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fffofo 发表于 2014-7-12 10:20:16

我也出来秀一下自制闭环电压基准源

本帖最后由 fffofo 于 2014-7-12 12:08 编辑

看到凌特公司关于数控电压源的技术文章后就有仿制的想法，但一直静不下心来，仅仅停留在构思阶段。2012年，论坛大佬lilith率先发布了试制报告，突然信心大增，于是按照lilith的思路，自己重新设计了电路，在js处团购了ADC和DAC，做了个手工双面板，测试结果很好。但总感觉整体噪声水平偏高，ADC和DAC也对系统产生了一些额外的噪声，于是开始构思改进版本。结果拖拖沓沓的晃过了一年，几乎把这个事给忘了。今年lilith再次公布测试数据（佩服lilith的严谨和执着），我的兴趣再次提了起来。花了一个多月的时间设计电路和pcb，5月份pcb打样回来，进入了焊接测试程序编写阶段，进入7月，经过大量的测试修改，觉得效果令人满意，在此发帖与基准爱好者交流。想到哪儿写到那儿，见谅。
硬件结构：系统采用双电源供电，模拟供电15V，我用的是变压器+7815，由78L05和7660产生负压供模拟电路，数字供电5V开关电源。LM399采用自举供电，设计了一个有限流功能的分离元件LDO，输出13--14V为其它运放供电。LM399输出7V经缓冲后供基准cal，分压缓冲后供ADC和DAC的ref，为进一步控制噪声，LTC2400参考官方电路，电源和ref共源。AD5541与DAC7512均采用相同供电方式处理。经缓冲放大后的输出接低热继电器，以实现电压源和电压表双重功能，采用继电器主要是考虑少用一对接线柱。数字部分采用PIC18F4620，空间大，方便功能扩展。数字和模拟部分采用门电路进行缓冲隔离。数字地和模拟地采用一点连接。键盘输入：采用3*4薄膜矩阵键盘，便宜呀。双显示屏显示：一个LCD2004做菜单兼顾实时显示，9位8字VFD用于实时显示（显示效果好）。（准备加入单按键开关分别控制两个显示屏的开关）
功能性能：全菜单操作，独立运行，无需上位机或编程器辅助：3级菜单设计，完成参数、电压源、电压表、校准的人机交互。系统开机自动完成调整参数匹配，与硬件个体差异无关（当然偏差不能离谱）。自动周期性完成零点校准和基准cal校准，不影响输入输出。设计输出范围0—11V（具体与比例电阻和基准输出实际电压有关），分辨率1uv。电压源模式下，可通过键盘以1uv步进加减设定值，设计微调范围大概在+-150uv。在输出模式可以一键开关闭环调节。3种校准模式：第一种是基本校准模式，采用8点线性拟合对外部高位表进行精度和线性复制。第二种是外部电压源模式，适用于有可靠标定的外部电压源，比如ltz1000。第三种是内部电压源模式，适用于有高位表的情况，6位半以上。第二种和第三种模式主要是用于灵活应用的场合，都是以第一种为基础，通过修正完成校准。三条修正曲线独立存储，开机可以自由选择。
测试报告：设计目标及实测情况：1、尽量降低数字电路对模拟输出的影响------已达到，门电路缓冲和合理的pcb布局完全能做到。实测几乎观察不到数字噪声。2、尽量降低闭环调节对输出的影响-----受ltc2400噪声和采样速率的限制，经过大量测试和软件优化，目前基本可以接受。3、操作方便------全菜单，键盘输入，双屏显示，不过没有考虑上位机接口，有一些缺憾。4、测电压会比正常偏高10几uv，原因还没有找到，空了再找找。
我只有一台34401，大体看看吧。

marshallemon 发表于 2014-7-12 10:35:24

本帖最后由 marshallemon 于 2014-7-12 10:40 编辑

1uV位跳几个字？ 按照你的描述0~11V 1uV的分辨率DAC至少是23.4bit，实际的合成分辨率多少？
另外问下，实现DAC合成的OP使用的是啥型号？

fffofo 发表于 2014-7-12 10:59:25

理论上ADC的分辨率能达到0.7uv，DAC的分辨率达到27位的样子，但受噪声和其它因素影响，精度是要大打折扣了

liquidator 发表于 2014-7-12 11:01:36

楼主能否出个套件呢？

fffofo 发表于 2014-7-12 11:03:27

现在还有9片pcb，如果有需要我可以慢慢做出来，现在还需要进一步测试完善

zhikai_wu 发表于 2014-7-12 11:04:31

好牛啊。。。。。

hs2009 发表于 2014-7-12 11:04:39

进来学习

htbst 发表于 2014-7-12 11:06:15

看样子很不错哦！支持支持！！！

xinjihua 发表于 2014-7-12 11:25:37

看样子很不错哦

zca123 发表于 2014-7-12 11:26:22

上测试视频

laisla 发表于 2014-7-12 11:33:51

fffofo 发表于 2014-7-12 11:40:47

zca123 发表于 2014-7-12 11:26
上测试视频

我加了一个视频在顶楼结尾处

shichen717 发表于 2014-7-12 11:51:15

10Hz以内噪声多少？

shadow.k 发表于 2014-7-12 11:52:44

{:142_364:}好东西啊 楼主出个套件 我预定一套

北极风 发表于 2014-7-12 12:47:08

想要块PCB。

67lch 发表于 2014-7-12 12:54:05

精度不错，应该申请唐老师的巡游基准对比看看

jamesys 发表于 2014-7-12 12:59:30

不错哦

黑背 发表于 2014-7-12 13:44:54

排队要一套。。。。

long3312 发表于 2014-7-12 16:09:00

好东西啊，有样品测试下？？

long3312 发表于 2014-7-12 16:12:25

带负载能力咋地？

gogo100you 发表于 2014-7-12 19:21:42

求个3.1415926

puff 发表于 2014-7-12 20:15:55

成熟度挺高啊

xiaohei56 发表于 2014-7-12 22:20:03

又是一个牛叉人物！

hu_lin 发表于 2014-7-13 12:05:31

支持，比那到处拿出来显摆的要强得多

thy888 发表于 2014-7-13 18:52:12

不错，我这儿可以测试噪音。

blueindiana 发表于 2014-7-13 23:38:57

厉害，帮顶，顺便MARK

36wj 发表于 2014-7-14 00:37:10

求PCB一块

脑电安泰 发表于 2014-7-14 00:44:25

想要一成品

fffofo 发表于 2014-7-14 08:32:09

thy888 发表于 2014-7-13 18:52
不错，我这儿可以测试噪音。

感谢老唐，早就在说到你那儿去玩儿玩儿，等我完善了感觉拿得出手了就去找你。

zca123 发表于 2014-7-14 09:23:00

fffofo 发表于 2014-7-14 08:32
感谢老唐，早就在说到你那儿去玩儿玩儿，等我完善了感觉拿得出手了就去找你。

可以一同去学习学习

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