Приветсвую!

Возникла тут необходимость сделать выход, на котором должно быть регулируемое напряжение от 0 до 10 вольт, управляемое от микроконтроллера.
Попробовал сделать так, как нарисовано вот тут, но наткнулся на малое внутреннее сопротивление потребителя, причем подтянуто оно к непонятно чему (при указанных на той схеме номиналах результат "плавает" в диапазоне 6..8 вольт, то есть там низкоомная подтяжка на 7 вольт???).

Пробовал уменьшить номиналы до 680 Ом на выходе, все равно выходное напряжение сильно зависит от нагрузки (надеяться на стабильность внутреннего сопротивления потребителя нельзя).

Пробовал на выходе поставить LM317, с выхода один диод, после диода 680 Ом на массу (чтобы стабилизация работала) - все равно работает как-то странно и неточно, расхождение в нижней и верхней точке примерно 1 вольт (при том, что по даташиту LM317 по входу ADJ потребляет всего ничего..). Если бы потребитель был нагрузкой на массу, оно бы работало, а тут получается, что от 0 до 7 вольт оно "помогает" стабилизатору, а после 7 вольт - "мешает". Как результат - сильная нелинейность и непредсказуемость результирующего напряжения.

Всю голову поломал, может есть какие-то другие решения?
Может, какие-то готовые чипы есть? Может, даже PWM to voltage?

В принципе, диапазон от 0.7 до 10 вольт тоже подойдет.

Спасибо заранее за советы!

http://www.linear.com/product/LT1010 или что-то подобное.Нужно знать нагрузку.

Нагрузка - любое устройство, принимающее управление по стандарту 0..10 вольт. В данном случае - для тестов был взят контроллер Honeywell со входом, напрограммированным на 2..10 вольт, но внутри при этом оказалась подтяжка на 7 вольт. В другом случае это может быть что-то другое.. но есть у меня подозрение, что если уж этот заработает, остальные будут работать нормально.

За ссылку на чип спасибо, буду пробовать.

Может еще есть какие-то идеи у кого-то?..

Поставьте буферный каскад. На ОУ, к примеру.

Посмотрите AD420.
Подойдет для вашей задачи.

Не подойдет, у него выход токовая петля.

Внимательнее смотрите.

VOLTAGE-MODE OUTPUT
Rev. H | Page 10 of 16

ОУ из разряда High Output Current Amplifiers или один из моря мощных звуковых ОУ с выходом до 1А. Желательно, но не обязательно Rail-to-Rail по выходу.

Подойдет, проверено. Вот только дороговат он и скорее всего избыточен (какие, кстати, требования к разрешающей способности, времени установления, стабильности ?). Опять же, чтобы иметь выход до 10V, надо масштабировать. Так проще сделать ФНЧ с коэффициентом передачи 2 и использовать PWM.

Какие то все дорогие предложения, предлагаю применить более дешевый и распространенный ОУ на хорошие токи - TCA0372 сдвоенный, до 1 ампера на канал, защита от перегрева

О, хорошка, мне понравился. Буду с ним экспериментировать, в режиме неинвертирующего повторителя.

Заодно вопрос: так как нужно обеспечить хорошую стабильность напряжения, то я не могу использовать прямой выход с микроконтроллера + ШИМ + RC + JE в режиме усилителя.
Остаются варианты:
1. Схема со стабилитронами + ШИМ на землю + RC + ОУ-повторитель (как в ссылке из первого поста + ОУ)
2. Все, что угодно (хоть lm317 после RC, может даже поменьше резисторы, и вообще без усилителя) + контроль напряжения обратным каналом на АЦП. МК будет ATMEGA, не знаю как у него со стабильностью АЦП.
3. Что-то еще?...

Какой вариант посоветуете? Что термостабильнее?

Диапазон рабочих температур будет примерно от 0 до 80 градусов, и в нем хотелось бы достичь точности до 0.1 вольта.



Да, действительно, увидел. Но, ИМХО, это из пушки по воробьям, мне надо таких 8 каналов, оно стоить будет как паровоз, и размеров будет похожих.



Разрешающая способность и точность установки - не менее 0.1 вольта в диапазоне температур от 0 до 80 градусов (хотя ШИМ на выходе - 1040 шагов, потому что стабилитрон дает 10.4 вольта).
Время установления - совершенно все равно, сейчас стоит RC-фильтр 1кОм+10мкФ, хоть полсекунды.

И, кстати, вопрос:
В первом моем посте есть ссылка на схему, я так и сделал. Точность установки ШИМ не вызывает сомнений, скважность регулируется от 0% до 100% с дискретностью примерно 0.1%.
Далее идет RC-фильтр и щуп осциллографа. Казалось бы, все должно работать правильно.. но работает неправильно.

В нижнем диапазоне ШИМ напряжение отличается от того, которое должно бы быть:
0 планируемое - 0 фактическое, далее:
0.5 - 0.4
1 - 0.8
2 - 1.8
4 - 3.8
6 - 5.8
8 - 7.9
9 - 8.9
10 - 10
10.4 - 10.4

То есть в на нижних напряжениях идет "отставание" на 0.2 вольта, которое догоняется до 0.1 вольта к 9 вольтам, и на 10 уже все соответствует планируемому.

При этом на 1 вольте (примерно 9.5% времени полевик выключен), амплитуда по осциллографу на стабилитронах составляет 9 вольт, а при 10 вольтах (примерно 90% времени полевик выключен) - 10.4, как и должно быть. Реально прямоугольные импульсы, никаких признаков переизбытка емкости у кондера, но -- факт есть факт. Куда девается полтора вольта амплитуды? Я в растерянности...

Может внести нелинейность недостаточная постоянная времени интегратора шим.

Сообщение отредактировал sergk - Jul 11 2011, 05:58

Буферный каскад на ОР07.
Необходимо обратить внимание на выбор резистора R4 и R1. R2 = 15-20 кОм. В симуляторе проверить на устойчивость с Вашей выходной емкостью х10.



Можно и однополярное питание с соответствующим ОУ

А периоды ШИМа осциллогарафом анализировали? Похоже на то, затянутые фронты ключа добавляют нелинейность. Вклад на низком напряжениии также может дать падение напряжения на ключевом транзисторе (порядка 0,6 вольт).
Лучше всего сделать обратную связь через АЦП, как на элемент со стабильным Uref. Посоветовать надеятся на напряжение питания или напряжение на стабилитроне или всегда одинаковое падение на транзисторе сложно.

Duty time что до полевика, что после - совпадают на всех напряжениях.
Если в RС-фильтре сильно увеличить сопротивление, оставив огромную для него емкость, то эффект снижения амплитуды ШИМ исчезает (впрочем, измененное Uavg все равно не совпадает с duty ШИМ.

Падение на ключевом транзисторе?..
Сопротивление с 12 вольт 1.2кОм, значит, ток = 0.01А = 10mA.
Cопротивление транзистора в открытом состоянии 0.065 Ом, что при токе 0.01А дает нам падение напряжения на нем 0.00065 вольт (а этим можно и пренебречь).
Скорее, какое-то сопротивление конденсатора.. хз.

В общем, решено было действительно ПИД-регулирование устроить под наблюдением АЦП через буферный ОУ.

Спасибо за помощь!