| |
 Высокоточный входной делитель, Нетривиальные требования к тривиальной схеме |
|
|
|
|
 Aug 29 2009, 19:19
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154
|
Доброго времени суток! Я прошу помощи тех уважаемых специалистов, кто реально работал со схемами подобного класса точности.Собственно суть вопроса: Необходимо создать входной делитель вольтметра постоянного и переменного напряжения со следующими характеристиками: 1. Диапазон входных напряжений 0-1000 В (пределы : 200 мВ, 2 В, 20 В. 200 В, 650 В по постоянному и переменному напряжению). 2. Частотный диапазон 10 Гц - 100 кГц. 3. Точность по постоянке - 0,01%. 4. Точность по переменке - 0,1%. 5. Дрейф - не более 10 мкВ/8часов после прогрева на пределе 200 мВ (для других пределов - пересчитывается эквивалентно) после 0,5 часового прогрева. 6. Входное сопротивление - 10 МОм. Питание задано - однополярное +5 В. Управление входным делителем - электронное. Исходная схема приведена в прикрепленном файле. Собственно схема стандартная и применяется во многих измерительных устройствах. Номиналы R1-R4 и C1-C4 примерно соответствуют требуемым. Номиналы R5-R8 и тип опера - от фонаря (см. ниже). Каскад на ОУ имеет переключаемый коэффициент усиления - 1 и 10. А теперь собственно вопросы: 1. Подскажите, если можно, тип ОУ удовлетворяющий вышеописанным требованиям (+ минимальный шум). 2. Какими должны быть номиналы резисторов R5-R8 (хотя бы порядок)? 3. Что применить в качестве S1-S5 (герконы, реле, электронные коммутаторы)? 4. Как защитить вход ОУ от перенапряжения в случае ошибочного подключения (тип защитного элемента) ? Я также буду благодарен за ссылки на источники, описывающие устройства подобного класса. PS. При поиске по Форуму, по AN AD и AN LT я не смог получить рекомендаций по этим вопросам, может быть просто не понял...
|
|
|
|
|
|
|
 |
Ответов
|
|
Aug 31 2009, 03:41
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 310
Регистрация: 11-07-09
Из: Екатеринбург
Пользователь №: 51 154
|
Цитата(Designer56 @ Aug 31 2009, 01:17)  П. С.: автору- Ваш аттенюатор по структре сделан неверно. В вашей схеме на коэффициент деления влияют сопротивления замкнутых контактов. Вам нужно сделать обычный лестничный делитель с коммутацией его выходов на высокоомный вход. Защищенный, естественно. Обычный лестничный делитель (видимо имеется в виду делитель у которого все резисторы соединены последовательно? - не встречал такого термина) я пробовал делать. И отказался - не смог придумать методику его настройки по переменному напряжению. При подборе конденсаторов любой из ступеней уходили коэффициенты передачи на всех остальных. По поводу высокоомного входа - не могу определиться с архитектурой этого входа. Либо не устраивает по частоте, либо шумит, либо имеет большие дрейфы - вот тут я и прошу помощи! По поводу влияния сопротивления замкнутых контактов - ситуация аналогичная (проблема выбора), я прошу "наводку" на тип или производителя подходящих, для данного применения, реле, электронных ключей. Цитата(Белый дед @ Aug 31 2009, 09:17) Автор, вот вам говорят, а вы не слушаете. Основная трудность - не выбор подходящих компонентов, хотя и это достаточно сложно. Намного важнее обеспечить температурную и долговременную стабильность и минимизировать термо-эдс в схеме. А затем поднять метрологию на производстве. Даже сделать входной контроль резисторов 0,01% вам малой кровью не удастся.
Кстати, "правильный" ОУ вам не удастся найти, их в природе таких нет. О том, что абсолютно "правильных" ОУ в природе не существует, я знаю. Я ведь прошу ОУ наиболее подходящий для данной задачи. Минимизацией термо-эдс в схеме я занимался специально, да и сейчас про нее не забываю. Абсолютная точность 0,01% резисторов мне не нужна - разброс учитывается при калибровке. А вот долговременная ( в течении межповерочного интервала) и температурная стабильность (причем стабильность коэффициента передачи, а не абсолютная) играют решающую роль - тут я полностью с Вами согласен.
