ГЛИН с малой скоростью нарастания Опции

[nananan]

Требуется сделать ГЛИН со скоростью нарастания примерно 10^-2 В/c. Нелинейность порядка 1%. Пока планируется батарейка на 1.5 В 15Мом резистор(ток порядка 100нА), операционник ad8627 (пикоомперные входные токи). В цепи ООС пленочный конденсатор на 10 мкФ и параллельно ему ключик adg417 (ток утечки меньше 1 нА) с резистором на 100 кОм последовательно(для уменьшения тока разрядки). Есть ли другие варианты?

[Microwatt]

Если батарейка, то про 1% сразу забудем.
Очень давно намучился я с интегратором порядка 15-30с. Дрейфы нуля, погрешности опорного, уход компонентов от времени и температуры, проблемы с чистотой плат доставят мало удовольствия. Особенно плохо дело обстоит с адсорбцией конденсаторов. Зарядите пленочный конденсатор микрофарад на 20 до вольт 10, разрядите хорошо пинцетом и дайте полежать на столе минут 30. Потом проверьте тестером что на нем появилось..... Специальные типы конденсаторов все равно имеют заметный эффект подобного рода.
Это как раз задача для МК. Или, если не хотите связыаться с программерами, - двоичный счетчик и ЦАП. Можно пилу хоть с периодом в сутки генерировать. 1% запросто.

[Tanya]

Если батарейка, то про 1% сразу забудем.
Очень давно намучился я с интегратором порядка 15-30с. Дрейфы нуля, погрешности опорного, уход компонентов от времени и температуры, проблемы с чистотой плат доставят мало удовольствия. Особенно плохо дело обстоит с адсорбцией конденсаторов. Зарядите пленочный конденсатор микрофарад на 20 до вольт 10, разрядите хорошо пинцетом и дайте полежать на столе минут 30. Потом проверьте тестером что на нем появилось..... Специальные типы конденсаторов все равно имеют заметный эффект подобного рода.
Это как раз задача для МК. Или, если не хотите связыаться с программерами, - двоичный счетчик и ЦАП. Можно пилу хоть с периодом в сутки генерировать. 1% запросто.

Пила у Вас с зубьями будет... Лестница. Может, автору монотонность производной нужна. И батарейка - это очень хорошо. Есть даже такие специальные батарейки... элементы нормальные. Ненормальные... тоже неплохо работают. Ртутные, например. А страшные сказки про конденсаторы в данном случае не пугают. Меня. Вот совсем.

Требуется сделать ГЛИН со скоростью нарастания примерно 10^-2 В/c. Нелинейность порядка 1%. Пока планируется батарейка на 1.5 В 15Мом резистор(ток порядка 100нА), операционник ad8627 (пикоомперные входные токи). В цепи ООС пленочный конденсатор на 10 мкФ и параллельно ему ключик adg417 (ток утечки меньше 1 нА) с резистором на 100 кОм последовательно(для уменьшения тока разрядки). Есть ли другие варианты?

Ток особого значения не имеет. У Вас великоват, на мой вкус... Самое важное - стабильность емкости, сопротивления резистора и небольшой дрейф смещения ОУ. Разрядный резистор не нужен, наверное, никогда. Можете посмотреть в сторону IVC102 - там все уже внутри... Кроме резистора...

[Oldring]

Пила у Вас с зубьями будет... Лестница. Может, автору монотонность производной нужна.

Это уже от ЦАП зависит. И от фильтра на выходе. Сглаживать зубья проще. Тут ещё, конечно, вопрос в потреблении, если автор хотел питать всё от одной батарейки.

[Tanya]

Это уже от ЦАП зависит. И от фильтра на выходе. Сглаживать зубья проще. Тут ещё, конечно, вопрос в потреблении, если автор хотел питать всё от одной батарейки.

От одной не получится. С ЦАПом много мороки - напряжение питания должно быть стабильным, а для интегратора - нет.
20-разрядный ЦАП - потребует большой обвязки, включая стабильную опору.

[Designer56]

Это уже от ЦАП зависит. И от фильтра на выходе. Сглаживать зубья проще....

У пилы? гребенкой придется. врядли проще.

[Oldring]

У пилы? гребенкой придется. врядли проще.

От частоты передискретизации зависит сложность фильтра.

[Designer56]

идеал- бесконечнобитный и бесконечномногосэмпловый. т.е.- аналоговая цепь.
Кстати, необязательно должен быть классический инвертирующий интегратор на ОУ. Можно просто источником тока заряжать/разряжать конденсатор.

