Wybór precyzyjnego zadajnika napięcia do mikroskopu: jak osiągnąć stabilność 1 mV?
prezyzyjny zadajnik napięcia
From: "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Thu, 14 Apr 2005 13:15:29 +0200
Hej
Mam pewien problem do rozwiązania
Jest sobie taki mikroskop do badania struktur polprzewodnikowych i elementem
poruszajacym sonde jest piezo
no i trzeba to piezo pozycjonowac, z dokladnosci warst atomowych. Istniejacy
system ma duzy dryft temperaturowy i pracuje w zbyt waskim zakresie
napiec - a wykonany jest na kilku opamp'ach
Potrzeba zadawac napięcie stałe (ew kilkaset Hz) w zakresie -100 ... +100V z
rozdzielczością 1mV, z DAC'a
O ile dokładność może być gorsza, nawet te 10 mV, to bardzo ważne jest aby
dryft tmperaturowy nie przekraczal tego 1 mV
Wiem, nie jest to zagadnienei banalne.
stabilność ma być lepsza niż 10ppm, pod warunkiem ze calosc wsadze do
termostatu utryzmujacego temp z dokl. do 1 stopnia.
Jakby co, to mam multimetr Hp,chyba 6 cyfr, wiec z pomairem nei bedzie
problemu
No i teraz pytanie..
da sie gdzies dostac w sensownych ilosciach rezystory o wsp. temperaturowym
np 1ppm?
czy ktos ma doswiadczenia z budowa takich ukladow?
myslalem zeby zbudowac to na precyzyjnym wzmacniaczu + kilku tranziakach -
wysokie napiecie akurat nei ejst problemem, sterowalem piezo juz, ale nei z
taka dokladnoscia
Do tego zrobic zasialcz z bardzo dokladna stabilizacja - szczegolnei wazne
sa male tetnienia, zasialcz klasyczny, zadna impulsowki, ale to tez da sie
rozwiazac..
napiecie zadawac 2 DAC'ami po 12bit polaczonymi wagowo do tego wzmacniacza
operacyjnego.
napiecie referencyjne pobierane z jakiegos zrodla odniesienia, do tego
umieszczonego w termostacie..
Jak to widzicie?
Dzieki za wszelkei sugestie.
Pozdr
Greg
From: "Piotr Gałka" <piotr.galka_at_nospam_CUTTHISmicromade.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Thu, 14 Apr 2005 17:22:49 +0200
Użytkownik "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:d3lja8$980$1_at_nospam_news.onet.pl...
Potrzeba zadawac napięcie stałe (ew kilkaset Hz) w zakresie -100 ...
+100V z
rozdzielczością 1mV, z DAC'a
O ile dokładność może być gorsza, nawet te 10 mV, to bardzo ważne
jest aby
dryft tmperaturowy nie przekraczal tego 1 mV
Ani się nie znam, ani nie mam doświadczenia, ale napiszę, co mi się
wydaje.
Wydaje mi się, że do większych dokładności ludzie doszli w
przetwornikach A/C niż C/A bo robią dokładne pomiary napięć.
Więc może C/A z dużym dryftem, ale o dużej rozdzielczości i kontrola
jakimś 24 bitowym A/C i programowa kompensacja dryftu.
Ale faktycznie nie wiem dlaczego A/C miałby być dokładniejszy od C/A -
tylko wydaje mi się, że tak jest.
P.G.
From: Waldemar Krzok <waldemar.krzok_at_nospam_t-online.de>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik =?ISO-8859-2?Q?napi=EAcia?=
Date: Thu, 14 Apr 2005 17:28:44 +0200
Piotr Gałka wrote:
Użytkownik "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl> napisał w wiadomości
news:d3lja8$980$1_at_nospam_news.onet.pl...
Potrzeba zadawac napięcie stałe (ew kilkaset Hz) w zakresie -100 ...
+100V z
rozdzielczością 1mV, z DAC'a
O ile dokładność może być gorsza, nawet te 10 mV, to bardzo ważne
jest aby
dryft tmperaturowy nie przekraczal tego 1 mV
Ani się nie znam, ani nie mam doświadczenia, ale napiszę, co mi się
wydaje.
Wydaje mi się, że do większych dokładności ludzie doszli w
przetwornikach A/C niż C/A bo robią dokładne pomiary napięć.
Więc może C/A z dużym dryftem, ale o dużej rozdzielczości i kontrola
jakimś 24 bitowym A/C i programowa kompensacja dryftu.
