我也尝试做263基准

hldiy

                                                    尝试做263基准

一、总体：

在玩过十几个超级基准LTZ1000之后，决心下手难度更大点的263。

通读了超过6次 LY老大的有关263基准文章之后，参照了THY888的文章。重新胡乱画了下面这个电路图：


特点：
1、  采用了LY老大的简化图，减少了一个关键电阻，同时提高了两个电阻的抑制比。从而提高了整体的稳定性。
2、  输出采用了LT1010推动。使得输出能力大幅度增高，抗干扰能力也相应提高了一点点。
3、 运放换用了AD707
4、  调整电阻位置增加了几个，DIY更加容易。

缺点：
抗干扰能力还是差，输出用了特氟龙屏蔽线，勉强好了一点。



PCB设计延用了当时设计LTZ恒温升压的体积，还是6cm长。能够装入FLUKE金封、金封金属箔电阻等。





更新我最关心的噪声指标：

、

hldiy

二、准备工作

想做好一个基准，首先要有料。
备用了15个263 生产年份从77年-88年，跨度很大。
下图是还没有安装的几个263.



电阻少不了了，因每只基准需要用的电阻都不尽相同。塑料块准备了几百只。

哈哈，显摆一下：

金封电阻一堆也是暂时用剩下的


最终的调节电阻设计了一个1/4体积的电阻位置，所以还在JS处抢得了近3k只dale金属膜电阻

因为263调整的时候需要调试两个点。1、温度系数；2、输出电压。
所以准备了一个电阻箱和一只可调电阻。
我的超级电阻箱，可调范围：0-190k连续。


可调电阻：20Ω



拥有了这些东西之后开始了我的263基准之路。

hldiy

三、关键电阻的配对。

电路最大程度弱化了电阻对输出的影响，但关键电阻对的配对也是必须的。
关键电阻不仅要有好的老化性能，还需要温飘的配合。
理想情况下，两个电阻最好是温飘很小，202z之类的电阻轻松达到指标。却很贵，给爱好者DIY带来了门槛。
如果选用FLUKE的金封绕线，年稳3ppm的性能可以满足基准年稳1ppm的指标。但温飘性能一般都不是很好。
所以配套一对能够具有同向温飘的电阻成为DIY的关键。

鉴于大家多用HP、AG的表，测试电阻特别是测试温飘比较难，设计了以下方案：



图中 10v点接入一个相对稳定的电压，如另一只基准提供的稳定电压。
OUT点和地之间连接万用表电压档。

将电阻装入恒温槽，测试从室温到恒温槽恒温稳定之后的输出电压。
压差越小，电阻配对越成功。

hldiy

四、装配

有了以上条件之后就可以开始装配了。
首先按照图纸装配pcb，电阻R301 R302 R303 、R502 R503 R504 暂不安装。

这是一个焊接完成了一半的用金封金属箔电阻的图片：


此步骤没有技术难度，只要能完成焊接就可以了。

hldiy

五、零温度系数点和输出电压的调试
这步最难，今天没时间，以后更新。

hldiy

六、电源的设计和需要注意的事项
1、电源：
263基准对电源电压的要求不高，12.5-18v直接都能适应的。
但是263基准对干扰的影响很大，所以设计了比较可靠的稳压电源。



电源前端要连接EMI滤波电路。图上的两个黑色的插槽暂时保留，将在插件完成之后公布。

抗干扰能力差，测试的时候最好还是电池供电。

恒温槽是个电老虎，电池供给整体基准的话消耗很大。
所以设计了这样的一个工作方式：
1、平时市电供电
2、市电断电的时候自动切换成电池供电，此时电池仅供给基准使用，恒温槽断电。
3、测试的时候可以通过一个开关，切换到基准和恒温槽都由电池供电。