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 31 2009, 04:11
|
Местный
Группа: Участник
Сообщений: 495
Регистрация: 6-05-09
Пользователь №: 48 727
|
Именно для вашей задачи и нет "правильного" ОУ, который вы просите подсказать. Последние несколько лет жизни я занимаюсь похожей тематикой, такой усилитель построить реально - но обсуждение реализации займет примерно месяц. Так что придется вам подумать самому  Термо-эдс в каких элементах схемы вы учитываете? Цитата(jam @ Aug 31 2009, 11:01) Точность резисторов определяется не возможностью померить их на производстве (она там есть) Мне кажется, вы очень легкомысленно это сказали Очень сомневаюсь, что реально сможете измерить сопротивление 10 мом резистора с такой точностью, а также измерить его ТКС. И опять же - нужна методика ускоренного старения.
Сообщение отредактировал Белый дед - Aug 31 2009, 04:13
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 31 2009, 07:51
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290
|
Цитата(Белый дед @ Aug 31 2009, 10:11) Мне кажется, вы очень легкомысленно это сказали Очень сомневаюсь, что реально сможете измерить сопротивление 10 мом резистора с такой точностью, а также измерить его ТКС. И опять же - нужна методика ускоренного старения. А зачем? если у автра есть деньги, он может купить резисторы металлофольговые, наподобие тех, что я приводил. Или другие прецизионные с приемкой "9". Они уже состаренные. Как раз в таких вещах и используются. Правда, стоит штука дороже чем проц. "Пентиум".  Поэтому и вольметры недешевы.... Цитата(jam @ Aug 31 2009, 10:19) И почему усилителей готовых нет для меня тоже странно - для DC есть готовые ацп, которые дадут нужную точность, а для AC 0.1% - чем прецизионные усилители плохи? - ну скажем LMP7721? 0,1% точности для AC- это +-0,0087 дБ. Вы представляете себе ОУ, который даже будучи включен повторителем, обеспечит такую неравномерность АЧХ вплоть до 100 кГц?
--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 31 2009, 15:43
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 792
Регистрация: 9-08-05
Из: Транай
Пользователь №: 7 474
|
Цитата(Designer56 @ Aug 31 2009, 11:51) А зачем? если у автра есть деньги, он может купить резисторы металлофольговые, наподобие тех, что я приводил. Или другие прецизионные с приемкой "9". Они уже состаренные. Как раз в таких вещах и используются. Правда, стоит штука дороже чем проц. "Пентиум". Поэтому и вольметры недешевы.... И вовсе не великих денег стоют - гораздо дешевле, чем состаривать у себя. Другое дело высокоомные, скажем 1Гом - 0.1% 25евро. Цитата 0,1% точности для AC- это +-0,0087 дБ. Вы представляете себе ОУ, который даже будучи включен повторителем, обеспечит такую неравномерность АЧХ вплоть до 100 кГц? Вот например старый-престарый ad8021 - setting time to 0.01% 23ns - 100кгц это 10000ns А новые наверно получше будут.
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 31 2009, 16:05
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290
|
Цитата(jam @ Aug 31 2009, 21:43) Вот например старый-престарый ad8021 - setting time to 0.01% 23ns - 100кгц это 10000ns
А новые наверно получше будут. Не стоит путать божий дар с яичницей...Время установления измеряется с учетом ошибки от установившегося значения. А оно с какой ошибкой установится- не важно. В этом случае. К тому же, эти цифры по setting time- не более, чем оценки разработчиков. Измерено по осциллографу с погрешностью по вертикали/горизонтали порядка 5% на этих частотах. Цитата(jam @ Aug 31 2009, 21:43) И вовсе не великих денег стоют - гораздо дешевле, чем состаривать у себя. Другое дело высокоомные, скажем 1Гом - 0.1% 25евро. а вы попробуйте, например, у Вишей, приобрести резисторы с гарантией долговременного дрейфа, подтвержденного документом. Наподобие наших с пр. "9".
--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
|
|
|
|
|
|
|
|
Aug 31 2009, 20:11
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244
|
Цитата(jam @ Aug 31 2009, 21:48) Посмотрел ADA4941-1 - там на страничке 11 очень внятные картинки по этому поводу. Не смотрел картики за ненадобностью, ибо все очень просто, усилитель коэффициентом усиления 10 на для получения погрешности 0,1% должен иметь усиление на 100KHz c разомкнутой петлей обратной связи под 100dB а сколько там на картинках? Цитата(proxi @ Aug 29 2009, 23:41) Следующий вопрос - какую частоту единичного усиления должен иметь операционник, дабы при коэффициенте усиления 10 иметь на частоте 100KHz завал много менее 0,1%
где то под 100МГц... Вообще-то гигагерцы
--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
|
|
|
|
|
|
|
|
Sep 1 2009, 15:12
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 13 372
Регистрация: 27-11-04
Из: Riga, Latvia
Пользователь №: 1 244
|
Цитата(proxi @ Aug 31 2009, 22:36) с чего это..перебор... Тогда рассчеты на бочку . Я ранее привел величину усиления на этой частоте - возражать будем ? Ну а дальше типичные -20dB на декаду.. Цитата(jam @ Aug 31 2009, 23:34) Откуда у Вас 100дб? Букварь, любой (ну почти , где хоть что-то про неидеальнсти операционников говорится) берем и читаем.