Ale faktycznie nie wiem dlaczego A/C miałby być dokładniejszy od C/A -
tylko wydaje mi się, że tak jest.
można takowe kupić. Produkuje mnie, o ile mnie sclerosis nie myli,
Agilent czyli HP. Ale kosztują parę złoty. Coś mi się po głowie pałęta
parę kEUR za używany...
Waldek
From: "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Thu, 14 Apr 2005 17:59:41 +0200
można takowe kupić. Produkuje mnie, o ile mnie sclerosis nie myli,
Agilent czyli HP. Ale kosztują parę złoty. Coś mi się po głowie pałęta
parę kEUR za używany...
na razie to trzeba sprawdzic czy koncepcja dziala..
From: Waldemar Krzok <waldemar.krzok_at_nospam_t-online.de>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik =?ISO-8859-2?Q?napi=EAcia?=
Date: Thu, 14 Apr 2005 18:05:45 +0200
greg wrote:
można takowe kupić. Produkuje mnie, o ile mnie sclerosis nie myli,
Agilent czyli HP. Ale kosztują parę złoty. Coś mi się po głowie pałęta
parę kEUR za używany...
na razie to trzeba sprawdzic czy koncepcja dziala..
mam nadzieję, że prąd przynajmniej wystarczająco mały...
Nie wiem, jak to rozwiązać. Ja bym chyba próbował z dobrym
przetwornikiem CA z napięciem wyjściowym -5..5V na przykład i
wzmacniaczem napięciowym x20, pomiarem napięcia na wyjściu i kompensacją
błędu. Przynajmniej w pierwszej interpolacji. Karty AD i DA mam w
szafie, tylko ten wzmacniacz trzebaby było zmajstrować. Pewnikiem
wziąłbym jakiś low drift opamp i dorobił końcówkę na jakichś
wysokonapięciowych tranzystorach.
To napięcie stałe musisz przerzucać bez przerwy, czy możesz je na parę
ms wyłączyć i wyregulować dokładnie?
Waldek
From: "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Thu, 14 Apr 2005 21:07:14 +0200
mam nadzieję, że prąd przynajmniej wystarczająco mały...
zerowy w stanei ustalonym..piezo to kondensator
Nie wiem, jak to rozwiązać. Ja bym chyba próbował z dobrym
przetwornikiem CA z napięciem wyjściowym -5..5V na przykład i
wzmacniaczem napięciowym x20, pomiarem napięcia na wyjściu i kompensacją
błędu. Przynajmniej w pierwszej interpolacji. Karty AD i DA mam w
szafie, tylko ten wzmacniacz trzebaby było zmajstrować. Pewnikiem
wziąłbym jakiś low drift opamp i dorobił końcówkę na jakichś
wysokonapięciowych tranzystorach.
tak tez chce zrobic..
To napięcie stałe musisz przerzucać bez przerwy, czy możesz je na parę
ms wyłączyć i wyregulować dokładnie?
trzba zmienaic dosyc plynnie..kilkaset Hz
From: Artur <zielpro_at_nospam_wp.pl>
Subject: =?iso-8859-2?Q?Re:_prezyzyjny_zadajnik_napi=EAcia?=
Date: Thu, 14 Apr 2005 22:34:47 +0200
Waldemar Krzok napisał:
na razie to trzeba sprawdzic czy koncepcja dziala..
mam nadzieję, że prąd przynajmniej wystarczająco mały...
Hm... a o tym nie pomyslałem :-(
Bo to wymusza równie stabilny A/D do komparacji :-(
Znaczy się koszty rosną :-(
pzdr
Artur
--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika
From: J.F. <jfox_xnospamx_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Thu, 14 Apr 2005 18:18:31 +0200
On Thu, 14 Apr 2005 17:22:49 +0200, Piotr Gałka wrote:
Ani się nie znam, ani nie mam doświadczenia, ale napiszę, co mi się
wydaje.
Wydaje mi się, że do większych dokładności ludzie doszli w
przetwornikach A/C niż C/A bo robią dokładne pomiary napięć.
Więc może C/A z dużym dryftem, ale o dużej rozdzielczości i kontrola
jakimś 24 bitowym A/C i programowa kompensacja dryftu.
Ale faktycznie nie wiem dlaczego A/C miałby być dokładniejszy od C/A -
tylko wydaje mi się, że tak jest.
Kwestia konstrukcji obecnych sigma-delta.
Co prawda niby sa tez C/A s-d :-)
Ale ... pelna dokladnosc to one uzyskuja po dluugim czasie,
choc tu moze 16-bit wystarczy.
