颠覆大家关于基准噪声的观念的普通稳压二极管噪声测试

youngliu · 发表于 2013-6-1 14:36:33

本帖最后由 youngliu 于 2013-6-1 15:41 编辑

前几天与longshort在别人的帖里争论普通稳压管与基准稳压管噪声，顺便测试了两个国产tak cheong牌的普通稳压管：1N4733A 5.1V、1N4735A 6.2V的噪声。刚开始用的是Agilent 34401A配RS232及AG的软件直接将数据采集入excel，计算下来的结果显示1N4735A的噪声是4.2uV（也用相同的条件测试了2DW232在4.5mA时的噪声是8.2uV）。
后来，将l论坛吕老师的GPIB-USB采集卡拿到公司采集了更长时间的数据，同时也改进了滞温条件（将1N4733A放入一个铝块中直径10mm的深孔中，注满变压器油）。测试结果出乎意料的好！由于1N4733A的温度系数比较大，环境也不恒温，因此采用了阿伦方差来表征其噪声，计算结果如下：
慢速6位半时，0.47uV，不到0.1ppm
快速6位半时，1.60uV，大约0.32ppm

9：03到13：02之间，电压有跳跃，原因是工厂内的SMT设备处于不同工作状态中，电源对测试系统的干扰程度不同。

原始数据

Book3.rar (289.55 KB, 下载次数: 25)

mercyau · 发表于 2013-6-1 14:52:26

LZ 的意思是普通的也很不错？？

longshort · 发表于 2013-6-1 14:53:27

不妨按你的想法，再用个三极管来组合成一个仿真的SZA263，继续试试到底能达到什么指标。估计要挑到2.2mV/C附近的管子还真不太容易。

网上找了下tak cheong，看了他的介绍，看来国内至少华南一带的二极管出自他家？
http://www.takcheong.com/cn/AboutUs.asp?id=15&FIndex=2

youngliu · 发表于 2013-6-1 15:05:50

mercyau 发表于 2013-6-1 14:52
LZ 的意思是普通的也很不错？？

是的。
下面是昨天采集的数据中一段连续200个数据

徐利达 · 发表于 2013-6-1 16:07:57

longshort 发表于 2013-6-1 14:53
不妨按你的想法，再用个三极管来组合成一个仿真的SZA263，继续试试到底能达到什么指标。估计要挑到2.2mV/C ...

这牌子垃圾！

lilith · 发表于 2013-6-1 17:00:57

楼主的测试我已经质疑过了，由于 34401 自身本底噪声较大，楼主通过长时间积分的方式获得高分辨率，从而平均掉了噪声，所以测试结果的可置信性值得怀疑。实际上在使用万用表测试诸多基准 IC 的输出电压的时候也发现，比手册上宣称的噪声峰峰值小不少，这应该也是同样的原理，所以要正确测试 0.1-10HZ 噪声，可能还是用下面这个方法靠谱？

另外顺便说一下，我测试我的 Voltgen 内 399 的电压的时候发现，部分 399 可以在十秒级测试周期内保持 2、3uVpp 噪声（6581、PLC=10），但也有的 399 有超过 10uVpp 跳动。

longshort · 发表于 2013-6-1 17:30:57

徐利达发表于 2013-6-1 16:07
这牌子垃圾！

垃圾不垃圾，要用数据说话。刚在网上找了这牌子的管子，待到货测试后再作理论。

shunzi3 · 发表于 2013-6-1 17:32:25

楼上这位老师看来功力相当深，一语中的！

shunzi3 · 发表于 2013-6-1 17:34:32

请问这篇AN是否出自LT，如果是的话我就不用怀疑，写这个的人绝对是可以列入殿堂级的。

徐利达 · 发表于 2013-6-1 17:41:36

longshort 发表于 2013-6-1 17:30
垃圾不垃圾，要用数据说话。刚在网上找了这牌子的管子，待到货测试后再作理论。

质量不好！没有ON 还有小日做的质量好

longshort · 发表于 2013-6-1 18:02:46

徐利达发表于 2013-6-1 17:41
质量不好！没有ON 还有小日做的质量好

ON？哈，就是德昌代工的。国内绝大多数半导体器件，纯粹进口的少之又少，否则哪有现在这么便宜的？

youngliu · 发表于 2013-6-1 18:12:20

徐利达发表于 2013-6-1 17:41
质量不好！没有ON 还有小日做的质量好

Tak cheong德昌电子曾经是onsemi授权的

youngliu · 发表于 2013-6-1 18:34:32

lilith 发表于 2013-6-1 17:00
楼主的测试我已经质疑过了，由于 34401 自身本底噪声较大，楼主通过长时间积分的方式获得高分辨率，从而平 ...

