9档输出型基准

hldiy

很早就想做一个能输出电压、电流、电阻，三种输出类型的基准，以满足电子工程师们对测量精度的要求。
这些天不忙，就开始了这个9档基准的设计。

先看一下图：



如图，还是原来AD588完整版基准用的外壳，前面板去掉了一个接线柱，换成了两个三档波段开关。
下面蓝色的开关负责切换 V、I、R三个状态，上面白色的开关负责切换代号1、2、3的输出值。
下面的表格是各档位输出值，V三档，I三档，R三档，共计9档。

hldiy

内部：





如图，可见这款基准是由5片pcb组合而成的：



分别是：
主pcb，图中最大的那片。
隔板1，左上角那片，带丝印的。 作用：隔热、屏蔽、
接线柱pcb，右上角的。作用，精确定位接线柱，并使接线柱安装更结实可靠。
隔板2，右上角第二片，作用，屏蔽、散热。
波段开关pcb，负责波段开关安装。


焊接好的主pcb：



接线柱pcb位置：

hldiy

电路原理：

1、主构成
588基准，外加1k、9k、90k三组电阻。
电压模式下，三组电阻串联，构成分压电阻。
电流模式下，三组电阻就是电流源的基准电阻。
电阻模式下，三组电阻和电路完全脱离，变成独立的电阻基准。

2、分部电路
    （1）电阻
形成9档位输出，每个档位都有这些电阻的贡献。
所以这些电阻成为关键部分。

1k、9k、90k 三组电阻，之所以不称为三只电阻，是因为每个阻值都是由两个电阻统计温飘和阻值得到的。




如图，1k是由两只2k电阻并联得到的。9k为4k+5k。90k是40k+50k。

（2） 电源电路，

上图是588的内部框图，
有人会问，既然没有使用5v，那么为什么还要用588芯片呢？为什么不直接用AD587之类的10v基准呢？
答案很简单，对比一下587的框图就知道了，

588内部有四只运放， AD定义588是实用款基准芯片。

在这个9档基准中，设计跟随器A3输出  +10Vref，连接分压电阻列。
跟随器A4负责做电压输出。

   （3）电流部分。

电流部分同样简单。使用op177运放，配合电阻形成恒流源。mos输出。

（4）电阻部分，
无话可说了。

  （5）控制部分。
使用了两只欧姆龙密封小型高可靠性继电器。拆了一只，看看果然金灿灿的。

   

hldiy

特点和参数

基准部分，由AD588芯片担任，不要说588芯片高不成低不就，实际上电子工程师们所需精度588完全胜任！
用588打造这款基准，输出值涵盖了电子工程师们需要精度的几乎所有量程。
核心芯片 AD588，将全部使用我筛选出来的温飘和初始精度比较满意的编码芯片。
筛选下来的芯片，将作为4位半源，裸板出售。

再次重申一下，588芯片是生产后筛选的，分类大致两档 尾号为 AQ、JQ  ， BQ、KQ。
编码芯片为未经筛选的，所以里面可以筛选出很多性能达到甚至超过 BQ、KQ的芯片。
之所以不直接使用BQ、KQ芯片，主要是因为这个尾号的，也不是性能全部达到我的要求。
而且BQ、KQ芯片很贵，再做筛选的话，成本会激增的！


主要参数：
电压档 可输出 10v、1v、100mv电压，由于这个基准带有电流档，而且怕用错档位伤害基准芯片，所以限流都做了限流，最大输出电流40ma（短路）。
电流档 可输出 10ma、1ma、100uA电流，开路电压24v，可保证驱动电压≥10v。就是说，你在1ma档上，串联10k电阻的话，也不影响输出电流。
电阻档，可输出 1k、10k、100k三个值，具体参数请参看 vishay 102c规格表。

基本档为 10v档，温飘约为 0.5ppm/k，初始精度为10.00000V至10.00050V之间。



还有些想说的，明天再说吧。

hldiy

设计心得



整体由7部分组成。
1、ac电源部分，包括电源插座、emi滤波、保险等。这部分注重安全性，元器件都必须是高质量的。
2、变压器和整流滤波部分，使用高质量元件不必说了。
3、稳压电源和电流输出管。微功耗设计，高稳定性是必须的。
4、电压基准部分，这部分做了快两年了，非常成熟。
5、电阻基准部分，统计电阻，可得提高性能很多。
6、电流放大部分，没啥说的。
7、控制部分，为了微功耗，加了几个元件。


作为一个小型化的基准，微功耗是必须的，不然散热就成大问题了。
这个设计中，作为电源部分负载的，有三部分，
1、电压基准和电流控制ic部分，这部分耗电量很小。
2、电流输出部分，这部分最大工作电流就是最大输出电流，10ma
3、控制部分，这部分的耗电量不容小视。
设计中，两只继电器，吸合状态，分别是V状态，1只，R状态1只。电流状态下无继电器功耗。
继电器推动电流为30ma，持续电流为10ma。推动电流由一只电容提供，持续电流为电源提供。
这样的继电器工作分部，能保证每个档位上，整体耗电量都是相同的。就说每个档位上，总功耗都低于0.2w，而且每个档位耗电量相等。

实际使用中测试，输出10ma时，电阻温度高于室温2℃。变压器和其他部分温度基本相等，都是高于室温大概1℃。


试验后，拆了一半时候拍的照片，留个念吧。



最后，上一条电流档测试曲线吧。 紫色是电流，蓝色是室温。

radrains

有成品出售吗？

小松鼠

好设计不错

bg8tb

hldiy 发表于 2013-12-7 17:22
全文完。。

同求成品

qq64608588

沙发，老哥又出精品。

脑电安泰

顶上！！！好东西！

hldiy

radrains 发表于 2013-12-7 18:03
有成品出售吗？

这两天会有小批量销售，留意交易区新帖吧。

hldiy

bg8tb 发表于 2013-12-7 18:05
同求成品

这两天会有小批量销售，请留意交易区新帖

longshort

很精致！[s:31]

ccpoint

好漂亮 赞一个

传奇

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laslmt

支持出精品

yangfei1980

精品漂亮

hydz

漂亮

y_u_a_n_l_a_i

帮顶一下

lipeter801

y_u_a_n_l_a_i 发表于 2013-12-7 19:17
帮顶一下

可否提供10ua和50ua的选择

lipeter801

y_u_a_n_l_a_i 发表于 2013-12-7 19:17
帮顶一下

可否提供10ua和50ua的选择

y_u_a_n_l_a_i

lipeter801 发表于 2013-12-7 19:49
可否提供10ua和50ua的选择

你回错了，你回楼主吧

fffofo

很有意思的设计

leglg

[s:14]

kannaore

要了

海湾大桥

老大定好价格了吗，我想要一个，交易区的帖子不一定能及时看到。电阻和电流都可以标定吧？

海湾大桥

波段开关PCB到主板的排线，不全是用来控制继电器的吧，电阻量程的切换是不是也经过这些排线？老大可以考虑直接焊接到PCB焊盘取消插接件的，接触电阻可能会对1K电阻量程产生一点不利影响。压制排线插头的插簧，也很费事，如果是手工压制的话。

xacker

    MARK   不錯  不知道成品的價格是多少   

tanfuhave

关注价格

strive

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