.7mA,这个范围相当大,所以通过设定电流来获得很低的温度系数应该不会困难。
从曲线上看,在TC=0处的斜率大约是10ppm/2.5mA,如果电流的调节细度做到0.1mA的话(这个细度应该很容易),可以获得优于0.4ppm/K的温度系数。
所以,最大的问题可能还不在温度系数上。 最大的问题可能在微分电阻的影响上。
1N829A的微分电阻最大为10ohm,当7.5mA电流变化0.1%=7.5uA的时候,电压的变化就有75uV,相当于6.2V的12ppm,这变化就太大了。所以稳定电流是个关键。
电流是通过电压源经串联电阻产生的,这就要求电压源和电阻都很稳定才行,而且电压源的噪声也要足够小,否则电流噪声在微分电阻上也会产生较大的电压变化。 也许就是这个原因,ADV采用了线绕电阻。
此外,我猜测,ADV对电压源应该是有特别处理的,以保证其稳定性,而不是简单地从电源上接过来就用的。
顺便问一下AEON,ADV用的电阻是多大的?
市场上了解了一下,没找到卖1N829A的,倒是有卖1N821A,散卖2元一个,相比于1N829A指标就太差了。 基准,一般接高阻运放,电流变化应该很小. 我说的电流,不是指运放的分流影响,运放的输入阻抗都很高,影响是不大的。
但是,如果电压源不稳定或电阻的原因,造成流经1N829A的电流有微小变化的话,结果就是1N829A两端的电压变化。
电压源一定要很稳定才行,它的影响远远超过运放输入电流的影响。 那看来是要二级稳压了?或者加个恒流源如何?! 很希望AEON再深入解剖一下,看看R6871是怎样处理的。 负电源升压,也样可以用升压后的电压对基准提供电流,同时为了配合内部温度系数调整电阻,升压后的电压是10V,误差调整到10ppm内。 我看过几个7V基准,这些基准最终都要升到10V。而7V的电流,就是用一个好一些的电阻,接到10V上。只要10V稳、电阻稳,这个电流就稳。 有一个想法,既然我们要用LTZ升压到10V,这样的话也可以这样做,用一个适合的电阻就可以了。这样做的话,可以省掉一个75K跟一个130欧的电阻。而且没有了反馈,或者对干扰没那么敏感。跟SZA一样的使用了。但还是使用其最好的恒温电路。 俺测试的情况是, 升压后的10v,通过跳线调整到100ppm,那些跳线最大调整范围是0.5v,最小的是0.001v就是10v的100ppm。 这个应该就是没校准的6871的精度了。校准是软件校准显示值, 不会改变内部的10v基准。 引用第21楼aeon于2009-05-09 20:42发表的:
有一个想法,既然我们要用LTZ升压到10V,这样的话也可以这样做,用一个适合的电阻就可以了。这样做的话,可以省掉一个75K跟一个130欧的电阻。而且没有了反馈,或者对干扰没那么敏感。跟SZA一样的使用了。但还是使用其最好的恒温电路。
没明白您的意思。是否漏掉了个电路图? 上一个看看
回 24楼(aeon) 的帖子
这个图有问题的吧?LTZ1000的PIN4、PIN7短路了。 这个图需要再改进一下 很深入的技术我不太明白,但从宏观的角度,总觉得温补的是无论如何没有恒温的好,就如温补晶振和恒温晶振比,差了一个档次。(在不同的温度下,我估计温度系数可能是变化的,电阻和二极管的高阶温度系数不可能相同吧?)二极管的噪声大概是什么数量级呢?噪声可以通过平均值的统计方法消除掉大部分,而稳定性才是计量学的难题。
串了个电阻,对电流稳定性的要求又提高了。
功率大点,对于台式表20W左右的功率,又有什么影响呢?
1281、8508、3458等高精度表可能都用的是恒温基准吧?他们就不怕噪音?6871在他们面前还只是小朋友。
如果袖珍表、液晶显示,追求低功耗、小发热量,用这个基准大概是合适的。
从基准这个角度来看,7位半的6871还不如5位半的8840,但6871应该有更好的开机性能,更好的超短期的稳定性(重复性),而作为基准来用,我认为不妥当。 高位表,我是不当基准用,主要是当转移工具,因此我注重高分辨、噪音低、短期稳定性好。
我们业余的,有了表的同时,都还想再弄基准来参照、修正。
非恒温也有非恒温的优势,比如开机快、相对老化也小(因为工作温度低)。
当然,6871的中长期指标的确不好,不适合只有此表、没有基准的计量相关部门。但6871的短稳非常好,线性也不错,因此最适合做转移测试。
不少人认为显示分辨=精度,那是从商用电子称得到的结论,用在高位表上就不行了,在6871上更不适用。我的6871最后两位甚至最后3位都不准。 6871基准串的那个电阻, 并非温补用, 而是用来温度系数调零。 8位半的7081也用1N829做基准, 但thy888说过7081有个复杂的自调零程序, 目的也是将1N829电流控制到尽量接近0温漂点。
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