[Tanya]

...интегратор на ОУ. Можно просто источником тока заряжать/разряжать конденсатор.

А если приглядеться, то это оно самое и есть...

[Designer56]

не совсем, если принять во внимание неидеальность ОУ.
Конечно, совсем идеальных ИТ не существует, но с точки зрения, например, влияния вх. токов и напряжения смещения- интегратор на ОУ с большими тау предъявляет уже повышенные требования к собственно ОУ.

[Tanya]

...предъявляет уже повышенные требования к собственно ОУ.

Нисколечко не меньшие, чем для реализации источника тока... Ровно такие же, так как интегратор - это оно само и есть - источник тока + повторитель в одном флаконе.

[Designer56]

ну, это как посмотреть. Виртуальность земли инв. входа ОУ зависит ещё и от его усиления. Плюс к тому же и выходное сопротивление тоже не ноль, да ещё при перекоммутации направления интегрирования скачки будут иметь место за счет ограничения АЧХ вследствии большой глубины ОС...
П.С.: я с целью снижения влияния вх. токов делал однажды инв. интегратор с заданием тока от ИТ.

Сообщение отредактировал Designer56 - Dec 7 2010, 16:36

[Microwatt]

И батарейка - это очень хорошо. Есть даже такие специальные батарейки... элементы нормальные. Ненормальные... тоже неплохо работают. Ртутные, например. А страшные сказки про конденсаторы в данном случае не пугают. Меня. Вот совсем.

Ну. если посмотреть паспорт на эти батарейки, то там предусмотрено что-то 50мкА в течение минуты. Потом полчаса отдыха. Положение только вертикальное и размер этой батарейки на 1.15 вольта что-то с пачку сигарет. Это эталоны напряжения для поверки вольтметров, малопригодно для общего применения.
Конденсаторами не пугаю и не сказки это. Просто, чтобы не оказалось неожиданностью...
Что до "лестницы" на пиле, то требования по ней не оговорены, вернее, оговорены в линейности ГЛИН. А какова там будет эта нелинейность- ступенчатая или еще какая- может и не столь важно.

[Tanya]

Ну. если посмотреть паспорт на эти батарейки, то там предусмотрено что-то 50мкА в течение минуты. Потом полчаса отдыха. Положение только вертикальное и размер этой батарейки на 1.15 вольта что-то с пачку сигарет. Это эталоны напряжения для поверки вольтметров, малопригодно для общего применения.

Вы, наверняка видели прецизионные потенциометры постоянного тока. Там обычно ставят (ли) две батарейки для питания контуров (2-х). Немного подстраивались по НЭ. Всего там 6 декад. Так что,... все держалось на батарейках несколько часов.
Потом стали выпускать "электронные" батарейки - тяжелый дорогой ящик с термостатом. Все равно нужно было подстраивать... и ждать еще долго. У нас продолжали ставить батарейки...
А если отбирать ток порядка 1 нА, то стабильность будет определяться только температурой... И уж десятая процента там будет всегда... Что легко проверить тестером...

[Designer56]

Кстати, в комплект установки для поверки вольтметров ПТ входит перцизионный НЭ с термостатом. правда, в термостате ещё и усилитель имеется. Но ящик с тумбочку размером.

[nananan]

Если батарейка, то про 1% сразу забудем.
Очень давно намучился я с интегратором порядка 15-30с. Дрейфы нуля, погрешности опорного, уход компонентов от времени и температуры, проблемы с чистотой плат доставят мало удовольствия. Особенно плохо дело обстоит с адсорбцией конденсаторов. Зарядите пленочный конденсатор микрофарад на 20 до вольт 10, разрядите хорошо пинцетом и дайте полежать на столе минут 30. Потом проверьте тестером что на нем появилось..... Специальные типы конденсаторов все равно имеют заметный эффект подобного рода.
Это как раз задача для МК. Или, если не хотите связыаться с программерами, - двоичный счетчик и ЦАП. Можно пилу хоть с периодом в сутки генерировать. 1% запросто.

Я планировал использование ртутно-цинковые батареи типа РЦ-53. К сожалению, документации на него не накопал, но вроде отличается хорошей стабильностью. Пытался найти опорник, работающий на малых токах порядка сотни наноампер, но не смог. Длительность развертки нужна порядка 5 секунд. Потом сброс. Про схемы с ЦАПом слышал, но меня смущает дрейф опорного напряжения и зубья, которые надо сглаживать, потому что необходима монотонность производной, чего я не указал в хедпосте. Про конденсаторы: не знаете ли насколько сильно проявляется данный эффект? Планировал что-то вроде К73-16 на 10 мкФ.

