Самодельный термокомпенсированный параметрический стабилизатор: Доказываем обратное.

Поделиться
HTML-код
  • Опубликовано: 23 апр 2024
  • Те кто хоть раз пытался бороться с дрейфами напряжений при изменении температуры тот в полной мере оценит а возможно и вынесет для себя что то новое.

Комментарии • 54

  • @whynot6795
    @whynot6795 3 месяца назад +6

    Прекрасный пример как подгонять експеримент под желаемый результат.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад +1

      Ничего не скрывал, всё на видео, если вы приняли неравномерность нагрева слоёв воды за какой то подгон то все вопросы к кипятильнику.

    • @Jonbraunful
      @Jonbraunful 3 месяца назад +1

      @@Ivan152ru Правильно он написал. Кроме температуры надо ещё и при изменении напряжения проверить. Тогда можно сравнивать. Да и смысл этого изобретения если ТЛ в 3 раза точнее? Для улучшения можно транзисторные сборки использовать.

  • @maximummaximum3992
    @maximummaximum3992 3 месяца назад +5

    Хорошая разработка. Отлично, что автор ничего не скрывал.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад +1

      А что тут что то можно скрыть?

    • @maximummaximum3992
      @maximummaximum3992 3 месяца назад +2

      @@Ivan152ru ну, видимо, вы не сталкивались, но много блогеров, при тестировании, подтасовывают результаты под хотелки, тем самым вводя зрителя в заблуждение. А у вас ваша разработка, как я понимаю, пущена в тестирование сразу после сборки. Предполагаю, что у разработчика TL431 тоже не с первого раза получилась такая температурная стабильность, возможно, там перед пуском в массовое производство пришлось протестировать с разными номиналами. Возможно, если бы вы могли подольше повозиться с настройкой у вас могла получиться стабильность выше, чем у TL431.
      Вот, что я имел ввиду.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад +1

      @@maximummaximum3992 Хотелось бы поточнее подстроить резисторы. Я подстроил +-10 ом, если была бы возможность подстроить +-0.1 Ома то было бы намного лучше. В симуляторе при подстройки +-0.1 Ома получалась термостабильность 1ppm/c. Но это опять же при идеальных условиях. И ещё надо было к TL431 припаять резисторы что бы тоже около 4 в получалось и потом сунуть в воду. Там погрешность резисторы бы ещё дали

  • @aleksandrivanov4756
    @aleksandrivanov4756 3 месяца назад +4

    Можно попробовать включить несколько 431 последовательно , например настроенных на 20в , 10в , 5в при входном напряжении 20в получаем сабильные 5в . Если этого недостаточно тогда эту схему в термокамеру со стабилизацией на элементе пелтье или просто работа на повышенной температуре выше окружающей среды (как в приёмнике Р-250 термостабилизация гетеродина ) .

  • @user-mg7lu7dj3o
    @user-mg7lu7dj3o 3 месяца назад +3

    Р1, Р2 лишние, достаточно подобрать Р3. Можно подобрать и Р4 но это уже в зависимости что желаем получить. Т7 достаточен если подобрать транзистор с коэф усиления 700-900. Т8, Т9 можно убрать. да такие решения можно запихивать в корпус.

  • @Колобок_Круглобок
    @Колобок_Круглобок 3 месяца назад +1

    Красаучиг 👍

  • @user-ly5xd9kx6e
    @user-ly5xd9kx6e 3 месяца назад +2

    Вопрос термокомпенсации конечно очень важен при построении точных измерительных систем, однако температуру можно удерживать при помощи термокожуха и подогрева.
    Другой более важный вопрос - это стабильность во времени. Увы, я не силён в построении подобных ИОНов, однако на практике (по крайней мере при создании метрологического оборудования) временная стабильность, по крайней мере, не менее значимый параметр, чем ТКН.

  • @user-jr5uk8tt5b
    @user-jr5uk8tt5b 3 месяца назад +4

    4:39 - U=4,16 В (а не 4,316 В),
    по всей видимости у вашей схемы сильная температурная нелинейность,
    постепенный разогрев через эпоксидку показал локальный минимум 4,16 В при температуре от 24 до 95 С.
    Такие измерения надо на двухлучевом осциллографе проводить один луч - температура (с термопары), другой - напряжение, и в длительном режиме с многократным чередованием нагрев-охлаждение, а термопару прямо на плате разместить под эпоксидкой, что бы мерить температуру полупроводников, а не воды.
    У эпоксидки плохая теплопроводность и для её прогрева насквозь надо несколько минут (хотя бы минут 10), если мерить температуру воды, то температура полупроводников может значительно отличаться (запаздывать).

