LTZ1000典型电路错误及疑问

youngliu

[LTZ1000的datasheet附有两张典型应用电路图，其中负基准电路图有错误。正基准部分采用单电源供电，按理OP输出可不串的二极管1N41418，但典型电路就是没有省略之，不知何故？另外英国人测试LTZ1000的论文中的电路中没有使用400k电阻做温度补偿，难道他用的是LTZ1000ACH，不是LTZ1000CH？这都是我深感疑惑的地方。

youngliu

负基准典型电路的错误是LTZ1000的加热器接法没有遵循1脚电位高于2脚电位，即正确接法：电流应该从1脚流入2脚流出。

hu8421

厂商所给的典型电路,一般只是初级应用,只能做为参考,一般实用性不大。
典型电路一般原则为：集成度低,往往应用灵活多变，典型电路,只为提示。而集成度高的典型电路，一般可做为实际电路加以应用。

zy_sh_npk

可以看出实用电路中的2个电容被减小或取消了，应该是更不易激发震荡了。实际电路中，我曾经加大这2个电容到
手册中的2-4倍，但都在一定程度上看到疑似震荡现象，不过没测试过减小的情况会怎么样。
采用LT1013驱动2N3819给LTZ提供驱动电流的方法是不是比原手册的电路更稳定呢？ 值的测试一下。

另外，我装了CH的板子，但没装400K的补偿电阻，目前测试下来很稳定，未见什么异常。

如果1脚和2脚间只是连接的加热电阻，电流从1脚进还是从2脚进有什么区别呢，装了几块板子都是从2脚进的，
不知道会有什么区别呀。

youngliu

如果只是电阻器且与基准部分无电气连接当然没有影响，但问题是其衬底存在反并连PN结。如果反向可用得怀疑是否原装品了。

youngliu

引用第3楼zy_sh_npk于2010-02-20  20:44发表的  :
可以看出实用电路中的2个电容被减小或取消了，应该是更不易激发震荡了。实际电路中，我曾经加大这2个电容到
手册中的2-4倍，但都在一定程度上看到疑似震荡现象，不过没测试过减小的情况会怎么样。
采用LT1013驱动2N3819给LTZ提供驱动电流的方法是不是比原手册的电路更稳定呢？ 值的测试一下。

另外，我装了CH的板子，但没装400K的补偿电阻，目前测试下来很稳定，未见什么异常。
.......

采用LT1013驱动2N3819给LTZ提供电流的方式应该对性能不会有显著改善，不过LT1013的输出近似空载，增益会有所增大。

zy_sh_npk

仔细看看手册，+7V稳压的电流是从1脚入的，看马虎了。

hu8421

厂商一般所给的电路，会有意设置某种错误(初级错误)，这往往出于商业考虑。
正如保险公司的保险条例一样，就是要你看不懂，搞不明白，保险业务员才“有机可程”。
正如论坛贴子一样，完全正确的理论，可能没人跟贴。

youngliu

为什么恒温的LTZ1000、LM399仍然会有温度系数，这是因为：
1.恒温器本身是一个有差调节系统；
2.芯片中加热器与zener存在温度梯度。
当外部环境温度改变时，恒温器的加热功率会改变以使温度达到设定温度，但因为加热系统增益有限，必定也存在一个微小的温度差。同时由于芯片到环境的热阻、zener到加热器的热阻是一定值，其温度梯度也必然发生变化。因此恒温器并不能使LM399、LTZ1000完全不受环境影响，但外部环境温度变化一度，其内部温度可能只变化了0.01甚至0.001度，由于不恒温时的温度系数本身也只有几至几十ppm/度，加上恒温后的温度系数就降低至0点几至0.0几ppm/度了。

lmserver

引用第7楼hu8421于2010-02-21  09:12发表的  :
厂商一般所给的电路，会有意设置某种错误(初级错误)，这往往出于商业考虑。
正如保险公司的保险条例一样，就是要你看不懂，搞不明白，保险业务员才“有机可程”。
正如论坛贴子一样，完全正确的理论，可能没人跟贴。