噪声研究要看谱！有谱才能说靠不靠谱。噪声的大小与噪声功率谱密度和带宽都有关系。
我用34401A慢速6位半的测试方法不可能反映0.25Hz以上的噪声，基本上测试的结果只是0～0.25Hz（0.13Hz？）频带以内的噪声。用快速6位半测试的结果也只是0～2.5Hz（1.3Hz）频带内的噪声。要想得到0.1～10Hz、10Hz～10kHz的噪声必须用带通滤波才标准。
LM399H 10Hz～10kHz的噪声典型值是7uVrms，合42uVpp，0.01～10Hz的噪声则是10uVpp左右。

徐利达 · 发表于 2013-6-1 19:01:24

youngliu 发表于 2013-6-1 18:12
Tak cheong德昌电子曾经是onsemi授权的

反正他是垃圾！管他谁授权，他还是垃圾！中国所有电子元件厂家做的都垃圾

longshort · 发表于 2013-6-1 19:10:21

haianxian · 发表于 2013-6-2 09:35:37

是不是这样的，lz再用米尺测量微米的精度？

longshort · 发表于 2013-6-2 16:20:30

昨天订的货今天一早就到了，两种：TekCheong（德昌）和Semtech（先科），都是1N4734A。
每种随机抽了三个，还用老办法，恒流源10mA+电桥+表尾数扩展。被测器件放置在隔热的屏蔽铁盒中，上电一小时再读数。读数为5秒一次，共60次。读尾数的表为Solartron7065，六位半显示，积分时间1.28秒，大致上相当于半功率点为0.78Hz的低通滤波器。
测试结果，比我原先购的1N52xx要好不少，但总体性能还是差强人意。从数据上看，TekCheong比Semtech好一些。
在记录值一栏的方差，TekCheong比Semtech的值小一些，表明温度系数稍小。
在峰峰值Δmax中，TekCheong也比Semtech好一些。
倒数第二行为阿伦方差，在对应总值的单元中的值是阿伦方差与主电压的比；TekCheong比Semtech要强一些。
最后一行为每种牌子的阿伦方差与主电压之比的平均值。TekCheong稍占优。

TekCheong与Semtech的数据：
截图00.jpg

之前测试的LM399H、2DW232、1N5232B：
截图01.jpg

longshort · 发表于 2013-6-2 20:10:37

又检查了下，情况如故。
就我的感受，稳压管噪声比从前要低，但还是没低到可以做基准的程度。如果将它与三极管组合作为类SZA263的仿真品，好处是可以通过工作电流的调整来调节温漂，坏处是均温困难，毕竟不象集成器件那样紧密靠在一起。更何况实际上噪声并不低，与基准管相比还是有着较大差距，youngliu那样的优秀品我一个都没测到，这里也许有测试方法不同产生的差异。

天风雪雨 · 发表于 2013-6-2 23:42:48

徐利达发表于 2013-6-1 19:01
反正他是垃圾！管他谁授权，他还是垃圾！中国所有电子元件厂家做的都垃圾

那照你的意思，你天天看的电视机。用的电脑，里面都是垃圾咯？那你还用他干嘛？天上飞的那么多MADE IN CHINA的卫星也都是垃圾？那你还留在这个满是垃圾的天朝干嘛？要说垃圾，你就要拿出真凭实据，空口说白话谁都会。

ccpoint · 发表于 2013-6-3 00:15:20

试试1N45XX系列的、

徐利达 · 发表于 2013-6-3 08:19:13

天风雪雨发表于 2013-6-2 23:42
那照你的意思，你天天看的电视机。用的电脑，里面都是垃圾咯？那你还用他干嘛？天上飞的那么多MADE IN CH ...

