DATRON 4910是唯一的一款PWM 10V参考级电压源，其高性能的指标是一个标杆，近30年来无后来者。可惜这款高水准的产品，早已停产，二手市场奇货可居，难觅芳踪，是专业人士和基准爱好者追捧的目标。4910传世不多，国内当年进口也很少，西南这边，我做知道的仅有一家军工科研院所有一台。复刻4910是许多爱好者的愿望，也是我想完成的目标之一，准备产品化它，打破10V基准的垄断局面。
4910有公开的资料可查，复刻不是啥高难度的事。大公司不看好这个市场，太小了。小公司都追求短平快，也不愿意投入。科研院所曾经有国家专项资金支持的，仅看到论文，好像样机图片都没有，更没有见到实际产品。前几年民间的爱好者有人做了，我收到2个样板，进行了测试，噪音太大，后来也没有见到改进的样板。这2个样板都采用了现代出现的小型器件，单看器件的性能比80年代末期的好许多，性能缺不理想。
4910是一个闭环系统，设计到数字部分，基准部分，开关部分，滤波部分，误差积分部分，末级输出部分。这个几个部分必须完整形成一个系统，闭环中的任何一部分都会影响到结果。考虑到每一部分都比较生疏，有人完整复刻了4910的线路，这个板子送我了2套，我没有装，主要是体积太大了，一些元件也不好齐套。我还是按照我自己的思路设计电路，实际工作已经开始于数年前，首先从基准部分开始，LTZ1000A的基准部分坛里出现许多版本，我也利用自己的测试条件测试了部分作品，这部分已经做得不错，群策群力，解决了早期的振荡问题，恒温点过高的快速老化问题，并向VISHAY定制了对指标有关键影响的电阻。
开关和滤波部分，我2年前已经也实际做了，当时单路。主要了解开关部分和滤波部分输出噪音的影响，测试部分是难点，逐步购置和完善了测试的办法，没有任何公开资料介绍这部分怎样实际测试，见到的都是仿真。滤波和开关选型了许多元件，2年间间断改进，现在终于把这个部分的噪音控制了下去，也摸索出了噪音的影响因素，怎样去控制噪音，这个部分是PWM D/A的拦路虎之一。
其次是误差积分部分，从今年5月开始实际搭电路测试。误差积分在电路中相当于天平，一端是参考基准，一端是代表输出10V稳定度的电压，输出变化与参考基准，就给出误差控制信号，去控制输出级的增益，是其稳定到10V，这就是4910的闭环原理，相当于模拟的自校正过程。这个相当于天平电路的一点点变化都可以影响到输出，对积分电路自身的平衡要求极高，要做到优于0.1PPM级的平衡度。
数字部分的方案很多，也比较容易做，由于我的方案是2路PWM波叠加，相当于交流信号相加，对同步和相位噪音要求较高，3位热心朋友设计了相应软件，并送来样板测试，不满足我后级电路的要求，我不懂单片机，也许是沟通的问题，从技术上来说，是不应该出现的。现在本地和外地的朋友还在做这部分工作。我的数字部分，还是用全分离逻辑器件搭建的，速度快，指标也非常好，与我后面的电路配合完全无问题。
电路部分都这几部分，实际制作后还发现许多要解决的问题，比如电磁干扰的控制，PCB的布线，地电流回路点设置，开关频率的选取，开关器件的选取，积分电容的选取，积分平衡点的设置一大堆的疑问要一一确认都输出的影响，测试的过程漫长枯燥，PCB的线路割断飞线优化走线，每动一点都要一一测试。
对技术消化吸收积淀了几年，今年5月开始动手电路设计，组合以前的单元电路，打板数次，现在终于完成了2件可以拿出来亮相的正样，噪音与我DIY的263相当，1-10Hz,最好的是2.5uVpp.24小时稳定度1-3uV,长稳在测试中，温度系数最好的0.1ppm/℃，这个指标已经是半个月的反复测试，元件筛选结果。努力的目标是0.05PPM/℃。
朋友用单片机做的数字部分
朋友1/1复刻的4910PCB
手工飞线
2路PWM输出的数字板
2次打板的数字版
3次改进的模拟板部分
正样使用的数字板
正样使用的模拟板部分
第一次联合调试的板
调试中的正样
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发表于 2014-8-28 11:07:45
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楼主
发表于 2014-8-28 11:19:36
