thy888 发表于 2010-10-8 19:43:11

用SZA263试验制作超稳10V电压基准(二)

用SZA263制作10V基准,首件的完成到目前已经一年半载,期间做过3个版本的10V基准,约30个成品,长期考核测试了2个优品。一些经验,总结之,与同好交流。




核心263和其姊妹LTFLU-1的差异263在上世纪70年代就出现了,由摩托罗拉生产,我使用过78年到89年到263,发现其性能和一致性是有较大差异,以83年为分水岭,以前的老化漂移,零温度系数点都不及后期,说明这个器件一直在改进完善中。83年后的明显改进不少,齐纳电压的一致性,零温度系数点的一致性都要好些。
LTFLU-1在89年开始陆续出现在FLUKE到仪表中,一直使用到现在,商标有PHILIPS也有KOREA。引脚与263兼容,齐纳电压高于263约0.5V左右,接近7V。LTFLU最大的特点是一致性好,0温度系数点容易找到,二次上电恢复时间短,对业余制作来说,比263好用。
装调好后,263和LTFLU实际并无差异,但并不是所有的263和LTFLU都适合做基准,从文献中知道商品基准用到263是经过严格筛选老练后的,我们业余使用到的是从FLUKE表中来的拆机件,没有挑选的, 实际装机后有出现噪音大,二次上电恢复周期长,甚至有零温度点找不到的,鲜有坏的。只有多个制作,然后花3个月左右的考核,才可以判断是否适合做为基准。
捷径是找FLUKE标准源中的263,我有幸找到一个,成就了自己的10V参考标准

零温度系数点的奥秘263和LTFLU的应用,如果照搬标准电路,会发现温度系数高达5PPM/℃以上,对环境温度非常敏感,人移动的气流扰动都会导致输出电压明显变化。在初期制作时,一直困扰着。偶然发现改变原理图中263的内部三极管的集电极电阻,温度系数可以减小。如原来是负向的温度系数,一直减少电阻值可以变为正向温度系数,其间有一个过渡区,这个区间大约有3到5°的温度范围,可以保持输出电压不受温度影响。
263应用的麻烦就在于此,当然制作的乐趣也在此。这个集电极电阻在75到180K间,LTFLU的这个集电极电阻在50K到90K间,经过精心调试,可以获得5°的准零温区间。温度系数小于0.2PPM/℃。
关键电阻对的选择前面对原理的分析已经谈到这对电阻的重要作用,在制作中使用过VISHAY的塑料块,国产RX70系列线饶电阻,进口拆机的金封线饶电阻,VISHAY 202Z金封块电阻。
VISHAY的塑料块性能一般,在恒温的条件下,可以保证到12PPM的年稳,作为基准来说不适合选用
国产RX70的线绕,以上面有一只海鸥和卫星标示的最好,其它的性能良莠不齐。以80年代的为佳,选用得当可以保证8到10PPM的年稳。
金封线绕,以FLUKE的拆机居多,性能比较容易保证,配搭出6PPM的年稳不难。我自己用的10V参考基准就是金封线饶电阻,一年多没有漂移出3.5PPM,含初期1个月的快速老化期。
202Z金封,看厂家推介性能优异,实际制作的测试了大半年,漂移3PPM左右,可保证到4PPM/年。体积小,做恒温基准容易,加热功率小。