那你就用那个厂的稳压管去吧！你见过几个品牌机里用那牌子的管子的？

youngliu · 发表于 2013-6-3 09:32:53

徐利达发表于 2013-6-3 08:19
那你就用那个厂的稳压管去吧！你见过几个品牌机里用那牌子的管子的？

作为普通用途，稳压管用谁家的都不是大问题，部分品牌机厂家没用、不用并不一定说明它的内在质量不好，而有可能是出于各种各样的理由，比如：性价比不好，名气不够大用得没面子价格还贵。
你认为它的产品是垃圾，但别人不一定会认同。敢在产品打上自己的厂标而不是TI、IR、Motorala等就说明人家对自己还是有几分信心的

jj3055 · 发表于 2013-6-3 09:37:25

haianxian 发表于 2013-6-2 09:35
是不是这样的，lz再用米尺测量微米的精度？

[s:31]

徐利达 · 发表于 2013-6-3 10:27:59

youngliu 发表于 2013-6-3 09:32
作为普通用途，稳压管用谁家的都不是大问题，部分品牌机厂家没用、不用并不一定说明它的内在质量不好，而 ...

[s:42]说的有点道理

longshort · 发表于 2013-6-4 08:24:26

ccpoint 发表于 2013-6-3 00:15
试试1N45XX系列的、

查了下1N45xx系列，大致上是这样的：1N4549~1N4564为普通的功率稳压管，1N4565~1N4584为基准管，其余的为开关管或整流管。
基准管1N4565~84的最大温度漂移是100ppm/C，共分为五档，分别为100ppm、50ppm、20ppm、10ppm、5ppm 。5ppm/C的型号为1N4569、1N4574、1N4579、1N4584。稳定电压均为6.4V，最大动态齐纳
阻抗按型号从200R递减至25R。
从数据上看性能平平，打算也弄几个来测试一下。

youngliu · 发表于 2013-6-5 10:58:01

longshort 发表于 2013-6-2 20:10
又检查了下，情况如故。
就我的感受，稳压管噪声比从前要低，但还是没低到可以做基准的程度。如果将它与三 ...

估计是因为我的测试条件更理想，铝块的滞温效果好，相邻两次读数温度变化在0.5mK以内，最大温度变化速率大约5mk/min，比不少恒温槽都好。
昨天晚上8点电压读数达到峰值，今天早上7：00，电压读数达到最小值，差值0.85mV，温度大约变化了1.3度。

lilith · 发表于 2013-6-5 21:21:26

本帖最后由 lilith 于 2013-6-5 21:25 编辑

youngliu 发表于 2013-6-5 10:58
估计是因为我的测试条件更理想，铝块的滞温效果好，相邻两次读数温度变化在0.5mK以内，最大温度变化速率 ...

看来似乎是，我尝试把淘宝上随便买的未知品牌 1n4733 放在普通铝壳里测试，6581[url=]@10plc[/url]、AZ ON，最好的一段噪声最小值为 0.5uVrms（0.1ppm），最大 2uVrms（0.5ppm），比你测试的结果更好

这几天正在写 FFT 程序，准备从频域上分析一下测试结果。

一直以来对普通稳压管的噪声巨大的印象，看来来自于温度系数巨大

我的测试装置，比你的恒温均温效果差很多，但测试结果依然很不错

youngliu · 发表于 2013-6-5 22:04:25

34401A慢速6位半测试恒温10V基准，连续100个数据的标准差，最好结果是0.05ppm，正好是0.5uVrms。测试5V，0.5uV应该也差不多是它的极限了。

longshort · 发表于 2013-6-6 07:33:17

本帖最后由 longshort 于 2013-6-6 07:36 编辑

稳压管与基准管的噪声比较，在同一测试条件下的结果是有意义的。楼上二位不妨再以同样条件测试下基准管，看看有什么变化。
至于已经做好的基准源，在我的情况下，测试结果比单个器件要小一半以上，放大器负反馈支路起到的作用不可忽视。

youngliu · 发表于 2013-6-6 09:52:03

100个连续数据标准差最小值0.406uV，这一台34401A测试恒温10V基准100个连续数据标准差最小值0.5uV左右。

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