No i drobnostka - tez maja jakies napiecie odniesienia, a w nim dryfty
-)
J.
From: Artur <zielpro_at_nospam_wp.pl>
Subject: =?iso-8859-2?Q?Re:_prezyzyjny_zadajnik_napi=EAcia?=
Date: Thu, 14 Apr 2005 22:30:24 +0200
greg napisał:
Potrzeba zadawac napięcie stałe (ew kilkaset Hz) w zakresie -100 ... +100V z
rozdzielczością 1mV, z DAC'a
Znaczy się minimum 19 bit :-(.
da sie gdzies dostac w sensownych ilosciach rezystory o wsp. temperaturowym
np 1ppm?
Hi hi hi ...
czy ktos ma doswiadczenia z budowa takich ukladow?
Sie robi inaczej.
Zamiast jednego stopnia wzmacniacza, daje się dwa - z czego jeden
odracający.
Teraz wystarczy "tylko" dobrać ich wzmocnienia, aby się komasowało
w temperturze ;-).
myslalem zeby zbudowac to na precyzyjnym wzmacniaczu + kilku tranziakach -
Co Ci po stabilnym (w co wątpię) wzm.opr. skoro wszystko dookoła pływa
w temperaturze?
Do tego zrobic zasialcz z bardzo dokladna stabilizacja - szczegolnei wazne
sa male tetnienia, zasialcz klasyczny, zadna impulsowki, ale to tez da sie
rozwiazac..
Współczesne wzm. opr. w zasadzie olewają tętnienia zasilania.
napiecie zadawac 2 DAC'ami po 12bit polaczonymi wagowo do tego wzmacniacza
operacyjnego.
12bit? Wagowo? A oporniczki? DAC'e same z siebie pływają, łaczenie dwóch
pływający za pomocą elementów też pływających ...
W pewnych sytuacjach może zaowocować stabilnością ;-).
napiecie referencyjne pobierane z jakiegos zrodla odniesienia, do tego
umieszczonego w termostacie..
A to źrudełko to ile ma ppm?
Jak to widzicie?
Czarno.
pzdr
Artur
--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika
From: "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Thu, 14 Apr 2005 23:28:50 +0200
da sie gdzies dostac w sensownych ilosciach rezystory o wsp.
temperaturowym
np 1ppm?
Hi hi hi ...
myslalem ze bedzie gorzej..ale w ELFIE sa 5ppm/stopien, 0,1%
co prawda po 18zl+vat / szt:) , ale wazne ze sa..zarowno metalizowane jak i
drutowe, przy cyzm te drugie to minimum 2z drozsze..
nei sadzilem ze mozna sobie kupic rezystor za 111 zl + vat:) - 1Mom
czy ktos ma doswiadczenia z budowa takich ukladow?
Sie robi inaczej.
Zamiast jednego stopnia wzmacniacza, daje się dwa - z czego jeden
odracający.
Teraz wystarczy "tylko" dobrać ich wzmocnienia, aby się komasowało
w temperturze ;-).
coz - pozostaje nic innego niz poprobowac..ale czuje ze bedzie fajna jazda:)
ciekawe czy te rezystory wszystkie maja ten wspolczynnik w te same strone?
i czy mniej wiecej jest staly?
podejrzewam ze tak (szczegolnei drutowe)..wiec moze da sie cos zrobic..
myslalem zeby zbudowac to na precyzyjnym wzmacniaczu + kilku
tranziakach -
Co Ci po stabilnym (w co wątpię) wzm.opr. skoro wszystko dookoła pływa
w temperaturze?
no ale od czegos trzeba zaczac
nie wsadze ua741 przeciez..:)
chociaz pewnei by sie odezwali weterani co podobne cuda i na tym robili:)
np mozna wziasc MAX4238 offset 2uV, 140dB PSRR, 150dB Avol
dryft 10nV/stopien
dodac mu jeszcze jakas kompensacje + tranziaki na wyjsciu
Do tego zrobic zasialcz z bardzo dokladna stabilizacja - szczegolnei
wazne
sa male tetnienia, zasialcz klasyczny, zadna impulsowki, ale to tez da
sie
rozwiazac..
Współczesne wzm. opr. w zasadzie olewają tętnienia zasilania.
no ale nie zaszkodzi dac wysokonapieciowy stabilizatora, lub aktywny filtr
na tranziakach
napiecie zadawac 2 DAC'ami po 12bit polaczonymi wagowo do tego
wzmacniacza
operacyjnego.
