Küçük voltaj referansları elde etmek

[Klein]

@seyityildirim  Önemli olan referansın doğruluğundan çok kaymasıdır. TL431 için bulabildiğim en iyi değer %0,5. Oda katalog değeri. her zaman onu da bulamıyoruz. Referansın başlangıç doğruluğu o kadar önemli ise zaten TL431 kullanılmaz. Bana kalırsa bir önemi de yok.  ADC ile çalışırken  hesabınızı kesin olduğunu düşündüğünüz değerler göre yaparsanız büyük ihtimalle hatalı sonuçlarla karşılaşırsınız. Referans değeriniz doğru olsa ADC hataları var , linearizasyon hataları var. Var oğlu var.

Sonucu  okunan gerilim = 2V / 4096 * ADC gibi sabit referans değerine bağlamak hatalıdır.
Devreyi her durumda kalibre edip ondan sonra kullanmakta fayda var.

[seyityildirim]

@Klein  hocam cevap için teşekkürler.

  Devreyi her durumda kalibre edip ondan sonra kullanmakta fayda var.

Kalibre olayını pek kavradığım söylenemez. Mesela bahsettiğimiz durumda kalibre etmek demek bir trimpot ile ayarlamak mı ? Bunu her durum için nasıl yapacağız ?

[ipek]

@asma
ben ipek hanımın babası Engin,küçük ipek büyüdü üniversiteli oldu,çok şükür,,dirençlere gelince bir dostum var military ihalelere falan girer Fluke falan oyuncak diye para vermez Keitley ve Boonton yada HP Agilent kullanır öyle titiz ve sıyrıktırki,yüzüne karşı söylerim hep oğlum ben sana ayda bir iki saat katlanıyorum,iştekilere evdekilere allah sabır versin diye..

Çemen Arda Gül'e manyak şiparişler verir 1ppm lik drençler falar onlarada Allah kolaylık versin,yada sabır,ben rahat gelişigüzel bir insanım sıkıntıya falanda gelemem,fakat şu da bir gerçekki yaptığı devreler Alman hastanelerinde kullanılıyor,alınabilecek tüm onayları alıyor
kısacası bir işi layığı ile yapanlara saygı duyarım sizin sorunuza gelince 24 bilik bir sigma delta adc'nin kendisinden dolayı değilde tasarım ve üfleme ile offset kayabildiğini bana gösterebildiği için direnç'lerden nefret ederim,hiç sadık olmayan o...rospular gibiler,bir gün buluşup sizi zevkle tanıştırabilirim bay titizle..

[Klein]

@Klein  hocam cevap için teşekkürler.Kalibre olayını pek kavradığım söylenemez. Mesela bahsettiğimiz durumda kalibre etmek demek bir trimpot ile ayarlamak mı ? Bunu her durum için nasıl yapacağız ?

Hayır. Bahsettiğim yazılımsal kalibrasyon. Trimpot ile ayarlayarak da yapabilirsiniz. Fakat zor olur.

ADC ile ölçeceğiniz büyüklük her ne ise (Direnç, sıcaklık, Akım, Voltaj) o değeri üreten kalibreli bir kaynağınız olacak.
Direnç ölçüyorsanız, değerini kesin bildiğiniz bir direnç. Gerilim okuyacaksanız kalibreli gerilim kaynağı.
Devrenin girişine bağlarsınız. Önce ölçeceğiniz en düşük değeri uygularsınız. ADC'den okuduğunuz değeri offset olarak kaydedersiniz.
sonra ölçeceğiniz en yüksek değeri uygularsınız. ADC'den okuduğunuz değeri span olarak kaydedersiniz.
Eğer Linearizasyon hatası olma ihtimali varsa iki değer arasında bir ya da bir kaç noktadan aynı şekilde ölçüm alır, ADC değerini kaydedersiniz.
Sonra hesaplamalarda bu değerleri kullanırsınız.
Örnek. voltaj ölçüyorsunuz.

