Метка: ADR1399K

Слегка отдохнув от платы ЦАП, и выполнив пару проектов “выходного дня”, я с новыми силами ринулся мозго-штурмовать аналоговые модули ГЛИН. Крайняя мысля заключается в следующем:

1. Судя по всему, процент выхода годных ADR1399KEZ будет не большим, наврятли я отберу из 16-ти стабилитронов 6 очень хороших, более реальное число наверное будет ближе к 4-м, по этому число стабилитронов в опоре сокращено до 4-х.
2. Смысл переделывать блок ИОН на малошумные зенеры  – есть! Даже если я не уберу проблему шума при генерации ЛИН, то в статическом режиме в любом случае я увижу профит от понижения шума. А это мне кажется может быть полезным.
3. От идеи полного 4-х проводного подключения всех стабилитронов я не отказался и решил эту идею разивить и изготовить.
4. Хотелки по добавлению АЦП потребуют от блока ИОН еще одного питания “+5В”. Сначала я хотел это питание получать от отдельного ИОН LTC6655LN, но более педантичный расчет показал, что LTC6655LN более шумный по сравнению с групповым ИОН на ADR1399K. По этому блок синтеза напряжений расширен до напряжений “+7.05В”, “-7.05В”, “+5.03В”, генерируемых на резисторных сборках LT5400.
5. Наверное логически более верно будет изготовить весь данный блок в виде мезонинной платы, накрыв его весь алюминиевым экраном, в котором будут профрезированы выемки под 3-подблока “высокотемпературный подблок зенеров”, “подблок резисторных сборок LT5400”, “подблок ОУ и обвязки”. Конечно это сделает старт инерционным, но по ожиданиям это не будет большой проблемой. Зато все части блока при правильном проектировании перегородок должны иметь хорошую теплосвязь, и ТКН будет более предсказуем.

Это в теории…. А на практике… хм… посмотрим!!!

Пока нарабатываются два экземпляра ADR1399KEZ, решил по ходу дела померить им шумы.
Выяснилось, что попкорн-шум им тоже свойственен, но у одного экземпляра образец #1 он составляет около 0.8мкВ, и присутствует явно.

А у второго образца #2 он появляется довольно редко, но его амплитуда достигает 3мкВ. Вот несколько случайно пойманных попкорнов:

По итогу, поскольку я привык сравнивать шумовые характеристики с помощью вычисления девиации Аллана, получаем нечто такое:

Отчетливо видно, что шумовые полки каждого из случайно взятых двух ADR1399K, у которых даже присутствует попкорн шум, практически совпадают с шумовой полкой двух самых отборных LM399AH, с незначительными отличиями. А если произвести отбор ADR1399K, и составить из них групповой ИОН, то думаю можно получить значительно превосходящий результат по сравнению с самыми-самыми отборными LM399AH.

Что собственно и ожидалось…. Теперь запасаемся попкорном и ждем новых поставок ADR1399K. Заказано в общей сложности еще 16 штук ADR1399KEZ, думаю этого будет достаточно чтобы понять, существуют ли ADR1399K вообще без попкорна, и каков их примерный процент в общей массе чипов на рынке.

Так-же задумываясь о термо-ЭДС разъёмов, подсмотрел тут на досуге у строителей адронного коллайдера LEMO-вские разъемчики вот такие:

Они их применяют в самодельных вольтметрах.

Почему – потому-что раз уж я сетую на микровольтные шумы то наверное надо, чтобы колебания воздуха в помещении тоже не оказывало значительного эффекта, ибо термо-ЭДС. Пока я справляюсь с проблемой просто накрывая все соединения махровым полотенцем, предотвращая обдувание разъемов, но это-же не дело, надо чтобы этот момент был учтен в дизайне усилителя и в дизайне ГЛИН.

Это конечно не самые лучшие разъемы в плане термо-ЭДС, но с виду довольно симметричные и проработанные, а главное легко-доступные к покупке. Оба сигнальных пина скрыты в металлическом корпусе, оба симметричны, а значит должны оба прогреваться равномерно при воздействии потоков воздуха. Само термо-ЭДС это не уберет никуда, но оно взаимо-компенсируется.  По идее эти разъемы должны быть лучше всяких там SMA и BNC которые я активно применяю, у них сигнальные части не симметричны друг другу, и нет никакой защиты от потоков воздуха. Да и я думаю, что строители коллайдера не просто так их туда поставили, наверное тесты касательно термо-ЭДС тоже проводили, не дураки-же они. Тоже горсть заказал, попробую! Интересно!