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      Слишком быстро грелось, эпоксидка пока не нагрелась, транзисторы находились под разными температурами потому и напряжение так прыгало. Транзисторы ведь не на одном кристалле находятся, ещё где то холоднее в банке было где то горячее по высоте, это тоже вносило погрешность. Пока вода полностью в банке не прогрелась равномерно, возникают такие изменения.

    • @user-jr5uk8tt5b
      @user-jr5uk8tt5b 3 месяца назад

      @@Ivan152ru это так, но ведь они и в реальном устройстве на дискретных компонентах будут греться по разному, даже если их смонтировать плотно на медной плите. Более или менее обеспечить одновременность разогрева может только исполнение на одном кристалле в виде микросхемы, но и там проявляется эффект локальной температурной неоднородности (хоть и в меньшей степени). Термостабилизация на дискретных компонентах должна обеспечивать стабилизацию параметров даже при неравномерном прогреве различных участков схемы.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      ​​@@user-jr5uk8tt5bИнтересная точка зрения. Мне бы очень хотелось понять как это возможно? Видимо у вас есть такой опыт по термо стабилизации, и вы готовы принять мой вызов?

    • @user-jr5uk8tt5b
      @user-jr5uk8tt5b 3 месяца назад +3

      @@Ivan152ru вызов делает окружающий нас мир и его законы, а люди лишь пытаются их понять и научиться использовать. Мой комментарий, предлагаю рассматривать не как вызов или тем более обиду, а лишь как мою точку зрения на некорректность измерений. Если в ходе измерений зафиксирован уровень напряжения 4,16 как минимальное значение при изменении температуры от 24 до 95 то его и надо записывать, но и этого будет недостаточно для всестороннего анализа. Ведь на практике схема будет разогреваться тоже неравномерно, что особенно будет заметно при импульсных нагрузках, да ещё и неизвестно с какой стороны и в каком порядке будут нагреваться дискретные компоненты. Кроме того, если уж проводить эксперимент полностью моделируя реальные условия, то разогревать надо двумя способами:
      1. в результате собственного разогрева (внутренний разогрев) при различных нагрузках в различных режимах (импульсы с различной частотой и скважностью);
      2. внешний разогрев различных частей платы (по очереди), что возможно при размещении данной платы в виде модуля в конструкции так что её части (различные в зависимости от конструкции) будут разогреваться по разному в зависимости от близости других элементов конструкции (которые могут разогреваться и передавать своё тепло на вашу плату).
      3. (дополнительный) моделирование, например, MicroCap позволяет моделировать температурный дрейф в полупроводниках, только надо выбрать корректные SPICE-модели для компонентов, в том числе и для резисторов, дорожек и припоя их сопротивление тоже зависит от температуры и сопротивление бимиталлов в точках припоя олово-медь.
      По поводу вашего вопроса, у меня именно таких разработок нет, термостабилизация в стабилизаторах напряжения не единственная задача схемотехники, у меня хватает своих задач. Но если Вы выложили информацию в открытый доступ, то будьте готовы к вопросам и замечаниям. Впрочем ваше право их игнорировать. На мой взгляд в вашей схеме самый термо-нестабильный элемент VT9, попробуйте поставить в цепь эмиттера резистор хоть с малым сопротивлением порядка единиц ом, а то обратная связь в вашей схеме размазана по большой площади, а с сопротивлением в цепи эмиттера будет две обратных связи (локальная и глобальная в пространстве), токовые зеркала по каскодной схеме интересное решение, попробуйте сделать на сдвоенных транзисторах или большей интеграции (если интегральные транзисторы Вам не запрещает использовать религия), сразу решите несколько задачи: согласование по параметрам, термическая связь и повышение компактности при сохранении дискретного принципа. Лучше все транзисторы использовать из интегральных сборок, возможно кроме выходного, зависит от необходимого тока. На выход можно поставить готовую сборку Дарлингтона. И ещё проверьте зависимость сопротивления от температуры у используемых резисторов, они тоже могут работать как градусники.
      Впрочем ещё лучше взять готовое решение, но если это учебные цели то результат вполне неплохой, на мой взгляд, только исследован недостаточно и не совсем корректно, о чем уже выше сказано, но это моё мнение и у меня есть право ошибаться.
      В современных условиях интегральные схемы достигли предела термостабилизации доступного для полупроводников на основе кремния, повышение термостабилизации и снижение шума достигается за счёт крио-охлаждения схем. Поэтому предлагаемое Вами решение безусловно интересно и полезно как учебный материал, но не сможет конкурировать с интегральными схемами выполненными на общем кристалле.
      В любом случае воспринимайте мой комментарий как проявление интереса к вашим наработкам и исследованиям. За что Вам Спасибо и Успехов!