1 - ADC girişine 0V uyguladınız(Girişi kısadevre ettiniz)
     ADC değeri 0 olabilir başka bir değer de olabilir. Biz 100 görmüş olalım. bu bizim offsetimiz.
2- ADC kirişine kalibreli kaynaktan max ( örneğimizde 3V olsun) değeri uyguladınız.
    ADC değerimiz 4000 olsun. bu bizim span değerimiz.

Hesaplamalara geçelim.
  ADC girişine bir gerilim uyguladık. kaçV olduğunu bilmiyoruz. ADC'den 3220 okuduk.

        Sonuç = (ADC Değeri  - OFFSET) / (SPAN - OFFSET) * SPAN Gerilimi (örneğimizde 3v)
        Sonuç = (3220 - 100) / (4000 - 100) * 3V
     Sonuç = 2,4V
            

[ferit06]

trimpotları oldum olası sevemedim .  Bıraktığım değerde hiç durmuyor. Oynuyor sürekli. Bir kere ayarladıktan sonra kitleme özelliği olan trimpot yok mu arkadaş

Çok tur trimpotlar kullanırsan öyle  kendiliğinden hareket etmezler.... olmadı ayarlamayı yapıp trimpot vidasını gövdeye japon ile yapıştır.

[seyityildirim]

@Klein hocam elinize sağlık. Çok güzel anlatmışsınız. Allah razı olsun

[ahmet_zxc]

bir referans değeriniz olmadan adc ile ölçüm yapamazsınız diye biliyorum.

ayrıca 5v ile işlemci besliyorsunuz ve 100k ile 1k dirençli gerilim bölücüyle 49,50mV luk ref ürettiniz.

5v 4,95 olursa ne olacak sizin ref?
dirençleri 10 ppm aldınız.
100k nın 10ppm i kaç volta denk?
1k nın 10ppm i kaç volta denk?

böyle bir referans olmaz olamaz saçmalıklardan başınızı kaldıramazsınız.

@Klein kalibrasyon kısmı gayet güzel.

[sadogan]

Doğruluğu kanıtlanmış bir referans geriliminden yapılır herhalde ,7805 kimse güvenmez sanırım.

[Klein]

Analog işlerle uğraşanların muhakkak kalibreli bi kaynağı olması gerekir.
En güzeli process kalibratör. Bu işi profesyonel yapan bir firmada muhakkak olmalı bence.
Fakat fiyat çok pahalı olduğu için herkesin alması zor.
En azından ölçü aletini senede bir kez kalibrasyona gönderebilirler.
Kalibrasyon firmasından gelen sonuca göre ölçü aletinin ne kadar hatalı olduğunu görüp, buna göre kendi değerlerini düzeltirler.

[Klein]

bir referans değeriniz olmadan adc ile ölçüm yapamazsınız diye biliyorum.

ayrıca 5v ile işlemci besliyorsunuz ve 100k ile 1k dirençli gerilim bölücüyle 49,50mV luk ref ürettiniz.

5v 4,95 olursa ne olacak sizin ref?
dirençleri 10 ppm aldınız.
100k nın 10ppm i kaç volta denk?
1k nın 10ppm i kaç volta denk?

böyle bir referans olmaz olamaz saçmalıklardan başınızı kaldıramazsınız.

@Klein kalibrasyon kısmı gayet güzel.

@ahmet_zxc  gerilim bölücü ile güzel referans olur.  Tabi ki Refeans üreteci olmadan olmaz. Gerilim bölücü de kullansanız bölücünün girişine uyguladığınız referansın stabil olması gerekir.
Burada gerilim bölücü dirençler ile referans yapmaktan kasıt, piyasada bulamayacağımız bir referans değerini , başka bir referans kullanarak üretmek. yoksa 7805'in arkasına gerilim bölücü yapın gibi bir iddiamız yok.