这种低级错误应该不是LT故意放的，如果HP开发3458，肯定是先找LT申请几个LTZ1000，结果到手全部烧掉，然后重新申请？这样LT不是自找麻烦吗。

hu8421

LT是为HP打工的，他所有的产品，是满足商品产品或依据商品厂商的要求而设计的,核心技术相互都相知的，而对大客户，都会对要领加以告之的。所谓设置初级错误，还不至于烧毁电路吧？再说HP公司也不会有这类的低及工程师去设计产品吧？
LTZ1000先不去说，就拿这几天的热门相关基准来说吧！
LM399,工作温度在0-70度,你相信吗？

这是LM399的典型电路，在说明及曲线中已告之，通过的电流小于0.5mA时，是偏离稳压区段，不能“正常”工作的。
如果是电池供电就更不可思意了，因为电池会随使用时间的长短，供电电压会下降的，这种搭接的电路还能称之为基准吗？
稳压值本身就是不定值,电阻要求1%的精度有意义吗？更何况用了可调电位器。



再看AD587吧！AD587LN和AD587LQ的允许使用温度相同正常吗？



再看看AD588BQ。Q1、Q2都用2N3904对吗？
AD588可编程,应用多变,可比其给出的典型的应用电路,还能扩展更多的应用,使用得当,还将大大提高性能。



对于真正设计人员，这类低级错误是不会受影响设计的，反而会给了设计人员更多的提示和指导，使电气指标更完美。
好的电气设计师，决不会拿典型电路直接加以运用。

lymex

引用第10楼hu8421于2010-02-21  20:38发表的  :

这是LM399的典型电路，在说明及曲线中已告之，通过的电流小于0.5mA时，是偏离稳压区段，不能“正常”工作的。
如果是电池供电就更不可思意了，因为电池会随使用时间的长短，供电电压会下降的，
.......

其实，稳压管的电流至少是(10-6.95)/5=0.6mA，比0.5mA大。由于这个是电池供电的典型电路，因此这个电流小有优势。由于取自10V，是稳定的，基本与电池电压无关。

当然，数据表里的错误的确很多，LTZ1000的负压典型电路的错误，Aeon以前就发现了，正压典型电路的地线接法也不完整，电容容量也差了10倍。

hu8421

谢谢！看走眼了，是10V供电,电流大于0.5mA。

youngliu

AD588的旧版datasheet的参考电路是正确的，PNP三极管标示的是2N3906

youngliu

引用第11楼lymex于2010-02-21  23:54发表的  :

其实，稳压管的电流至少是(10-6.95)/5=0.6mA，比0.5mA大。由于这个是电池供电的典型电路，因此这个电流小有优势。由于取自10V，是稳定的，基本与电池电压无关。

当然，数据表里的错误的确很多，LTZ1000的负压典型电路的错误，Aeon以前就发现了，正压典型电路的地线接法也不完整，电容容量也差了10倍。

lymex老大：我不认为LTZ1000的正压电路接地有问题，至于电容容量有0.002u和0.022u的不一致或许存在故意为之的可能，但电容大小似乎不影响电路正常工作。我将此电容用到0.22u也仍然没有发现有任何异常。
我觉得减小加热控制回路的1Mohm电阻阻值或许对基准的性能改善更大（加热电流波动会变小）。
另外，对于裸板使用，我觉得LTZ1000CH 的400K温度补偿电阻有不良影响，还不如不用。

youngliu

引用第12楼hu8421于2010-02-22  03:50发表的  :
谢谢！看走眼了，是10V供电,电流大于0.5mA。

也不是只有你一个人会看走眼，aeon做LM399 10V基准时，Imsever也照样看走眼了，他当时质疑LM399 zener对电源+之间为何接1Mohm那么大阻值的电阻。实际上此电阻是可有可无的。

lymex

引用第14楼youngliu于2010-02-22  11:20发表的  :

lymex老大：我不认为LTZ1000的正压电路接地有问题，至于电容容量有0.002u和0.022u的不一致或许存在故意为之的可能，但电容大小似乎不影响电路正常工作。我将此电容用到0.22u也仍然没有发现有任何异常。
我觉得减小加热控制回路的1Mohm电阻阻值或许对基准的性能改善更大（加热电流波动会变小）。
另外，对于裸板使用，我觉得LTZ1000CH 的400K温度补偿电阻有不良影响，还不如不用。

我的原话是不完整。电源正为一个，而负的却有两个。
如果按照AN86的电路，则电源接法是完整的，是一正、一负：


但这样就出问题了：不是所谓的单点接地，而是出现了环，因此是错误。

不过，这个AN86，电容的容量是正确的。这个电容主要目的是防止和减少振荡、提高稳定性，太小了就没作用了，大了反而要好。

lmserver

引用第15楼youngliu于2010-02-22  11:34发表的  :

