Прошу совета у опытных.
Задача - генерировать синусоидальный сигнал со стабильной амплитудой ТОКА.
Питание схемы - от 3 до 5 В.
Нагрузка - индуктивная (катушка с сопротивлением 3-4 Ома, индуктивность 2-3 мГн).
Требования по стабильности: при амплитуде тока 10 мА отклонения не должны превышать 2 мкА в течение нескольких минут.
Температурный диапазон: от +10 до +40 Цельсия.
Частотный диапазон - от 1 до 5 кГц (с возможностью перестройки).

Попробовал собрать схему ИТУН (т.е. с обратной связью по току) на микросхеме TDA2822D, но результаты пока не устраивают. Стабильность амплитуды тока на уровне 20 мкА, что на порядок хуже требуемого.
Сигнал на схему ИТУН подавал с генератора Agilent 33220A. В дальнейшем в качестве генератора предполагается использовать либо ЦАП микроконтроллера STM32, либо отдельный ЦАП.

На форуме проскакивало сообщение про использование DDS вместе с токовым зеркалом, но без подробностей. Такая связка действительно может помочь?

Решение необходимо чем проще, тем лучше. Порекомендуйте, пожалуйста, литературу или схемное решение.
Если что-то забыл написать, могу уточнить.

Заранее благодарю за помощь.

ЦАП там 12-разрядный? Не укладывается в Ваши требования.
Одно из решений - на катушку подается напряжение, которое медленно подстраивается ПИД-ом по датчику тока - шунту. В цифровом виде - умножающим ЦАП-ом. В аналоговом... тут много вариантов.
Так компенсируется нагрев катушки.

спасибо за ответ, Tanya
В STM32 ЦАП действительно 12-битный. Но это не проблема - можно поставить, например, 16-битный DAC8531.
Я правильно понял, что Вы предлагаете построить систему с обычным усилителем мощности, а с токового резистора, который стоит последовательно с нагрузкой, брать сигнал, анализировать и подстраивать входное напряжение под требования выходного тока?
А какие требования к датчику тока? Это может быть просто точный резистор?

можно глянуть?

Речь в теме о кратковременной стабильности порядка 50 ppm, а не о дискретности синтеза сигнала, которая сейчас вовсе не указана и может быть любой.

Поскольку эталон тока создан эталонами сопротивления и напряжения, от них совокупно и требуется данная стабильность, что практически означает для них обязательный термостат.

А у меня выходит 200.

Во-первых, у данного генератора требуемой стабильности амплитуды официально вообще никогда не было, а во-вторых, чтобы измерить данную нестабильность, требовалось иметь также в разы стабильнее и неуказанное средство измерения.

Вообще-то +/-200 ppm для аналога и 30 лет назад не были проблемой, а уж сейчас-то
C5-61 вполне обеспечивали (и обеспечивают) +/- 150 ppm в диапазоне 30С

Из относительно современных это MPR24/34 PHILIPS/VISHAY с теми же +/- 5 ppm/C

Благодарю всех ответивших за развернувшуюся дискуссию.

To stells:
качественно нарисованной схемы под рукой нет, но она практически такая же, как по ссылке:
http://www.vegalab.ru/content/view/86/52/
Разница только в напряжении питания (в моем случае +3В).
Измерения проводились при НУ при комнатной температуре.
В качестве токозадающего резистора использовался обычный MFR100JT (0,2 Ом).
В качестве измерителя тока в цепи нагрузки - мультиметр APPA109N в режиме ~mA.
Нагрузка описывалась ранее.

Прошу дать рекомендации. Можно ли вытянуть что-то лучшее из схемы ИТУН? Что для этого нужно сделать?
Как создать термостат, упоминаемый в обсуждении?
Раз 30 лет назад +/- 200 ppm было не проблемой, должна быть масса литературы на эту тему. Просьба дать ссылки.

Ссылку на что?
С5-60 и С5-61 - 100500 лет с +/- 5 ppm/C

По ОУ см. тут недавно:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=133041

P.S.
Если Вы не знаете, как все это соединить в работающее изделие в заданных условиях - создайте топик в разделе "Предлагаю работу"

P.P.S
У MFR100 менее +/- 15 ppm/C просто нет, что дает в Ваших условиях 450 ppm

так это уже на пределе 20мА (погрешность 0,8%) 160мкА... да и делать прецизионный ИТУН надо наверное не на УМ с коэффициентом усиления порядка сотни, а на прецизионном ОУ

пс: с двуполярным питанием

Сообщение отредактировал stells - Feb 4 2016, 18:25

За ссылку спасибо.



Как считаете, в качестве генератора на входе прецизионного ОУ можно использовать DAC8531 для поставленной задачи?

Двуполярное питание как влияет на прецизионность?

И что использовать в качестве измерителя переменного тока в нагрузке? Самое прецизионное средство, что мне доступно, это Tektronix DMM4050.

оно позволит убрать с входов ОУ конденсаторы, которые заряжаются постоянным током входов этого УМ (Input Bias Current = 100нА)

Есть разные варианты: абсолютный измеритель со всеми вытекающими или относительный (сравнивающий ) кратковременный.

Компаратор с нулевым смещением требуется для программной коррекции виртуального нуля — его выход можно либо обсчитывать в цифре, что вряд ли, либо интегратором.


Во-первых, если он требуется, т.е. если нужные эталоны много дороже него, а во-вторых, обыкновенно — какой-либо нагреватель, т.е. транзистор, управляемый от датчика температуры, вместе с обоими эталонами засунуть во что-то теплоизолирующее — как сказано выше, схема зависит только от R4 и ИОН ЦАПа, который здесь представлен в виде V2.