Источник опорных напряжений своими руками

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Источник опорного напряжения на 2,5; 5; 7,5; 10 Вольт

Готовый модуль AD584-М является так называемым источником опорного напряжения. Для тестирования была выбрана несколько более расширенная версия китайского комплекта. Основой схемы является хорошо известный прецизионный стабилизатор AD584. Он поставляется в нескольких версиях. В данном случае с буквой «К» на конце.

Полная документация чипа может быть прочитана здесь.

Цена такого прибора около 1000 рублей. Получаем при покупке собранную схему в прозрачном корпусе из оргстекла, который очень популярен на Али. Подобный корпус используется во многих китайских проектах.

Стенки обклеены защитной бумагой.

На этих фото вы можете внимательно посмотреть на плату.

В дополнение к самому прецизионному стабилизатору, на плате также есть модуль зарядки аккумулятора. Изменение опорного напряжения выполняется не переключателем многопозиционным или перемычками, как и во многих аналогичных конструкциях. Здесь у есть кнопка переключения тактовая. Каждый раз, когда вы нажимаете на неё, напряжение на выходе изменяется, и выводится на два гнезда под бананы.

На боковой стороне есть небольшой выключатель питания. Батарейный отсек снизу. Значения напряжения выгравированы на верхней части корпуса. Хотя это едва заметно. Питание модуля через разъем micro USB.

Описанный здесь комплект — это версия без батареи. Работает после подключения 5 В от USB.

Тестирование модуля опорного напряжения

Проверено напряжение на трех мультиметрах. Самый дешевый UNI-T UT33A, популярный Aneng AN8008 и самый точный — Brymen BM867s.

Результаты сведены в таблицу.

Можно если что установить аккумулятор. Нужен литиевый полимерный здесь: 503035, 3,7 В, 500 мАч. После подключения USB-кабеля он заряжается. На этот процесс указывает желтый светодиод.

Позже провели сравнение, повлияет ли изменение источника питания модуля эталонного напряжения: с USB-преобразователя на 5 В или на питании от батареи Li-Po, на результаты, считанные на мультиметрах. Оказалось ничего подобного не происходит. Параметры такие же, как изначально.

Если под это дело требуется изготовить соответствующий вольтметр на очень высокую точность — вот неплохая схема.

Источник

Источники опорного напряжения

В предыдущей статье я рассказывал про умножители напряжения, а в этой закладочке я расскажу об самом основном в схемах это опорное напряжении. Для чего нужны источники опорного напряжения, а для маломощных частей схемы, для питания их стабильным током, для примерного напряжения, от которого нужно отпираться или же с которым нужно сравниваться.

Стабилизатор на стабилитроне

Самый простой вариант стабилизации на стабилитроне. Резистор R1 ограничивает ток. Условие (Uвх-Uвых)/Rs>Uвых/R2. Так же такой стабилизатор можно усилить с помощью транзистора.

Стабилизатор на TL431

ИОН(источник опорного напряжения) на стабилитроне прост, но для более высокой стабилизации, хорошо использовать регулируемый стабилитрон TL431. Которым кстати можно выставить практически любое напряжение на выходе ИОН от 2,5В до 37В. Главное, что бы входящее напряжение не превышало 40В, а рассеиваемая мощность не превышала 0,75Вт

Управление стабилитрона идет через управляющую ножку, на которой должно быть опорное равное 2,5В. Это опорное рассчитывается резисторами R2 и R3. На TL431 можно сделать так же стабилитрон на 2,5В, если подключить по схеме

Ток TL431 до 100мА, но его можно усилить с помощью транзистора, как на схеме

На этом пока остановлюсь с Ион-ами. В следующей закладке расскажу про интегральные стабилизаторы напряжения, что в принципе является продолжением статьи про ИОН-ы.

Источник

Прецизионный источник опорного напряжения (ИОН) AD584LH: проверяем точность мультиметров в домашних условиях

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о недорогом прецизионном источнике опорного напряжения (ИОН) на базе микросхемы AD584LH, позволяющим в домашних условиях проверить различные измерительные приборы на соответствие заявленной точности. Прибор достаточно популярный, поэтому если заинтересовались, милости прошу под кат.

Приобрести ИОН можно здесь

Характеристики:

• — Тип – ИОН
• — Напряжение питания – 4,5-30V
• — Выходное напряжение – 2,5V, 5V, 7,5V или 10V
• — Используемая микросхема – AD584LH
• — Размеры платы – 56мм*47мм

Внешний вид:

Источник опорного напряжения AD584LH (в дальнейшем ИОН) поставляется в обычном антистатическом пакете:

У некоторых продавцов в комплекте еще идет поверочная бирка с контрольными значениями, но в моем случае ее не было.

Основное назначение прибора — формирования прецизионного малошумящего напряжения известной величины с минимальными температурными и временными дрейфами. ИОН могут применяться как источники эталонного напряжения для АЦП, ЦАП, для источников питания и т.д. Данный прибор позволяет выставить на выходе четыре значения выходного напряжения: 2,5V, 5V, 7,5V и 10V. Конечно, диапазон небольшой, но общее представление о точности измерительного прибора дать может.

