仿LM317+555设计一个100mA恒流源

washu

shuzhi 发表于 2023-5-5 19:15
再用7106/7107做个交流毫伏表，合到一起就完整了。

太过复杂，楼主的电路已经比较复杂，再加上一套 7106/7107 表头

隔壁模拟电路单片机 ESR 表方案我就吐槽过，既然用单片机就不要用模拟电路做恒流源，没有那个必要，单片机不需要你恒流也可以测阻抗，将标准电阻和待测阻抗串联，一边采集待测阻抗上的电压一边采集标准电阻上的电压就行，整个模拟电路部分，只需要一个电阻，没了。整一大堆模拟电路，就是给自己找不愉快。

xjw01

dirtyacc 发表于 2023-5-7 00:23
手持表就算是真有效值的，精度比直流档还是差太多了，我也做过那个555版本的，在zt-225（mV档是25.000mV量 ...

早上做了测试，LM317没问是。Ro用8个1k电阻并联，LM317的IN与OUT并联100欧电阻分流，减小LM317发热

开机漂移0.2%的原因：
BTL功放有温漂。Ib大约占总电流的0.5%，这一项温漂比较大，按Ib漂称30%计的话，就达已到0.15%，实际上，Ib变化不大，或许是be结正向压降的变化，使波形发生了小量变化。
实测，开机1分钟后，漂移0.15%，之后缓慢漂0.1%以内

频率变化：
Rx=0欧时频率808Hz，Rx=5.1欧时813Hz，大约1欧1Hz

恒流效果：
Rx每增加1欧，有效值电流大约减小0.02%，与仿真结果一致，可以说实现了恒流。

xjw01

实际电路R2=R3=8.2k，C1、C2也比电路图中的值大一些，实测频率808Hz
Ro用8个100欧电阻并联得到,R8用４个100欧电阻串并联得到
1.平均值理响应与实测比较
  安装前，测试Ro的值，实测 Ro=12.482欧，上电后1~2分钟后，测得 Vref = 1.2332V
  所以直流恒流 Io = Vref/RoA + ADJ脚50uA = 98.85mA
  BTL输出管的Ib约占总输出的0.5%，所有Io修正为 Io = 1.005*98.85= 99.34
  Rx接入=0.997欧(含R7并联)
  则平均值响应电压为 Io*Rx*1.1107 = 110.01mV
  由于C5、C6的ESR=2*0.3=0.6欧，信号衰减了0.6%，所以平均值响应理论值为109.4mV
  vc86e实测为109.6mV，与理论值非常接近
  温漂主要来自于LM317和Ro
2.有效值响应与实测
  仿真结果为 102.05mV
  实Vref与Ro与仿真电路的值有差别，修正后应为 102.05*0.9880=100.83mV
  由于C5、C6的ESR=2*0.3=0.6欧，信号衰减了0.6%，所以平均值响应理论值为100.2mV
  实测值，仿真值相差0.5%左右，且不同的真有效值表测值也不一样
  此外，振荡三极管T1和T2受热时，波形也会发生变化，引起真有效值变化可达0.2%
  温漂主要来自于LM317和Ro、振荡器、功放。其中T1和T2影响较大
3.结论
  用平均值响应的万用表，可以得到高精度测量结果
  万用表应选用频响达到100kHz的表。如vc86e、vc9806+等
  后期的单片机表，频响不好，且低数大，小信号不能测量。DD9975，底数50mV，没法测量。
４. 若使用平均值响应表，校准方法：
    接入Rx=1欧，R7改为两电阻分压，输出给万用表
    调分压值，使读数为100mV
    R7串联10欧电阻，理论值为1.00mV
    若实测0.80mV，则误差20字

xjw01

最后版本

zmc419

海洋DZ 发表于 2023-5-5 11:28
LM317做100mA恒流的话，要这么复杂？

交流恒流源，很难。

xjw01

接上开尔文夹具，发现容易受工频干扰
C5、C6改为100uF，情况明显好转。电路板接入大地，也明显变好。

abbey_tom

适合平均值响应的万用表，
是不是一般的指针万用表不合适？
记得一般指针万用表的交流都是有效值指示，
且频响都不高，
另外，普通数字表或表头可以么？

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-5-9 09:31
适合平均值响应的万用表，
是不是一般的指针万用表不合适？
记得一般指针万用表的交流都是有效值指示，

电路还得修改。现在没时间调试。
这个电路，理论上适合平均响应的表。
实测效果还可以。
由于使用方波，受谐波影响，实际只能分辨到1毫欧。回路电感会影响测值。
此外，还会受到噪声影响。感觉最多分辨到1毫欧。

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-5-9 09:31
适合平均值响应的万用表，
是不是一般的指针万用表不合适？
记得一般指针万用表的交流都是有效值指示，

此外，我使用双胶线做开尔文夹具的线材，存在磁感。磁感与电阻压降是正交的，造成测量回路存在电感分量，因此测量小电阻时，精度受到一些影响。

abbey_tom

xjw01 发表于 2023-5-9 16:19
电路还得修改。现在没时间调试。
这个电路，理论上适合平均响应的表。
实测效果还可以。

分辨到1mΩ也还好吧，
上次那个ESR好像只到10－20mΩ

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-5-9 18:03
分辨到1mΩ也还好吧，
上次那个ESR好像只到10－20mΩ

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-5-9 18:03
分辨到1mΩ也还好吧，
上次那个ESR好像只到10－20mΩ

用方波测量的问题及解决方案：

导线电感(包括开尔文夹具的电感量)引起的不良效果：万用表检波时，会把电感上的尖峰电压也检出来，引起误差。
1米长的导线，电感量大约是1uH
每7cm长度，大约会引起1mR的附加读数，那么１米长度大约增加14mR的读数。这么大的误差不可接受。
解决办法：回路加感！！！
运放检波不可随便引入尖峰干扰，否则运放进入非线性，会产生额外的检波输出。
比如，回路总电压为10uH，被测件电感1uH，二者串联后，那么尖峰大小大约减小了10倍。

abbey_tom

xjw01 发表于 2023-5-10 16:18

很不错，
还是想办法有独立表头比较方便，
这个数字表测这么小的电压，
本身误差就比较大了吧。

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-5-10 16:33
很不错，
还是想办法有独立表头比较方便，
这个数字表测这么小的电压，

vc86e精度很高的。自制的表要达到vc86e的水平，并不容易。

xjw01

abbey_tom 发表于 2023-5-10 16:33
很不错，
还是想办法有独立表头比较方便，
这个数字表测这么小的电压，

vc86e电阻档有点问题，改一下电路即可。
vc86e电压基准的可调分压电阻分压比例过大，调整一下分压比例，电压档就能长期稳定。我的表用了十几年了，至今准确无准