也不是只有你一个人会看走眼，aeon做LM399 10V基准时，Imsever也照样看走眼了，他当时质疑LM399 zener对电源+之间为何接1Mohm那么大阻值的电阻。实际上此电阻是可有可无的。

AE的399的我没做，但是LTZ的做了俩。
还好您老没有看走眼。

youngliu

老大能解释一下OP输出串连1N4148的用处吗（除了防反之外）？我没有看出1N4148还有其它好处。倒是觉得去掉1N4148，更可以充分利用电池供电。另外，LTZ1000CH用400k电阻做温度补偿，真的有效吗？

youngliu

引用第17楼lmserver于2010-02-22  12:25发表的  :


AE的399的我没做，但是LTZ的做了俩。
还好您老没有看走眼。

我最早用LM399做基准是在2003年，当时在深圳赛格购买了四颗，只做6.95V输出的，后来到重庆工作，在重庆购买了二手的LM199AH、LM299H，终于做了一套简单的10V基准（用OP07和0.1% 25ppm/度的电阻），只做到20ppm左右（与34401A相比）。
最近用JJ3055的PCB做了三套LTZ1000CH 7V，近期还打算做两套LTZ1000ACH 7V。电阻已经解决（用AE、Vishay或RCK02A），就差LT1013和两枚LTZ1000ACH未到货了。

hu8421

稳压管上端电阻是不可以省的，省了它怎么工作呀！


只是把电子稳压器上端的200K电阻，当成稳压管限流电阻(其实也是)，这样供给稳压管的电流，就远远偏离“稳压”的正常值了。
其实，此电路为“自力式”供电方式，是用稳压管提供电压(<7V)，经放大升压(10V)，再经过电阻(5K)给稳压管提供电流(恒流)的。这样经过稳压管电流就为；(10-6.95)/5=0.6mA。
200K是上电起动电阻，提供初始电流，从而为运放提供了起始电压，缩短了起动时间，防止了过大的振荡而设的。最终是由5K电阻来工作。
其实LM399稳压管电流应>1mA，电压才稳定，虽说是电池供电,但只要再增加1/20的电流，性能就完全不一样。
另外这种供电方式电压过低,对限流电阻的温漂要求要高。
从精度和省电来看,还不如用其它成品基准,但如果非要用电池给LM399供电，产生基准电压的话，这种方式是可行的，但要保证为稳压管提供的电流在1mA左右，即用3K电阻，并保障足够小的温漂。
所以说：厂商所给的典型图例,只能用作参考，只有通过认真研究、分析、理解，再加以应用，才能获取最佳性能。

youngliu

引用第20楼hu8421于2010-02-22  13:28发表的  :
稳压管上端电阻是不可以省的，省了它怎么工作呀！


只是把电子稳压器上端的200K电阻，当成稳压管限流电阻(其实也是)，这样供给稳压管的电流，就远远偏离“稳压”的正常值了。
其实，此电路为“自力式”供电方式，是用稳压管提供电压(<7V)，经放大升压(10V)，再经过电阻(5K)给稳压管提供电流(恒流)的。这样经过稳压管电流就为；(10-6.95)/5=0.6mA。
.......

正因为采用了“自力式”供电，且OP采用单电源供电，才可以省略掉上端200k或1M电阻，原因如下：
1.OP的输出只能是正电压，且由于存在正反馈（zener未击穿时），故OP输出一定会越来越高，直至zener击穿，输出才稳定在10V。
2.zener的工作电流为5K电阻供电电流与200k电阻供电电流之和。有此电阻的存在，就会在电池电压变动时改变zener的工作电流，从而影响输出电压（尽管电流变动在几十微安以下，但zener的内阻在小电流时将近1ohm，因此输出电压变化也可达几十微伏）。

youngliu

34401A的基准电压产生也采用自力式供电，其OP采用双电源供电（要产生负基准电压），因此其需要启动电路，但其启动电路的电压由+5V和两颗开关二极管组成，当10V基准正常工作之后，+5V就对基准电路无影响了。数据采集器34970A的基准电路也是一模一样。

youngliu

34401A的基准电路中，LM399的工作电流由10V通过1.47k电阻供给，电流超过2mA。电流大些噪声要小一些，就象LTZ1000 4mA比0.5mA的噪声要小一倍还多

lymex

引用第21楼youngliu于2010-02-22  13:46发表的  :