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      @@user-jr5uk8tt5b Спасибо за развёрнутый коментарий, эта на первый взгляд простая схема результат полугодовой работы. Было промоделирово наверное сотня схем, и эта оказалась самая работоспособная. Да, использовать её никто в таком виде не будет, да я и не настаиваю, но как основа для других проектов или как отдельные части схемы для решения других задач вполне пригодится. Насчёт нагрева, даже небольшой градиент температуры на подлодке даёт дикие изменения. Потому так и произошло, не равномерность нагрева в слоях воды. А вы случайно не профессор?

  • @redtex
    @redtex Месяц назад +1

    Если сделать таких не менее 3х штук, то можно методом наименьших квадратов выбрать наиболее стабильный.

  • @igorpoll2134
    @igorpoll2134 27 дней назад

    Спасибо, podpiska!

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  27 дней назад

      Ой спасибо, рад что пригодилось.

  • @ADNpower-xy6yv
    @ADNpower-xy6yv Месяц назад +1

    Токовое зеркало доступно для понимания только утонченному слою интеллектуальных меньшинств

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  Месяц назад

      Справедливости ради и основываясь на статистике ютуба меня смотрят люди большинство 55+. И думаю это уже опытные люди и про токовое зеркало в курсе. Потому про токовые зеркала никто не разу не спросил.

  • @user-ey1dj2zo9c
    @user-ey1dj2zo9c 3 месяца назад +3

    ХОРОШАЯ БОЛЬШАЯ РАЗРАБОТКА

  • @alexandrmironov7460
    @alexandrmironov7460 3 месяца назад +2

    А как насчёт "магической" термостабильной точки на полевом транзисторе КП303?

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      Оставим ее колдунам, пусть пользуются.

    • @alexandrmironov7460
      @alexandrmironov7460 3 месяца назад

      @@Ivan152ru Из книги "на дисплее приёмника весь мир" А.Л. Кульский г. Киев в приёмнике с двойным преобразованием вверх есть высокостабильный блок питания для варикапов гетеродина. Так там как раз описывается схема ГСТ на полевике и подбор сопротивления в цепи истока для "магической" термостабильной точки.

  • @user-yj5ql1sr6j
    @user-yj5ql1sr6j 3 месяца назад +1

    Ну хз, не хочется велосипед изобретать, бандгап Брокау все равно не переплюнуть )

  • @systems3000
    @systems3000 3 месяца назад +1

    И как это делать на одном кристалле в серийном производстве? Топологию в студию...

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      Эх, была бы у меня топология и кристал я бы тут ничего не выкладывал!!! 😂

    • @-John-Rambo-
      @-John-Rambo- 3 месяца назад +1

      Всего-то девять транзисторов, для серийного производства это вообще на раз-два, даже не понадобится 12 нм литография.

  • @user-pz3he4yg1d
    @user-pz3he4yg1d 3 месяца назад +1

    Надеюсь вода была дистиллированная...

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      Дождевая

  • @andredor
    @andredor 3 месяца назад +1

    Но ведь стабилитрон нужно компенсировать стабистором, тогда у него температурная характеристика будет более ровной.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад

      Ну так то да, но он ведь придуман как параллельный стабилизатор, и используют его так же по назначению, очень редко кто компенсирует, а некоторые и не знают что так можно. Потому взял как есть.

    • @andredor
      @andredor 3 месяца назад +1

      @@Ivan152ruНу, да, так бывает: токовые зеркала, эмиттерные повторители, комплиментарные пары транзисторов (иногда их ставят по несколько в параллель, чтоб усреднить характеристики в прецизионных схемах), а про стабистор - забыл...
      Стабистор включается последовательно со стабилитроном и они друг - друга компенсируют, при изменении температуры у стабистора отклонение растет в противоположную сторону от отклонений стабилитрона. Кажется были даже комплиментарные пары стабистор-стабилитрон, хотя не уверен.

    • @redtex
      @redtex Месяц назад

      ​@@andredorОстаточный дрейф остаётся. Пробовал операционниками пропорционально его выровнять. Всё равно готовый лучше получается.

    • @andredor
      @andredor Месяц назад

      @@redtex Ну, дык, понятно, что стабистор не полностью компенсирует температурный дрейф стабилитрона, про это никто и не спорит. Но дрейф будет ощутимо меньше.