Выглядит он следующим образом:

Представляет собой плату, на которой распаяны следующие основные элементы:

• — микросхема AD584LH
• — два вида разъемов питания
• — выключатель питания
• — четыре контактные клеммы
• — два типа выходных клемм
• — индикатор

Монтаж платы односторонний:

Присутствуют небольшие следы несмытого флюса, но на работоспособность это никак не влияет.

Рабочее напряжение ИОН составляет от 4,5V до 30V, наиболее точные результаты получаются при напряжении 12-15V. Напряжение питания ИОН должно быть выше выходного как минимум, на 1 вольт. На плате присутствует два вида разъема питания:

Внутренний хорошо подходит для работы с 12V батарейками типа 23А:

Сама по себе батарейка там не поджимается, а вот со специальным держателем (холдером) встает как родная:

Такие держатели достаточно распространены и стоят меньше доллара за десять штук, поэтому рекомендую приобрести:

К тому с помощью таких источников питания (батареек) можно запитывать различные маломощные приборы, которым требуется для работы более 10V.

Второй разъем предназначен для подключения внешнего питания, преимущественно от сетевого источника. Представляет собой разъем DC 5мм:

У каждого разъема присутствует по одному диоду Шоттки для защиты от переполюсовки питания, поэтому по-дурости сжечь плату не получится.

Что касается самой микросхемы, то есть несколько серий и AD584L самая точная (см. спецификации). Серии «J» и «S» имеют погрешность 30mV при 10V, «K» и «T» 10mV при 10V, а «L» всего 5mV, поэтому выбирайте именно ее.

Габариты:

Размеры платки составляют всего 56мм*47мм:

По традиции сравнение с тысячной банкнотой и коробком спичек:

Тестирование:

В качестве сравнения будем использовать мультиметр UNI-T UT61E как самый точный из всей серии. Первым делом посмотрим точность при 10V:

Очень неплохо, учитывая тот факт, что сама микросхема имеет небольшую погрешность. При 10V допускается погрешность 0,005V.

Опорное напряжение 7,5V:

Погрешность самой микросхемы на этом напряжении составляет 4mV.

Опорное напряжение 5V:

Опорное напряжение 2,5V:

Конечно, немного огорчает отсутствие бирки с измеренными контрольными значениями, но ходят слухи, что китайцы ее «рисуют» от балды. В любом случае точности для домашних измерений хватает с большим запасом.

При использовании источника питания с напряжением меньшим, чем установлено на выходе, погрешность огромная. Напряжение батарейки 23А составляет 9,5V, выставлено 10V, а в действительности на выходе ИОН около 8,41V:

При установке на выходе 7,5V, показания в норме:

При 2,5V также все в норме:

На мой взгляд, разница по напряжению должна быть не менее одного вольта, чтобы получить хорошую точность на выходе ИОН.

Выоды:

Отличная и главное недорогая плата для проверки точности измерительных приборов в домашних условиях. Огорчает лишь небольшой диапазон выходного напряжения, хотелось бы больше. По ссылке самая точная из серии, рекомендую именно ее.

Источник

Контрольный источник напряжения на AD584

Наука начинается там, где начинают измерять. И как мы знаем, точность, это характеристика качества измерений, отражающая степень близости результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Иными словами, берясь за новый, или наоборот, видавший виды мультиметр или стрелочный вольтметр нас как минимум должен беспокоить вопрос, насколько точны его показания?

Это действительно важно, поскольку проводя измерения и наладку аппаратуры китайскими приборами мы должны быть уверены, что все сделали правильно. Поэтому проверить, насколько точно откалиброван измерительный прибор, задача первостепенной важности! Как же это сделать? Точные фирменные, и поверенные приборы стоят очень дорого, равно как и лабораторные эталоны напряжений для калибровки, да и в ВНИИФТРИ знакомые есть далеко не у всех. Однако выход есть. Можно взять достаточно точный источник опорного напряжения на ИМС измерить в нормальных условиях отдаваемое им напряжение на поверенном приборе (откалибровать) и приложить эту информацию к источнику напряжения для того, чтобы использовать в процессе проверки оборудования. Естественно, точность такого источника напряжения будет определяться множеством факторов, но главным образом температурой окружающей среды и точностью прибора которым проводились калибровочные измерения. Показания такого источника напряжения со временем дрейфуют крайне незначительно. Таким образом, наш источник опорного напряжение становится своего рода носителем информации о более дорогом и точном измерительном приборе. Задача сделать такой источник опорного напряжения, казалось бы, достаточно сложная, но Китай, как всегда, спешит на помощь. Мне удалось найти автономный источник опорного напряжения на микросхеме AD584 (Analog Devices) с программируемым выходом и 4 выходными напряжениями, которые прекрасно подойдут для проверки показаний и калибровки любого мультиметра. Точности такого источника для радиолюбительских целей более чем достаточно. Как говориться, точно в яблочко может, и не попадешь, но ногу себе точно не отстрелишь.

