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。
12年做的测试板
pcb
测试过程
自己写的上位机测试
10V
9V
8V
7V
6V
5V
4V
3V
2V
1V
100mV
10mV
1mV
100uV
10uV
0V
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