这样设计的好处是当市电断电的时候（比如基准送走去标定），电池能长期供给基准能源，此时消耗很小。四只18650电池能够使用很长时间。具体还没有测试。

2、注意事项：
虽然有了恒温槽、也有了神器LT1010的输出，输出短路还是要避免的。
恒温槽不是神器，如果长时间短路输出部分器件发热会导致恒温槽内部温度升高。恒温槽要有保温，这样超温的时候需要大量的时间慢慢降低温度。
恒温槽设计恒温点为42℃左右，能适应的环境温度最高30℃，室温要是超高，需做降温。（此处不含将基准和电源同时装入壳体之后的影响）。

hldiy

今天没事时间发帖了，楼留了，就不知道明天还能不能编辑了。
据说明天还停电。想继续很可能要后天了。

yjm2000

这么多宝贝？哪里来的？

hldiy

买来的居多，自己拆机的也不少。还有一部分是抢来的，，哈哈。

haisens

般板凳过来学习

a-fly

强！料足！
另外本人的一些看法：
一些该用·加电容的地方没加，
C2的接法似乎不佳；
由于C3的存在（包括可能的外接容性负载），输出级最好有相位补偿。

youngliu

引用第12楼winsonma于2011-06-12  12:02发表的  :
请问：7到10V的升压电阻R1和R2，用900R和400R这么小，有影响吗？

R1、R2不是7V升10V的升压电阻，是zener的限流电阻，也是为确定补偿三极管
的集电极电流（限定集电极对+10V端电压）

yjm2000

1、据thy888实验，使用ad707容易产生震荡。你实验的结果如何？
2、对电源板感兴趣，电源板的电路是否可以提供？最好能制作成正规的PCB提供。
3、基准板和基准内壳是唐老师设计那款？
4、只有友情交换栏目限制了可编辑时间。

lmserver

AD707增益高易震荡，记得LYMEX老大说过一次。

轩尼诗

DIY高手，学习了。

dingjiali

恒温槽设计恒温点为42℃左右，能适应的环境温度最高30℃，室温要是超高,恒温电路就不工作的是吗?

lilith

引用第14楼youngliu于2011-06-12  13:14发表的  :

R1、R2不是7V升10V的升压电阻，是zener的限流电阻，也是为确定补偿三极管
的集电极电流（限定集电极对+10V端电压）

也就是说，楼主将典型的 263 应用中稳压管限流电阻（R12）与另外一对电阻（R14、R15）合二为一了，另一对电阻（R14、R15）本来应该是运放 7 to 10 的电阻对，它们的分压比将输出电压分压到和 263 集电极的电压相等即可；不过由于 263 电路使用从 263 内部三极管基级注入电流的电阻对（R7A/R7B）调整电压，因此这一对电阻对（R14、R15）输出电压的影响小于类似 LTZ/LM399 中 7 to 10 的，也因此运放的增益反而不需要太大？




就楼主的图而言，如果认为 Vz 不变，那么相当于上面典型图中 R15 对地插入一个固定电压，只要调整分压比到分压点电压 = 263 的集电极电压也没有什么不可以；但如果认为 263 内部的三极管和稳压管构成温度互补，那温度变化时典型图中由于温度系数被补偿了，263 集电极电压不变，输出不变，R14、R15 分压点电压不变...不知道是否是会成立的；楼主的图，因为 Vz 是正温度系数，Vbe 是负温度系数，温度上升时 Vz 升高，运法反相输入端电压也就升高，但由于 263 的温度补偿（在一定程度上）263 的集电极电压不变的话，那整体的输出电压是不是要下降？

lymex

引用第19楼lilith于2011-06-12  15:36发表的  :



也就是说，楼主将典型的 263 应用中稳压管限流电阻（R12）与另外一对电阻（R14、R15）合二为一了，另一对电阻（R14、R15）本来应该是运放 7 to 10 的电阻对，它们的分压比将输出电压分压到和 263 集电极的电压相等即可；不过由于 263 电路使用从 263 内部三极管基级注入电流的电阻对（R7A/R7B）调整电压，因此这一对电阻对（R14、R15）输出电压的影响小于类似 LTZ/LM399 中 7 to 10 的，也因此运放的增益反而不需要太大？

.......