--------------------
Feci, quod potui, faciant meliora potentes
|
|
|
|
|
|
Сообщений в этой теме
 Vishv Высокоточный входной делитель Aug 29 2009, 19:19 Tanya Цитата(Vishv @ Aug 29 2009, 23:19) Доброг... Aug 29 2009, 19:53  Vishv Цитата(Tanya @ Aug 30 2009, 01:53) Вот и ... Aug 29 2009, 20:41 zltigo Цитата(Vishv @ Aug 29 2009, 23:41) Уважае... Aug 29 2009, 20:48 Vishv Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 02:48) Чудес... Aug 29 2009, 21:03 zltigo Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 00:03) Конкре... Aug 29 2009, 21:07 Vishv Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 03:07) Ну на... Aug 29 2009, 21:11 zltigo Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 00:11) 2*1.41... Aug 29 2009, 21:20 proxi Следующий вопрос - какую частоту единичного усилен... Aug 29 2009, 21:41 Vishv Цитата(zltigo @ Aug 30 2009, 03:20) Мне? ... Aug 29 2009, 22:01 zltigo Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 01:01) Прошу ... Aug 29 2009, 22:37 alexkok Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 00:41) Уважае... Aug 29 2009, 23:11 zltigo Цитата(Vishv @ Aug 29 2009, 22:19) Я прош... Aug 29 2009, 20:08 vvs157 Цитата(Vishv @ Aug 29 2009, 23:19) 2. Час... Aug 29 2009, 23:09 Евгений Германович Цитата(vvs157 @ Aug 30 2009, 03:09) Посмо... Aug 30 2009, 04:49 Tanya Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 08... Aug 30 2009, 07:51 Евгений Германович Цитата(Tanya @ Aug 30 2009, 11:51) А можн... Aug 30 2009, 10:46 Tanya Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 14... Aug 30 2009, 11:01 Евгений Германович Цитата(Tanya @ Aug 30 2009, 15:01) Вот и ... Aug 30 2009, 12:10 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 18... Aug 30 2009, 12:16 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 16:16) В... Aug 30 2009, 12:37 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 18... Aug 30 2009, 12:46 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 16:46) Э... Aug 30 2009, 12:56 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 18... Aug 30 2009, 13:02 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 17:02) Т... Aug 30 2009, 13:12 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 19... Aug 30 2009, 13:22 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 16... Aug 30 2009, 11:12 Vishv Он называется В7-53, выпускается и поныне под марк... Aug 30 2009, 05:35 Белый дед Наивная молодежь думает, что все проблемы можно ре... Aug 30 2009, 06:59 тау Vishv, а стабильность номинала входного резистора ... Aug 30 2009, 08:12 Tanya Цитата(тау @ Aug 30 2009, 12:12) Vishv, а... Aug 30 2009, 08:32 Белый дед Человек хочет переменное напряжение измерять, так ... Aug 30 2009, 08:47 Tanya Цитата(Белый дед @ Aug 30 2009, 12:47) Че... Aug 30 2009, 09:10 Белый дед Да нет, почему же. Переменное тоже измерять нужно.... Aug 30 2009, 09:28 Tanya Цитата(Белый дед @ Aug 30 2009, 13:28) Да... Aug 30 2009, 09:41 Евгений Германович Кварцованный генератор имеет погрешность по длител... Aug 30 2009, 13:42 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 19... Aug 30 2009, 13:45 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 17:45) Д... Aug 30 2009, 13:57 Designer56 А, это интересно. А как СКЗ прибор узнает период у... Aug 30 2009, 14:16 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 18:16) А... Aug 30 2009, 14:40 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Aug 30 2009, 20... Aug 30 2009, 17:52 jam Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 21:52) К... Aug 30 2009, 18:02 Designer56 Цитата(jam @ Aug 31 2009, 00:02) Время ин... Aug 30 2009, 18:20 jam Измерительных приборов такой точности не делал - н... Aug 30 2009, 17:51 Designer56 Вообще говоря, делитель 10 МОм просто так для част... Aug 30 2009, 18:07 jam Цитата(Designer56 @ Aug 30 2009, 22:07) В... Aug 30 2009, 18:17 Vishv Уважаемые участники обсуждения!