Ток особого значения не имеет. У Вас великоват, на мой вкус... Самое важное - стабильность емкости, сопротивления резистора и небольшой дрейф смещения ОУ. Разрядный резистор не нужен, наверное, никогда. Можете посмотреть в сторону IVC102 - там все уже внутри... Кроме резистора...

Меньше ток делать не хочу, потому что в наличии уже имеется ключ adg417, а у него токи утечки могут доходить до 1 нА. Хочу вязть порядка на 2 больше величину интегрируемого тока. У IVC102 емкость конденсаторов маловата будет, всего 100 пФ. Если скорость нарастания 10^-2 В/c то ток должен быть порядка 1 пА, что невозможно из-за ключа, да и операционник будет грешить уже.

[Tanya]

Меньше ток делать не хочу, потому что в наличии уже имеется ключ adg417, а у него токи утечки могут доходить до 1 нА. Хочу вязть порядка на 2 больше величину интегрируемого тока. У IVC102 емкость конденсаторов маловата будет, всего 100 пФ. Если скорость нарастания 10^-2 В/c то ток должен быть порядка 1 пА, что невозможно из-за ключа, да и операционник будет грешить уже.

Найдите другой ключ. Не такой дубовый. (Золотой ключик?) И конденсатор будет легче найти.
У IVC102 все уже внутри - конденсаторы, ОУ и ключи. Батарейка правильная... Только, ... если такие еще можно найти...
Вот только непонятно, какой Вам нужен размах пилы... 50 милливольт?

[rloc]

Про схемы с ЦАПом слышал, но меня смущает дрейф опорного напряжения и зубья, которые надо сглаживать, потому что необходима монотонность производной, чего я не указал в хедпосте.

Зубья 24-х битного ЦАП не увидите, под шумами будут.

[Microwatt]

Я планировал использование ртутно-цинковые батареи типа РЦ-53. К сожалению, документации на него не накопал, но вроде отличается хорошей стабильностью. Пытался найти опорник, работающий на малых токах порядка сотни наноампер, но не смог. Длительность развертки нужна порядка 5 секунд. Потом сброс. Про схемы с ЦАПом слышал, но меня смущает дрейф опорного напряжения и зубья, которые надо сглаживать, потому что необходима монотонность производной, чего я не указал в хедпосте. Про конденсаторы: не знаете ли насколько сильно проявляется данный эффект? Планировал что-то вроде К73-16 на 10 мкФ.

Самое лучшее. что существовало из антиквариата в то время - К77-1 на 10мкФ. Что имеют К73-16 не знаю, давно в музеи не ходил. Но параметр "коэффициент адсорбции" должен у них быть.
При чем тут батарея - непонятно. Создайте стабильный источник опорного напряжения, практически произвольного. Ток - вторично При работе с ЦАП до наноампер опускаться не нужно. Да и при работе с операционником тоже. Если смущает дрейф опорного напряжения с ЦАП, то во всех других случаях он будет не лучше принципиально.
Про зубья и монотонность опять таки непонятно. Вы желаете создать нечто математически идеальное? А для чего?
В исходном сообщении линейность 0.01вольта в секунду. Всего 5 секунд. Это 500 ступенек, вполне легко реализуемо на расхожих компонентах. Даже вчетверо лучше не так уж сложно.
Для каких реальных применений нужна более точная и гладкая пила - можно только догадываться. Или это из серии эмбеддерских 24-разрядных АЦП при МК для плавного включения светодиода подсветки шкалы?
Пока задача изложена фрагментарно, нельзя предлагать или обсуждать работоспособные решения.

[Tanya]

Зубья 24-х битного ЦАП не увидите, под шумами будут.

А что, уже есть 24-битные? У меня - только 20... страдаю.

[rloc]

А что, уже есть 24-битные? У меня - только 20... страдаю.

Есть и такой эксклюзив: AK4399 High Performance 123dB Premium 32-Bit DAC
Сам страдаю, у меня и 20-битного нет.

[=L.A.=]

Пила у Вас с зубьями будет... Лестница. Может, автору монотонность производной нужна.

Можно зубьев, то есть ступенек побольше сделать, в настоящее время ЦАПы позволяют. Да и промежутеи между ступеньками можно сгладить- той же RC цепочкой или интегратором.

