自制基于AD588的 0-10V 0-20mA 20/50/100V 步进可调直流基准源

infozx

100v电压基准采用10颗LT1021-10BCN DIP-8，参考了网上的电路和乐老师的电路图，自己也增加了一点改进。



变压器AC 24v绕组输入，四倍压到132v左右直流，两颗JFET背靠背，精调电阻到2mA左右限流。为防止AC电压印度式波动，用431作比较加入了一路欠压指示的LED；另外为防止电网过压导致132v过压，超过JFET耐压50v而烧坏，故加入了主动式钳位吸收电路，其实就是使用一颗英飞凌4N60的高压功率MOS加两颗2W电阻，当分压得到的2.5v Vgs高时直接用MOS把倍压整流的能量吃掉电压拉住，由MOS和电阻一起耗散掉。在AC Source上宽范围实测过，效果挺好，微调vgs分压后基本能压在140v内。


这个基准子板，出100v，中间抽20v和50v，有限流因此输出有短路保护，但如果是100v测试点被短路到地，一百多伏电压全被两颗JFET抗了所以可能会烧JFET。这里还有待改进。




0-10v板采用了AD588，正常出5v和10v两路基准，分别通过模拟开关配合运放跟随阻抗，切换到不同抽头组合输出。为什么要用5v和10v两路而不是只用一个10v基准呢，因为要考虑0-20mA电流。采用osopa1001御用金牌网络电阻，因此10v这路可以分到0-9v，1v步进；而5v这路可以分到0.5的倍数，差动运放正好可以在两颗并联的1k S102C金属箔电阻上产生0-20mA电流。

怕数字干扰，因此么有使用单片机，纯靠两片74数字逻辑门实现的按钮换挡切换，5v电压供电全包了。一颗计数器和一颗bcd转16路译码器，模拟开关芯片需要bcd码控制，led通道指示需要16路，本来想用bcd转7seg数码管，但数码管9以后进位太麻烦，面板开孔也不好看，就放弃了改为16颗独立的LED指示。

下面是diy过程图：











这个10v基准板，预留了加热恒温的位置，下方两个焊盘可以接恒温板的供电，恒温板是铝基板，倒扣在陶封的AD588上。
但还没来及的安，想先看看不要恒温的效果。




本来买了带地线的AC滤波器的品字口，结果壳选小了太大塞不下，无奈放弃。用了简单的8字插，除了保险丝啥也加不上去。


变压器选大了点






最后，整机面板

infozx

10颗LT021BCN-10是经过筛选的，果然是不筛不知道，一筛发现离散真大。我买了15颗，基本5颗都淘汰了，剩10颗配对起来，刚刚好100.000v整。

虽然1021是可以通过电位器微调的，且不影响温漂。但我在后续的测试中，发现在这种多个串联式应用中，trim端的电位器基本上废了（具体原因后续再表）。所以只能靠原生筛选匹配。



上述数据都是通过bm789四位半测试标定的。
另外，通过测试发现，我用34401测得100v读数很准，大概100.0002（34401是之前比对过7位半校准过的399基准的），而四位半表读数是99.98x，和rigol示波器的垃圾8位分辨率测量读数差不多也这个数，说明这个四位半的表在100v挡位偏差还是挺大的，没校准到很准，但他的10v挡位还是非常准的，和34401完全对的上。

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最新的情况是又出现了翻车。。。AD588差点烧了。起因是主板总装时，四针供电排线，+5，-15，GND，+15。其中GND和+15焊反了，电压全乱了，上电半分钟发现输出只有0.7v（保护二极管的压降）异常，一摸AD588很烫，赶紧断电检查。修改过来后，好消息是能正常工作了，AD588没坏，都有输出，5v逻辑电路和外围也没坏。

坏消息是AD588的两路漂的有点厉害，按住葫芦浮起了瓢，通过电位器微调，10v调到10.000时5v是4.997，5v调准了10v就飞的有点多。怀疑588是被搞伤了，悲剧，又准备再破费买辆颗了。

本来10v子板已经测好了，但没经过高位表测试，这下发现低估了588两路输出之间的差异，因为10v是从5v内置电阻网络倍压出来的，也就是说，之前就没考虑到AD588本身就可能存在的5v跟10v之间原生的芯片初始差异性。这么一想又悲观了，可能一开始直接用399的单路10v做整版基准更好。

（未完待续）

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3.10 更新
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静下来仔细思考了下，发现可能588芯片并没问题，而是我设计微调的电路有缺失。588原本留有两个微调电阻位置，一个balance负责5v的在12脚，一个gain增益负责10v的在5脚。阅读规格书，检查发现我电路中12脚的R6没有用，且直接接到参考地了，相当于把R6直接往低并联，果然导致5v输出偏低。


于是拆了板子，用麻花钻仔细钻孔，安上一个100k的可调多圈电位器，把12脚飞线出来，接上电位器。上电试了下果然可以调5v了，非常完美！！！


调的步骤有讲究，先粗调5v，差不多5.0000后调10v的电位器；但把10v调准了后5v会又偏一点；再返回来精调5v，最后再调一遍10v电位器，就大功告成了。


不考虑温漂影响，完全能调到很准。




新搞了个金封的B档的588，明天换上去重新试下。

infozx

占楼。。。。。。。。

壹筒江湖

额……能不能借我调下万用表

大猫8627

羡慕动手能力强的

lg676041036

非常漂亮，羡慕高压源。

sadfun

谢谢分享~学习了

人艰不拆了

壹筒江湖 发表于 2025-3-8 16:39
额……能不能借我调下万用表

已阅，基本同意

人艰不拆了

用的什么模拟开关

icespirit

看你那插座像是国产仿品，故意买仿的还是被忽悠了导致的？接触电阻估计有些大

另外看PCB布局好像没覆铜？特意的？

infozx

人艰不拆了 发表于 2025-3-8 17:34
用的什么模拟开关

Vishay的DG442, DG508, DG509，都是对ADI的廉价平替ic。

infozx

icespirit 发表于 2025-3-8 17:42
看你那插座像是国产仿品，故意买仿的还是被忽悠了导致的？接触电阻估计有些大

另外看PCB布局好像没覆铜？ ...

这种低速模拟信号，跟射频和电源类不同，板子面积开阔，也不需要散热，不需要大片覆铜；做好电源质量，远离干扰源就可以了。

插座？ 这个插座我没仔细考虑，小台表用的也是这种插座，不做电阻基准没太大问题吧？这个源给四位半用的，应该还不到考虑镝铜之类低热电势插座的地步吧。

icespirit

infozx 发表于 2025-3-8 18:06
这种低速模拟信号，跟射频和电源类不同，板子面积开阔，也不需要散热，不需要大片覆铜；做好电源质量，远 ...

你没看出来带颜色的就是塑料吗？原装的不是塑料材质的

wblqx

变压器应该还能再小点。

ccbw

谢谢分享~学习了

17805352

外壳 和上面的贴膜是自己做的嘛

田仁新

动手能力真不错，除了佩服外就是膜拜了

infozx

17805352 发表于 2025-3-9 08:59
外壳 和上面的贴膜是自己做的嘛

面板贴膜嘉立创打印的。外壳tb买的。

aping365

动手能力太强了!~

mzwbs1970

谢谢分享~学习了