Приятно, что п... Aug 30 2009, 18:21 jam 1. Доводилось иметь дело с ad637 - для него нужно ... Aug 30 2009, 18:33 Vishv Цитата(jam @ Aug 31 2009, 00:33) 1. Довод... Aug 30 2009, 18:57 Designer56 Цитата(Vishv @ Aug 31 2009, 00:57) Идея с... Aug 30 2009, 19:08 jam Цитата(Vishv @ Aug 30 2009, 22:57) В ... Aug 30 2009, 19:08 Белый дед Автор, вот вам говорят, а вы не слушаете. Основная... Aug 31 2009, 03:17 jam Цитата(Vishv @ Aug 31 2009, 07:41) Абсолю... Aug 31 2009, 04:01 jam Цитата(Белый дед @ Aug 31 2009, 08:11) Мн... Aug 31 2009, 04:19 Tanya Цитата(Белый дед @ Aug 31 2009, 08:11) Те... Aug 31 2009, 04:49 jam Цитата(Designer56 @ Aug 31 2009, 20:05) а... Aug 31 2009, 16:19 Designer56 Цитата(jam @ Aug 31 2009, 22:19) С другой... Aug 31 2009, 16:23 jam Цитата(Designer56 @ Aug 31 2009, 20:23) В... Aug 31 2009, 16:27 jam [Цитата(Designer56 @ Aug 31 2009, 20:38) ... Aug 31 2009, 16:56 jam Цитата(zltigo @ Sep 1 2009, 19:12) Буквар... Sep 1 2009, 18:53 zltigo Цитата(jam @ Sep 1 2009, 21:53) Дык я в s... Sep 4 2009, 13:57 jam Цитата(zltigo @ Sep 4 2009, 17:57) Коэффи... Sep 4 2009, 23:26 zltigo Цитата(jam @ Sep 5 2009, 01:26) В интерне... Sep 5 2009, 06:12 jam Цитата(zltigo @ Sep 5 2009, 10:12) Ну, Вы... Sep 5 2009, 14:32 Designer56 Цитата(jam @ Sep 5 2009, 20:32) Посмотрел... Sep 5 2009, 14:42 Designer56 Цитата(jam @ Sep 1 2009, 01:48) Посмотрел... Aug 31 2009, 20:20 jam Цитата(Designer56 @ Sep 1 2009, 00:20) Не... Aug 31 2009, 21:34 Евгений Германович А зачем этот ОУ представлять. Почему вообще ОУ в и... Aug 31 2009, 12:59 Designer56 Да, и деньги оччень немалые. Aug 31 2009, 16:38 Vishv Уважаемые участники обсуждения!
Очень внимател... Aug 31 2009, 18:04 Designer56 Цитата(Vishv @ Sep 1 2009, 00:04) Уважаем... Aug 31 2009, 18:10 Vishv Цитата(Designer56 @ Sep 1 2009, 00:10) Вы... Sep 1 2009, 14:57 jam Цитата(Vishv @ Aug 31 2009, 22:04) 3. Про... Sep 2 2009, 23:27 Designer56 AD8021 скорее ВЧ дифусилитель. Если Вы заметили, т... Aug 31 2009, 22:16 jam Цитата(Designer56 @ Sep 1 2009, 02:16) AD... Aug 31 2009, 23:27 Designer56 Цитата(jam @ Sep 1 2009, 05:27) AD8021 во... Sep 3 2009, 17:18 jam Цитата(Designer56 @ Sep 3 2009, 21:18) во... Sep 3 2009, 21:04 Designer56 Цитата(jam @ Sep 4 2009, 03:04) Да беда в... Sep 4 2009, 17:15 Евгений Германович Если биться насмерть за проценты-то может стоит сд... Sep 4 2009, 12:49 Евгений Германович И входной каскад на лампе. Вход лучше делать отдел... Sep 5 2009, 05:48 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Sep 5 2009, 11... Sep 5 2009, 13:49 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Sep 5 2009, 16:49) Бы... Sep 5 2009, 15:07 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Sep 5 2009, 21... Sep 5 2009, 15:11 Евгений Германович Цитата(Designer56 @ Sep 5 2009, 18:11) Не... Sep 6 2009, 03:24 Designer56 Цитата(Евгений Германович @ Sep 6 2009, 09... Sep 6 2009, 17:08 Евгений Германович Вы правы, я на него сегодня посмотрел. Sep 7 2009, 12:07
3 чел. читают эту тему (гостей: 3, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