В качестве “проекта выходного дня”, спаял на досуге обещанный ранее проект “сжигателя“. В процессе нашел и поправил небольшую ошибку, но суть не в этом. Суть в том, что на вооружение принято еще одно самодельное устройство.

Читать далее «Зажигай!!!»

Размышления над концептом платы ЦАП продолжаются…. Взвесив все “за” и “против”, а так-же учитывая то, что у меня заказано две партии ADR1399KEZ по 2 и 4 штуки, итого 6 штук. А так-же учитывая, что ни на какое ближайшее время применений этим стабилитронам нет, кроме как поставить их в ГЛИН. Было решено, что лучше двух стабилитронов в опоре, могут быть только 4 стабилитрона в опоре Да и задачу по трассировке это мне не усложнит, так как стабилитроны можно установить симметрично, один под другим, по разные стороны платы.

Суть сего действа в том, что увеличение количества стабилитронов до двух на каждую рельсу опорного напряжения, понизит шум в среднем на “корень квадратный из двух”, то есть 1.414, и в результате шум должен уменьшится до 1 мкВ в диапазоне малых частот от 0.1Гц до 10Гц, который не покрывается выходными фильтрами, т.к. их частота среза около 7Гц. А один микровольт шума, это 0.01% AC составляющей в DC токе при скорости ЛИН 10мВ/сек. Благо прошивка прибора построена таким образом, что на малых скоростях ЛИН дополнительные каскады усиления выключены, и на емкость поступает напряжение без усиления, то есть от -7В до +7В через малошумящие ОУ Linear Technology LTC2057HV.

Так-же поскольку место на плате позволяет, решил поставить несколько конденсаторов WIMA MKP4 на 2.2мкФ, чтобы срезать шумы ИОН свыше 100Гц. Для целей дальнейшего использования платы ЦАП в паре с высокоскоростным АЦП высокого разрешения.

Судя по анализу даташита на стабилитрон ADR1399KEZ в LCC корпусе, ему стать сверхстабильным ИОН особо не светит. Его от температурного циклирования буквально разносит в клочья и он в отличии от классической версии ADR1399KHZ в корпусе TO-46, улетает в далекие дали.

Стоит ожидать и других сюрпризов. По этому лично я от него не жду чего-то сверхестественного. Да и выбирать особо не приходится, т.к. на сегодня, ADR1399KEZ в LCC корпусе, это единственная модель этих стабилитронов, которая доступна к покупке где бы то ни было в мире. Главное на что я рассчитываю меняя классического старичка LM399, который был разработан еще в прошлом тысячелетии, это пониженный шум, при превосходном ТКН. А уж это он должен смочь обеспечить. К тому-же в абсолютно беспрецедентной конфигурации 2+2.

Почему я так жду 1399-е стабилитроны, спросите Вы, отвечаю – потому-что это первое более менее ощутимое движение с мертвой точки за последние несколько десятков лет в этой области. По сумме факторов им не будет равных, так как выполняется сразу ряд условий:

• Низкая стоимость решения(в месте с компонентами обвязки).
• Малое соотношение шум/ppm в НЧ области.
• Малый ТКН.
• Высокая долговременная стабильность.

Все это можно легко найти по отдельности, но не вместе.

Решил на всякий случай, просимулировать новый концепт опорника в ГЛИН, и вдруг посетила меня тут на досуге мысля… а не сделать ли мне ИОН на ADR1399K. Эта мысля пока-что получила воплощение только в виде симуляции в LTspice:

Файл симуляции: ссылка

Пришлось попробовать несколько вариантов системы запуска, и похоже самый рабочий из них, это использование дополнительного делителя и диода.

Опорник имеет с обоих сторон(со стороны ИОН и клемм) кельвиновское подключение, компенсирующее потери на проводах и дорожках, а это значит, что его можно использовать и для относительно мощных нагрузок, до нескольких миллиампер.

По идее, если на него разработать методику калибровки, то можно отдать в мет-лабораторию, чтобы его измерили… хммм…. есть над чем подумать Может и займусь….

Так случилось, что в ходе экспериментов с большими емкостями я вынес ГЛИН-у часть аналогово каскада около недели назад. Естественно в ближнем РФ запчастей не нашлось, пришлось заказывать с задворков цивилизации. Но пока они ко мне ехали, меня подбило сделать вторую версию ГЛИНа. Первую версию я делал и заказывал компоненты около года тому назад, сегодня ситуация несколько изменилась, по этому его  было решено немного схемотехнически переработать.

Читать далее «Микрон-ГЛИН: вторая версия, разработка аналогового блока»