恒温和非恒温的选择在做基准的初期,不知道不恒温对输出的影响,做了10余个非恒温基准,当时的环境温度在20℃左右,调试好后的基准,在室内昼夜温差3°时,基本测试不到变化。后来进入冬季,气温到10°左右,输出出现了10PPM左右的波动。263的零温度区是有限的,并不宽,作为基准来说应该恒温使用,尽管不恒温的老化会小一些。
恒温带来的问题有加热电路对基准的干扰,加热消耗功率的问题。使用过线性连续加热电路,通断加热电路。前者在稳定温度后对基准干扰小于1uV,后者出现到3uV.加热功率希望小一些好,关键是恒温槽体积和保温。比较满意的方案前些时候发有专贴。恒温精度和温场均匀性足以满足263的应用。
供电的选择供电有电池供电,线性电源供电,开关电源供电等方式。263基准板的电压调整率非常高,是否稳压不太重要,只要在13到16V范围内均可以。但是市电供电带来的环路干扰还是比较大,不适合用开关电源和有冷热地有跨接元件的线性电源。电池供电首选,在正式比对测量时我都用电池供电,初级次级隔离良好的线性电源也不错,稳压否都关系不大。实际测量差异在2.5uV内。
目前的问题抗干扰差,周边大功率电器和手机使用都会干扰输出电压,经过仔细分析是空间电磁场来的,尽管做了双层屏蔽,都不理想,主要是输出测试线接收的空间电磁波,回馈到基准PCB板,目前在试用一些磁环。
带载能力差,只有商品基准的十分之一。对一些使用场合来说,太小了。
短路无保护,短路容易烧毁输出三极管,尽管换后不影响输出值。但是还是非常麻烦,更换三极管。
制作一款经得起时间考验的基准在业余条件下还是可以的,要复制大量就极其困难。关键器件受制于人,国内没有这样的基础研究,也无器件供应。欣喜的是,还有许多业余爱好者也在孜孜不倦地研究。
用SZA263试验制作超稳10V电压基准(一)

thy888 发表于 2010-10-8 19:43:33

装配

thy888 发表于 2010-10-8 19:44:11

测试
实物图片

kingmax 发表于 2010-10-8 19:53:38

沙发

redtony 发表于 2010-10-8 20:00:48

好文好经验。

zy_sh_npk 发表于 2010-10-8 20:08:35

好东西,顶了!

轩尼诗 发表于 2010-10-8 20:13:51

技术贴要顶,学习了。

grn 发表于 2010-10-8 20:26:00

学习了

happymanlxh 发表于 2010-10-8 20:36:31

mcmwy 发表于 2010-10-8 20:43:11

好帖,1楼最后的铁罐子上边的黑块块是啥啊,单独放在外边

裕作 发表于 2010-10-8 21:03:02

好东西,,新的恒温槽!!!!我想要!

jj3055 发表于 2010-10-8 21:44:59

牛就一个字

youngliu 发表于 2010-10-8 22:21:04

手上还有SZA263和LTFLU-1CH各两个,缺少对电阻和理想的恒温板,还没有装起来

bgqjm 发表于 2010-10-8 22:38:07

老唐的经验非常可取,可惜没有LTFLU-1CH

lilith 发表于 2010-10-8 23:02:02

我的恒温电路,比唐老师的复杂太多

changlu 发表于 2010-10-8 23:33:54

宝贵的经验,值得借鉴和学习

deall8668 发表于 2010-10-8 23:40:12

很佩服你在这方面的投入,不做成套件太可惜,可以组织一下,目标先不要定那么高,每年十个PPM就可以了,让大家在这个基础上更进一步,才会有属于中国自己的东西,老婆说,知识没有传播,就没有力量,唐老师,一些年轻人就等着你带,

38hot 发表于 2010-10-9 07:28:19

非常感谢楼主的共享精神!我的263恒温基准也是用的的老唐的电路,正在测试中,效果还不错。

zjinkui 发表于 2010-10-9 09:32:28

嘿嘿,又看到了大作

youngliu 发表于 2010-10-9 10:23:57

应该单独测试zener的温度特性曲线,这样才能更好地找到最佳工作温度

josily 发表于 2010-10-10 05:27:03

帮顶啦

老渔夫 发表于 2010-10-10 07:53:26

学习了

老杨 发表于 2010-11-5 12:03:54

实际制作经验之谈,要顶
1

海湾大桥 发表于 2010-11-10 08:48:57

好贴,佩服

chinapp 发表于 2011-1-2 11:45:10

知识没有传播就没有力量,顶了,感动

520199200 发表于 2011-1-4 18:45:17

知识传播 有力量
学习

bg7kuk 发表于 2011-1-24 12:16:42

好贴,顶一下。学习了

liutongsuo 发表于 2011-5-11 08:02:36

的确是好贴,精神可嘉

jchdq 发表于 2011-5-26 19:31:38

好东西!

唐歧 发表于 2011-5-28 23:02:39

到这个论坛里我发现我的知识是那么浅薄。值得我学习的人和知识太多了。玩仪器也是要求有高深的功底不可。有时候看帖子不知道回复什么好,就简单的说:学习了。这是我的心声。开卷有益呀.
页: [1]
查看完整版本: 用SZA263试验制作超稳10V电压基准(二)