12bit? Wagowo? A oporniczki? DAC'e same z siebie pływają, łaczenie dwóch
pływający za pomocą elementów też pływających ...
W pewnych sytuacjach może zaowocować stabilnością ;-).
no jakos nie widzialem w ofercie 19 bitowych DAC..
moze cos da sie znalezc malo plywajacego..
na czyms robia w koncu precyzyjna elektronike..
nie jest tak zle..
14 bitowce maja w calym zakrecie dryft mneijszy niz 2 LSB, np MAX5170
wiec jak sie wrzuci w termostat to moze nei bedzie tak zle
no i nie trzeba ich wagowo laczyc..lecz uzywac jako 10 bitowe. zyskujemy
dobra liniowosc wtedy.
napiecie referencyjne pobierane z jakiegos zrodla odniesienia, do tego
umieszczonego w termostacie..
A to źrudełko to ile ma ppm?
źródełko:)
np. MAX6341 - 1ppm/stopien, kosztuje 6.7$ u maxima..wiec da sie przezyc
Jak to widzicie?
Czarno.
no ale to nie powod zeby sie poddac:)
ludzie nie takie rzeczy robia...
no i ile mozna sie nauczyc..
From: Artur <zielpro_at_nospam_wp.pl>
Subject: =?iso-8859-2?Q?Re:_prezyzyjny_zadajnik_napi=EAcia?=
Date: Fri, 15 Apr 2005 00:20:02 +0200
greg napisał:
myslalem ze bedzie gorzej..ale w ELFIE sa 5ppm/stopien, 0,1%
A tak dokładniej w podpisanej deklaracji producenta, to ile?
coz - pozostaje nic innego niz poprobowac..ale czuje ze bedzie fajna jazda:)
Sam miodzik. ;-)
ciekawe czy te rezystory wszystkie maja ten wspolczynnik w te same strone?
i czy mniej wiecej jest staly?
Mniej więcej tak, tylko trzeba uwzględnić, że większy opornik bardziej
popłynie. :-(
no ale od czegos trzeba zaczac
nie wsadze ua741 przeciez..:)
chociaz pewnei by sie odezwali weterani co podobne cuda i na tym robili:)
A dlaczego uA741 odpada? ;-)
Za "weterańskich" czasów nikt nie stawiał takich wymagań ;-)
np mozna wziasc MAX4238 offset 2uV, 140dB PSRR, 150dB Avol
dryft 10nV/stopien
dodac mu jeszcze jakas kompensacje + tranziaki na wyjsciu
A jak zrobić malutki przeciąg na chwilę, to tranzystory nie popłyną?
no ale nie zaszkodzi dac wysokonapieciowy stabilizatora, lub aktywny filtr
na tranziakach
Nie zaszkodzi.
no jakos nie widzialem w ofercie 19 bitowych DAC..
moze cos da sie znalezc malo plywajacego..
Nie tędy droga.
Można użyć prawie dowolnie pływających elementów, ale ich dryfty muszą
się znosić w efekcie końcowym. Czyli, jeśli pierwszy stopień nie
odwracjący ma 30ppm, to drugi _odwracający_ też musi tyle samo popłynąć.
W efekcie masz wzmacniacz o prawie zerowym dryfcie.
na czyms robia w koncu precyzyjna elektronike..
Na układach analogowych ;-)
14 bitowce maja w calym zakrecie dryft mneijszy niz 2 LSB, np MAX5170
wiec jak sie wrzuci w termostat to moze nei bedzie tak zle
Ale o tym przekonasz się dopiero w praktyce. Przynajmniej po testach na
kilku egzemlarzach.
A to źrudełko to ile ma ppm?
źródełko:)
Cholera! TO ja napisałem? :-(
no ale to nie powod zeby sie poddac:)
Wcale nie pisałem o poddawaniu.
Pisałem tylko, że droga pod górkę i z każdym krokiem coraz bardziej
stromo. ;-)
ludzie nie takie rzeczy robia...
Niech no się zastanowię ... chyba faktycznie takich jeszcze nie robili
;-)
no i ile mozna sie nauczyc..
Nauczyć to niewiele, no chyba, że cierpliwości ;-).
pzdr
Artur
--
Archiwum grupy: http://niusy.onet.pl/pl.misc.elektronika
From: "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Fri, 15 Apr 2005 00:54:06 +0200
myslalem ze bedzie gorzej..ale w ELFIE sa 5ppm/stopien, 0,1%
A tak dokładniej w podpisanej deklaracji producenta, to ile?
nie wiem..ale w firmie widzialem takei oporniczki (0.1%)
podgrzeje je suszara i pomierze..
ciekawe czy te rezystory wszystkie maja ten wspolczynnik w te same
strone?
i czy mniej wiecej jest staly?