Немного о AD584

AD584 представляет собой прецизионный источник опорного напряжения с возможностью программируемого выбора из четырех разных выходных напряжений: 10.0 В, 7.5 В, 5.0 В и 2.5 В. Кроме того, возможно получение другого выходного напряжения, лежащего выше, ниже или между этими четырьмя стандартными значениями, с помощью внешнего сопротивления. Входное напряжение микросхемы может изменяться от 4.5 В до 30 В. Для точной подгонки напряжений и температурного коэффициента используется лазерная технология Laser Wafer Trimming (LWT).

В дополнение к программируемым выходным напряжениям AD584 имеет уникальный вывод стробирования, который позволяет включать и выключать прибор. Когда AD584 используется в качестве источника опорного напряжения в схеме питания, питание может быть выключено с помощью одного маломощного сигнала. В состоянии “выключено” ток потребления микросхемы уменьшается приблизительно до 100 мкА. В состоянии “включено” общий ток потребления, включая выходной буферный усилитель, составляет обычно 750 мкА.

Микросхема во всех отношениях замечательная и заслуживает пристального внимания. Почти все подобные источники опорного напряжения, используемые для калибровки и производимые в поднебесной сделаны как раз на AD584. Например, вот пара разных вариантов исполнения. Раз и два .

Подробнее об источнике опорного напряжения

Свой источник опорного напряжения для калибровки имеющихся у меня мультиметров я заказывал на AliExpress вот у этого продавца.

Поставляется источник без какой-либо упаковки и выглядит вот так.

В корпусе из оргстекла заключена плата с источником напряжения, «сервисом» и встроенном аккумулятором. Такую штучку можно взять с собой на рынок и проверять мультиметры при покупке, отбраковывая, что называется, не отходя от кассы.

На нижней крышке находится наклейка с измеренными напряжениями конкретно этого источника.

Измерения проводятся на дорогущем и навороченном прецизионном мультиметре Agilent 34401A (сейчас такой стоит около 1600$), что дает основание этим показаниям более-менее верить. Измерения проводятся при температуре 21 градус Цельсия.

Разберем корпус и внимательно изучим плату и компоненты на ней.

Аккумулятор. Приклеен к нижней крышке. Напряжение аккумулятора 3,7В.

Монтажная плата снизу.

Непосредственно источник опорного напряжения AD584KH.

Буква К, говорит о том, что этот прибор может работать при температурах от 0 до +70 градусов по Цельсию, а также указывает на класс точности. Есть и более экзотические варианты AD584, например, с буквой S, способные работать от -55 до +125 градусов по Цельсию. Мой экземпляр видимо был выдран из какой-то старой техники, о чем говорят боевые шрамы на его корпусе. Значит, скорее всего, это не подделка.

Как видно на фото, закреплен источник на плате особой конструкции. Скорее всего это сделано, для термостатирования, дабы нагрев платы не сильно влиял на характеристики самого источника.

Здесь же на плате находится миниатюрный импульсный повышающий преобразователь напряжения.

Ясное дело, если питать наш источник от слабенького аккумулятора, для формирования напряжения в 5 В и выше, требуется напряжение не ниже 13 В. Преобразователь построен на микросхеме AP34063. В моем экземпляре кривые руки китайцев при сборке повредили индкутивность, но на работу преобразователя и источника это не влияет.

Выходные напряжения источника выбираются последовательно кнопкой и выбранное значение обозначается соответствующим светодиодом. Очень удобно. Включается и выключается прибор длительным нажатием на эту же кнопку.

Сзади расположилось гнездо для подключения зарядного устройства и внешнего питания.

Практика использования

В моей скромной лаборатории постоянно используются три мультиметра, это два переносных, заслуженный и проверенный временем Mastech MS8269 и UNI-T UT61E, а также один стационарный Vichy VC8145.

Кто-то спрашивал, чем я пользуюсь при работе в ремонте и модернизации радиостанций? Вот этим вот и пользуюсь. Проверка всех трех мультиметров показала, что с ними все в полном порядке и подстройка им если и нужна, то весьма незначительная.

Mastech + UNU-T (hold). В рамочке напряжение источника.

Vichy. В рамочке напряжение источника.

Минусы

Что не понравилось, так это то, что отверстия для щупов сквозные! И кроме мусора внутрь корпуса прибора могут попасть любые металлические предметы. А уж о том, что самим щупом можно невзначай закоротить схему внутри источника я уже и не говорю.

Update 29.12.15

Сегодня удалось получить доступ к поверенному (правда поверка уже просрочена на пару месяцев) к высокоточному мультиметру Agilent 34461A. Это следующая более современная модель выпущенная после Agilent 34401A.

Собственно сертификат о калибровке (конверт вскрыть не дали, но не думаю, что там лажа).

И результаты измерений.

Как видим, отличие только в 4 знаке после запятой, да и разрыв в заявленном и фактически измеренном очень мал. Это значит, что написанному на нашей волшебной коробочке можно верить!

Итог

В целом, для калибровки радиолюбительской аппаратуры такой источник можно смело рекомендовать к использованию. Он компактный, откалиброван по точным приборам, может автономно работать от встроенной АКБ, это значит, что его можно использовать и в полевых условиях. В общем, как говориться, маст хэв для любителей точных измерений!

Источник