[nananan]

Самое лучшее. что существовало из антиквариата в то время - К77-1 на 10мкФ. Что имеют К73-16 не знаю, давно в музеи не ходил. Но параметр "коэффициент адсорбции" должен у них быть.
При чем тут батарея - непонятно. Создайте стабильный источник опорного напряжения, практически произвольного. Ток - вторично При работе с ЦАП до наноампер опускаться не нужно. Да и при работе с операционником тоже. Если смущает дрейф опорного напряжения с ЦАП, то во всех других случаях он будет не лучше принципиально.
Про зубья и монотонность опять таки непонятно. Вы желаете создать нечто математически идеальное? А для чего?
В исходном сообщении линейность 0.01вольта в секунду. Всего 5 секунд. Это 500 ступенек, вполне легко реализуемо на расхожих компонентах. Даже вчетверо лучше не так уж сложно.
Для каких реальных применений нужна более точная и гладкая пила - можно только догадываться. Или это из серии эмбеддерских 24-разрядных АЦП при МК для плавного включения светодиода подсветки шкалы?
Пока задача изложена фрагментарно, нельзя предлагать или обсуждать работоспособные решения.

Коэффициент адсорбции у них - от 0.2 до 0.8 процентов. То бишь при зарядке до 1В выйдет порядка 20 - 80 мВ. Немного. Проблема только в том что скорость нарастания не ясна, дается лишь что измерения проводились спустя 3 минуты после разряди.
Прошу пардона, меня смутили ДШ по опорникам, выполненным в виде шунта. Там есть минимальный ток стабилизации. А так можно и опорник типа ad1582 - 2.5В точность 0.08%.
Это один из модулей установки по исследованию МДП-структур. ГЛИН для квазистатический ВФХ. То есть имеется медленная развертка, напряжение смещения которые подаются на МДП-структуру (в начальном приближении - резистор на несколько гигаом параллельно конденсатору на сотню-другую пикофарад, однако емкость и сопротивление зависят от частоты сигнала). Со структуры детектируется тока опять же интегратором, с которого напряжение снимается АЦПшкой. Потом вместо МДП-структуры помещается эквивалентная схема. Аналогичным образом детектируется сигнал. Из полученных значений следуют дальнейшие выводы. Проблема в том, что характеристики структуры зависят от частоты или точнее от скорости изменения сигнала во времени и посему необходимо помимо линейности самого сигнала еще и монотонность производной. Иначе выходной интегратор наинтегрирует не того при этой самой ступеньке.

[Microwatt]

Коэффициент адсорбции у них - от 0.2 до 0.8 процентов. То бишь при зарядке до 1В выйдет порядка 20 - 80 мВ. Немного. Проблема только в том что скорость нарастания не ясна, дается лишь что измерения проводились спустя 3 минуты после разряди.
Прошу пардона, меня смутили ДШ по опорникам, выполненным в виде шунта. Там есть минимальный ток стабилизации. А так можно и опорник типа ad1582 - 2.5В точность 0.08%.
Это один из модулей установки по исследованию МДП-структур. ГЛИН для квазистатический ВФХ.
....Из полученных значений следуют дальнейшие выводы. Проблема в том, что характеристики структуры зависят от частоты или точнее от скорости изменения сигнала во времени и посему необходимо помимо линейности самого сигнала еще и монотонность производной. Иначе выходной интегратор наинтегрирует не того при этой самой ступеньке.

По адсорбции у меня было желание просто предупредить, что явление такое существует. С процентами разбирайтесь, я к конденсаторной схеме интерес сразу утратил. не тот временной диапазон.
Шунтовые опроники дают стабильное напряжение, понятие минимального тока стабилизации тут неприменимо. Как это превратить в ток - дело ОУ.
Из представленных значений понятно, что 7-разрядного ЦАП Вам более чем достаточно для снятия качественной ВФХ. Производная тут запуталась случайно.
Интегратор наинтегрирует среднее значение, производных он не умеет брать, он интегрирует. Если уж так страшно - подфильтруйте ступеньки простейшей RC- цепочкой.
А вообще, зачем интегратор-то? Подавайте с ЦАП эту лесенку прямо на вход исследуемой схемы.
Тут если еще раз посмотреть - вообще никаких проблем нет.
У Вас характеристика вход-выход чем снимается? автоматом? Так зачем ставить вопрос о линейности пилы? Она же не задает какие-то временные параметры?
тут действительно батарейкой, резистором, конденсатором -электролитом и тумблером можно обойтись, без всяких сложных схем.
Или что-то таки особенное в схеме измерения есть? Сама она, как нагрузка, что собой представляет для этого ГЛИН?