Mniej więcej tak, tylko trzeba uwzględnić, że większy opornik bardziej
popłynie. :-(
no jasne
np mozna wziasc MAX4238 offset 2uV, 140dB PSRR, 150dB Avol
dryft 10nV/stopien
dodac mu jeszcze jakas kompensacje + tranziaki na wyjsciu
A jak zrobić malutki przeciąg na chwilę, to tranzystory nie popłyną?
zaleje calosc czyms termoprzewodzacym i wsadze w pudelko ze stabilizowana
temp..
no jakos nie widzialem w ofercie 19 bitowych DAC..
moze cos da sie znalezc malo plywajacego..
Nie tędy droga.
Można użyć prawie dowolnie pływających elementów, ale ich dryfty muszą
się znosić w efekcie końcowym. Czyli, jeśli pierwszy stopień nie
odwracjący ma 30ppm, to drugi _odwracający_ też musi tyle samo popłynąć.
W efekcie masz wzmacniacz o prawie zerowym dryfcie.
walsnie tak sobie mysle dac 2 wzmacniacze by pracowaly mostkowo..a piezo
wsadzic pomiedzy..teoretycznei powinno sie cos zniesc..no i bede mogl
zasilic z nizszego napiecia.. no i wtedy beda 2 wzmacniacze - odwracajacy i
nieodwracajacy..
musze to przemyslec i policzyc..
14 bitowce maja w calym zakrecie dryft mneijszy niz 2 LSB, np MAX5170
wiec jak sie wrzuci w termostat to moze nei bedzie tak zle
Ale o tym przekonasz się dopiero w praktyce. Przynajmniej po testach na
kilku egzemlarzach.
mysle ze nie bedzie zle..
na termostat moge sobie pozwolic, bo i tak reszta mikroskopu w nim
siedzi..tak wiec mam go za darmo:)
no ale to nie powod zeby sie poddac:)
Wcale nie pisałem o poddawaniu.
Pisałem tylko, że droga pod górkę i z każdym krokiem coraz bardziej
stromo. ;-)
oj, znam ten bol:)
swego czasu walczylem z kluczowanym integratorem za czas 20ns..liniowosc <
1%, pasmo do 800MHz, SNR > 60dB, 1..2 ns na reset..mialo to meirzyc
intensywnsoc wiazki w akceleratorze.. calkowalo za czas 20ns, a okres
pomiaru wynosil 24ns..no ale sie udalo i smiga..ale nie obylo sie bez diod
ładunkowych( do generatora impulsow kilkaset ps) ...toz sie nakombinowalem,
ale warto bylo...tak wiec mysle ze i z tym jakos dam sobie rade..
no i ile mozna sie nauczyc..
Nauczyć to niewiele, no chyba, że cierpliwości ;-).
zawsze mozna sobie to do CV i listy projektow dopisac:)
From: Zbych <abuse_at_nospam_onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik =?ISO-8859-2?Q?napi=EAcia?=
Date: Fri, 15 Apr 2005 20:02:18 +0200
greg wrote:
myslalem ze bedzie gorzej..ale w ELFIE sa 5ppm/stopien, 0,1%
co prawda po 18zl+vat / szt:) , ale wazne ze sa..zarowno metalizowane jak i
drutowe, przy cyzm te drugie to minimum 2z drozsze..
nei sadzilem ze mozna sobie kupic rezystor za 111 zl + vat:) - 1Mom
Rzuć okiem na strony polskich producentów:
http://www.restor.pl/index.php?s=oferta - rezystory od 2ppm
http://www.elpod.com.pl/start.php?s=rwe0207 - od 5ppm
a ceny troszkę niższe (od 5,2zł/1szt., do 1,9zł/1000szt.)
From: "greg" <xgrzes_at_nospam_poczta.onet.pl>
Subject: Re: prezyzyjny zadajnik napięcia
Date: Sat, 16 Apr 2005 15:25:47 +0200
Rzuć okiem na strony polskich producentów:
http://www.restor.pl/index.php?s=oferta - rezystory od 2ppm
http://www.elpod.com.pl/start.php?s=rwe0207 - od 5ppm
a ceny troszkę niższe (od 5,2zł/1szt., do 1,9zł/1000szt.)
dzieki wielkie..
to mi upraszcza sprawe..
no i ksozty:)