  • @juozasnarvoisas7516
    @juozasnarvoisas7516 3 месяца назад

    DLB!!!

  • @johnlemon1577
    @johnlemon1577 3 месяца назад

    Попробуй собрать бандгап Видлара на трёх транзисторах в больщой бетой (больше 500, например BC847C) и сравни.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад +1

      Конечно я с него и начал, только встретил два препятствия. Первое, он даже в симуляторе отказывается работать, второе это схема была бы не моя, и гордится как разработчику мне было бы нечем. Да и кроме Видлара там всего пару авторов есть, и те забугорные и 70х годов, кто придумал свои опорники.

    • @johnlemon1577
      @johnlemon1577 3 месяца назад

      @@Ivan152ru У меня работает и в симуляторе и в железе. Трёхтранзисторная версия по схеме ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B3%D0%B0%D0%BF#/media/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Widlar_1969_bandgap_simple_800x500px.PNG
      Номиналы деталей: R1 и R2 - 2K, R3 - 20К, резисторы 0.1% точности. Все три транзистора BC847C. Выдаёт напряжение 1.225в.
      Симулятор в котором работаю - LTspice

    • @johnlemon1577
      @johnlemon1577 3 месяца назад

      @@Ivan152ru Мой прошлый ответ куда-то исчез. Повторю, но только без ссылки.
      У меня работает и в симуляторе и в железе. Трёхтранзисторная версия по схеме из википедии. Номиналы деталей: R1 и R2 - 2K, R3 - 20К, резисторы 0.1% точности. Все три транзистора BC847C. Выдаёт напряжение 1.225в.
      Симулятор в котором работаю - LTspice

    • @johnlemon1577
      @johnlemon1577 3 месяца назад +1

      У меня работает и в симуляторе и в железе. Трёхтранзисторная версия по схеме ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BD%D0%B4%D0%B3%D0%B0%D0%BF#/media/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Widlar_1969_bandgap_simple_800x500px.PNG
      Номиналы деталей: R1 и R2 - 2K, R3 - 20К, резисторы 0.1% точности. Все три транзистора BC847C. Выдаёт напряжение 1.225в.
      Симулятор в котором работаю - LTspice

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад +2

      @@johnlemon1577 Спасибо дорогой, попробую.

  • @bad555
    @bad555 3 месяца назад +2

    Всё это свидетельствует о массе свободного времени у автора.
    У меня вопрос, что такого измеряет автор, что ему необходима такая точность и почему он игнорирует пусть не самые лучшие готовые ИОН, которые по температурной стабильности гораздо лучше его разработки?
    Проведённая работа ради самой работы? Ну такое себе.

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  3 месяца назад +1

      Отвечу. Если вы откроете любую книгу по схемотехнике то там окажется куча схем, решений и много отдельных узлов из которых потом строятся более сложные схемы. В них же есть какой то смысл? Мне просто интересно придумать что то новое причём на транзисторах. Я не в коем случае не призываю повторять, используйте как подсказку в своём творчестве. Кто то увидит решение которое как раз не хватает. Я не брезгую микросхемами, просто я не вижу в них красоты. А времени к сожалению совсем немного. Конечно я поставлю ТЛку, просто был вызов который я принял, и в итоге я сумел достичь цели, хотя меня уверяли что это невозможно на дискретных элементах. Ну и в таких процессах мозг развивается, а если не думать то он махом отрафируется, потом захочешь что то придумать а он на отрез отказывается. Вот такая история. Но если вы зашли то вам интересно, а значит я не зря выкладывал, или таких источников как мой очень много?

    • @bad555
      @bad555 3 месяца назад +1

      @@Ivan152ru Вы не поверите, но когдато очень давно подобные схемы собирали как вы, на дискрете. И пришли к выводу, к стате логичному, что проще это упаковать на один кристалл и получить более высокие параметры при той же схемотехнике.
      Я просто не вижу смысла в вашей работе. По этому я и предположил, что у Вас очень много времени, свободного.
      Извините, если это не так.

  • @user-vd8gy1kw1y
    @user-vd8gy1kw1y 3 месяца назад

    Я давно могу термокомпенсировать с любой точностью обычный стабилитрон.

  • @Operblock-TV
    @Operblock-TV 26 дней назад

    Зачем это всё, 431 стабилитрон лучше, потому что все активные на одном кристалле и имеют равную температуру и стареют одинаково. Если городить точные резисторы, то они дорогие и тоже шумят.
    Не хватает 431, возьми специфический ИОН, правда они под санкциями🤣

    • @Ivan152ru
      @Ivan152ru  26 дней назад

      Просто интересно было смогу или нет.