那个改动是我提出的，楼主也提到了。好处是省掉一个电阻，还能提高一些弱化系数。
但这个改动不影响运放的选用。运放可以放大倍数小是因为263本身有一级放大了。

当然，这个改动会少许改变263的温度系数，这也没关系，本来263电路在制作中就需要调节温度系数的。通过调节263的集电极电阻，可以在较大分为内使得整体温度系数接近零，这样同时也可以补偿关键电阻的分压系数。

lilith

引用第20楼lymex于2011-06-12  15:53发表的  :

那个改动是我提出的，楼主也提到了。好处是省掉一个电阻，还能提高一些弱化系数。
但这个改动不影响运放的选用。运放可以放大倍数小是因为263本身有一级放大了。

当然，这个改动会少许改变263的温度系数，这也没关系，本来263电路在制作中就需要调节温度系数的。通过调节263的集电极电阻，可以在较大分为内使得整体温度系数接近零，这样同时也可以补偿关键电阻的分压系数。
.......

运放的事情是因为有人提到用 AD707 会不稳，我想可能就是因为 263 内的三极管工作在类似线性调整电源的放大环节，因此反而不期待运放的增益太高，否则必须考虑运放的补偿问题；至于具体到这个电路的改动，我看到楼主说抗干扰能力还是不行，我想了一下，也可能和这个改动有关，这样一改原本运放的闭环增益为 1.4 的电路受到了 263 内稳压管的影响，闭环增益变得有点大了？

chq1

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htbst

好东西呀!!好好支持下

longshort

查看了AD707的datasheet，觉得707的增益已经够高了，最低130dB的放大能力足够让闭环状态的输出误差控制在0.4ppm以下。这样高的增益在闭环应用时容易出现振荡是不奇怪的。

王珏

好文！顶楼主。

hautbbs

不错，学习了

wmlao88

做这个成本不小，不是不小，是太大了

hldiy

终于有电了。
谢谢楼上的各位的讨论和帮忙回答。
当时学的模拟电路基本上都就饭吃了，现在是现用现学。

回答几个问题吧，
1、运放用AD707很好，不会产生震荡。输出阻性负载还是容性的都没事。反而用308会不稳。
2、R1和R2是升压电阻，同时也是ZENER的限流电阻。这两个电阻的抑制比很高，不需要太好的电阻。
3、电容的选值和接法都和LT1010有关。
4、恒温槽不是超过30度就不工作了，是环境温度超过30℃可能导致恒温槽内部温度不稳。
5、改进电路确实相对标准电路改变了263的恒温点，但是每套电路都是需要调试的，调试的过程才能找到263的0温度系数点。实质上根本没有本质的区别。
6、基准的原理图和pcb是我自己设计的，希望大家多多批评和指正。经过几次磨练才能成型优质的基准电路。
7、基准内壳是我自制的6cm长恒温槽。恒温电路参照了唐老师的设计。只是在绕线数、量、方式上做了一定的改动，温度传感的热敏电阻挪动到了加热线圈上。这个恒温槽已经成功应用在了LTZ1000的7-10升压部分上（具体参照我发的《DIY了一台恒温的LTZ基准》）。
8、电源板正在优化中，争取做到最好。至于批量共计DIY爱好者暂时做不到，原因很简单，我又烧破产了。。。。。。。。哈哈。如果有人愿意先款预定的话可以做一批大家玩。

hldiy

抗干扰能力差不是这个简化电路导致的。经过我的多次试验（期间做过了4台标准电路的基准），抗干扰能力差是263骨子里带的，和电路成型方式没有太大关系。新的电路只能少许提高一点点，这也很可能是LT1010的贡献。

hldiy

还有成本的问题。
我的成本超高原因在于想大量试验。真正爱好者们用试验的结果再去diy，成本会很低的。
有时间我做个整体成本核算。

hldiy

LY老大，您有时间的时候能不能帮个忙？
我的几个基准想让您给签个名。