M8电源进阶测试，有惊喜

dradeng · 发表于 2010-2-19 18:21

本帖最后由 dradeng 于 2010-2-19 20:19 编辑

是去年第一批套件的M8电源，上次多买了一块PCB，年前几个月一直都没啥时间折腾这多余的一块PCB，这几天闲下来就做了些尝试。
此M8电源是10位R-2R网络调节，对于30V的固件来说，其步进调整精度理论上是30/1024=0.0293V，近似30mV步进精度的样子。比如设置5V输出，那么实际输出能控制在5V±30mV。数字电路不想模拟电路那样可以连续调节，此M8数字电源也只能以每30mV左右步进自动调整输出，这也就是测量输出电压时，有时会出现几十毫伏的无周期性无规律跳变的原因。

就我前一台M8电源反复调试情况来看，输出电压的步进调整精度远差于理论值：
用20V固件（10mV步进设置），理论上步进精度为20mV左右，R-2R网络采用5％的5.1K－10K电阻，经万用表挑选了些误差在±0.1K的使用。调试结果是，很数电压段输出精度在±50mV左右。

此次尝试提高了R-2R网络精度，原来一直有使用1％精度的10K//10K－10K的想法，可惜手头没有1％精度的10K电阻，昨晚做了个近似的尝试，实验过程及结果如下，供大家参考：

1、R-2R网络电阻采用1％精度的4991（即4.99K，未挑选），再用万用表挑了些9.98±0.01的10K电阻，有0805的也有0603的，有些是从废板子上拆的，只为做个实验。
2、其他元件也都是东拼西凑的，当然，电路我是理解了，在不影响电路的前提下选的。
3、电压采样用多圈的10K，目前还不会用USBasp（貌似有问题），从硬件调整精度我有不少经验，有足够的信心，效果也不必软件调整差。
4、昨晚开始，挑电阻就用了个把小时，从一堆废板上挑电阻还真累，眼都看花了，历经4个来小时终于全部一次搞定。结果如下，有惊喜，不让大家失望：
全程电压的输出精度大多能控制在±0.02V以内

dradeng · 发表于 2010-2-19 18:24

本帖最后由 dradeng 于 2010-2-19 19:10 编辑

补充说明一下：

1、输入用的是王老板的12V可调电源（用在显微镜上的那种），实际电源是11.7V，因此上述测试只从0～10.5V；
2、从上述测试来看可以说是全程电压调整的步进精度都很不错了，已经超出我的预期，我以 0.1V 的步进全程查看过，基本上精度都在±20mV以内，少数几个点在±30mV左右。
3、全程无振荡，输出稳定。
4、输出稳定并不是说输出一直保持不变，数字电源始终都在不停的检测和比较实际输出与设定值，而数字电源的调整都是有一定的步进值的，这也就是输出会无规律的出现一个步进值跳变的原因。
5、R-2R的数字电源并不是纯数字电路，10位的R-2R网络模拟电路网络，这也就是不同电压点的步进调整有差异的原因。
6、带8欧负载全程电压测试过，电流限定1A以内，输出电压稳定，精度不错，不过万用表读数比空载时要低0.1V左右，估计差异的最大原因在线阻上，因为只是仓促的测试，板子上的大电流线路都未加粗，只是简单的搭接测试。
7、用20V笔记本电源做输入简单试了下，结果差不多，未拍照记录。

结论及建议：
1、不要小看R-2R网络精度的贡献，直接影响输出电压的精度和全程电压的线性调整精度。
2、建议有条件的朋友用1％精度的10K//10K-10K焊R-2R网络，有心者或许还可以用表从1％的10K电阻种挑一致性更好的来用，说不定会用更大的惊喜。
3、用多圈电阻调电压采样分压比其实效果很好，需要的是细心、耐心。我大胆的猜测一下，估计以前说用多圈电阻调不准此电源的人，多半的原因在R-2R上面，R-2R网络差导致在一点的电压调准了，而在别的电压点就可能不准。另外需要说明的一点是，在接近满量程输出的电压点调分压电阻一般比在小电压点调出来的结果要好不少，这个误差分析上面的知识我就不废话了。总之，在接近满量程的地方多找几个点多试试（因为数字电源是步进调整不连续），细心的调一调，会有惊喜等着你。况且调电阻比用USBasp下载线做软件调整要方便不少。新版可软件调整的固件没用过，不在讨论之列。

fujiachun · 发表于 2010-2-20 15:42

谢谢好经验，看来R-2R的精度和所谓的“自激”可能存在某种联系，就是R-2R精度不够，电源就不停的调整，产生“自激”。误差在不同的地方产生“自激”的点也不一样

wonny · 发表于 2010-2-21 13:21

mark......

浩祺心 · 发表于 2010-2-21 20:48

能达到这个精度已经不错了，看来要想达到更好地精度，还要精挑细选电阻啊。

szwang · 发表于 2010-2-22 15:42

记号。

无锡风 · 发表于 2010-2-22 18:08

记得我在“测试版”的帖子里说过，R-2R的电阻，要尽可能挑选一下......

jbzzz · 发表于 2010-2-23 01:11

有空也换1%电阻看看

sy100 · 发表于 2010-2-24 21:13

标记，学习，谢谢！

resethdd · 发表于 2010-2-25 11:16

楼主万用表好漂亮，什么型号的呀？

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