正因为采用了“自力式”供电，且OP采用单电源供电，才可以省略掉上端200k或1M电阻，原因如下：
1.OP的输出只能是正电压，且由于存在正反馈（zener未击穿时），故OP输出一定会越来越高，直至zener击穿，输出才稳定在10V。

这个不一定成立，由于普通运放需要至少高于负电源1V以上的共模输入电压，才能工作，否则输出是不可预测的，因此也就存在输出保持低电位的状态，而这样就使得运放的正负输入永远也达不到高于负电源1V以上，因此无法启动。

youngliu:
老大能解释一下OP输出串连1N4148的用处吗（除了防反之外）？我没有看出1N4148还有其它好处。倒是觉得去掉1N4148，更可以充分利用电池供电。另外，LTZ1000CH用400k电阻做温度补偿，真的有效吗？

这个1N4148，因此就是启动用的。有了这个二极管，运放的正输入就处于悬空状态，这样由于单电源运放输入级的PNP三极管使得Ib是向外流动，因此悬空就等价为高电压输入，输出就可以是高电位。

youngliu

大多数双极型通用运放的输出摆幅要低于电源2V以上，即高于负电源1V，低于正电源1V，因此不必太担心。OP07、OP27、AD707等都是如此。
如果采用轨至轨输出的运放就一定不能省这颗电阻,，否则就要像34401A一样采用一个辅助启动电路。

hu8421

当时是没注意到5K电阻,[ lymex ]以发现指出，并做了很完整分析。
在这里也写了看差的原因：“只是把电子稳压器上端的200K电阻，当成稳压管限流电阻(其实也是)，这样供给稳压管的电流，就远远偏离“稳压”的正常值了。
其实，此电路为“自力式”供电方式，是用稳压管提供电压(<7V)，经放大升压(10V)，再经过电阻(5K)给稳压管提供电流(恒流)的。这样经过稳压管电流就为；(10-6.95)/5=0.6mA”

这个电路稳压管上端是两个电阻，200K和5K，省掉了怎么工作，《《1M电阻省去了还能工作吗？》》
就算把200K电阻省略能工作,其启动效果是不一样的，其它原因，[ lymex ]也做了很好的分析。
此电路工作时,是由10V通过5K电阻供电给稳压管。是与200K电阻无关,200K电阻对性能指标没有任何影响，省掉干嘛！

youngliu

引用第26楼hu8421于2010-02-23  09:39发表的  :
当时是没注意到5K电阻,[ lymex ]以发现指出，并做了很完整分析。
在这里也写了看差的原因：“只是把电子稳压器上端的200K电阻，当成稳压管限流电阻(其实也是)，这样供给稳压管的电流，就远远偏离“稳压”的正常值了。
其实，此电路为“自力式”供电方式，是用稳压管提供电压(<7V)，经放大升压(10V)，再经过电阻(5K)给稳压管提供电流(恒流)的。这样经过稳压管电流就为；(10-6.95)/5=0.6mA”

这个电路稳压管上端是两个电阻，200K和5K，省掉了怎么工作，《《1M电阻省去了还能工作吗？》》
.......

当OP输出10V之后，10V通过5K电阻给zener供电（电流约为0.6mA），同时，15V仍然通过200k电阻给zener供电，电流虽只有40uA左右，但与供电电压相关，因而还是会影响7V精度的。
我只是说省略200k电阻（LM399典型应用电路）或1M电阻（aeon的LM399 10V基准），并没有说要省略5k电阻。
其实，这个电路我在2006~2007年就做了，当时200k电阻位置用100k做启动电阻，后来试验将此电阻增大到1M，甚至取消都能工作。我以前还与lymex老大通过几封email，谈到过我做这个基准的事。

youngliu

今天上午用34401A测量LM399和OP07做的6.82531V与9.99994V比率（max-min），初步结果如下：
读数数量1380
最小值682.5327m
最大值682.5340m
平均值682.5333m
估计标准差0.0000002，约为0.3ppm
10V是由6.82531V用OP升起来的，用了两片OP07，一片用于升压，一片用于6.82531V缓冲输出。
近距离拨打手机对6.82531V和10V都有影响。

csclz

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