Sıcaklık kaymasına gelirsek.
Ana referansımız  3V. Gerilim bölücülerimiz 10k ve 2k Dirençlerimizin ısısal kararlılığı 100ppm. Sıcaklık değişimimiz 20C
Oda sıcaklığında Referansımız 

Ref =Mref / ((R1/R2)+1) = 3/((10/2)+1) = 3/6 = 0,5V

Sıcaklığımız 20 derece değişti. direnç değerlerimiz şöyle olur.
R1 = 10020R  R2 = 2004R
ya da
R1 = 9980R R2 = 1996R

Hesaplayalım.

Ref = MainRef / ((R1/R2)+1) = 3/((10020 / 2004)+1) = 3/6 = 0,5V
Ref = 3/((9980 / 1996) +1) = 3/6 = 0,5V

Görüldüğü üzere  iki direncin sıcaklık stabilitesi aynı ve dirençlerin sıcaklık değişimi aynı olduğu sürece kayma orantılı olacaktır. Referans değerimiz değişmeden kalacaktır.
Bu yüzden trimpotlarla yapılan gerilim bölücüler iki dirençten ve daha bir çok aktif referanstan iyidir.

[ahmet_zxc]

@Klein sıcaklık la değişim konusunda kağıt üzerinde haklısınız.

yukarıda referans değerin sabitliği konusuna hiç değinilmemiş. onu da arkadaşa anlatmak lazım.
tl431 denen malzeme zaten kendi başına ayrı takılan dünya.. ben onu referanstan bile saymam. genelde smps lerde kullanılır. adc de kullanmak akılcıl değil.

ben 24 bit adc lerle çok haşır neşir oldum. istediğim şeyi henüz başarabilmiş değilim.

ancak 10ppm diye üreticinin verdiği tolerans maksimum toleranstır. direncin birinde 1ppm başkasında toleransı da aşacak şekilde 11ppm olabilir. kiii oluyor.
çok kaliteli malzeme kullansanız biri 3ppm diğeri 5ppm olsun. üretici 10ppm i garanti ediyorum demiş olsun.

ozaman zaten düşük olan referansınız güzel memleketimin dolar kuru gibi olacak.

[Klein]

@ahmet_zxc
Diyelim ki dediğiniz gibi oldu. Direncin birisi 3ppm diğeri 10ppm.

bu durumda referans voltajımız  0,5 yerine 0,4999416618V olur.

Yani yaklaşık 5ppm.  5ppm referansı referanstan saymam. Benim için çöptür diyorsanız, saygı duyarım.
Ama benim için 5ppm referans gayet güzel bir referans. 

[ahmet_zxc]

@Klein  seni çok iyi anlıyorum söylediklerinde haklısın.

bu arkadaşın ihtiyacını mutlaka karşılayacaktır buradaki bilgiler.

5ppm tabiiki çok iyi bir değer.

ancak; dirençlerde 20°C de 1ppm sapma varken, 40°C de 10ppm olabilir.

aynı sıcaklıkta biri 2ppm diğeri 6ppm ken . ikisine de +20°C ısıtılınca ikisi de 10ppm olabilir.

bunları yaşadım, direnç ile stabil ölçüm çok  zor. dediğim gibi ben 24 bit çalışmaya çalışıyorum. 

bu problemleri aşmaya çalışıyorum. dediğim gibi istediğimi henüz başarabilmiş değilim.

[certy]

Eğer sıcaklık problem ise, sıcaklıktan etkilenmeye müsait tüm referans elemanları sabit bir sıcaklıkta tutulsa problem çözülmez mi?

[Klein]

Gnel olarak endüstride kullanılan aygıtlarda o kadar önemli değil. Ama önemli ise öyle yapılıyor zaten. Yaklaşık 60 derecelik fırının içerisinde sabit sıcalık sağlanıyor.
Fırın dediysem öyle ekmek fırını gibi bir şey değil. sadece komponent ve ilgili elemanlarının girebileceği boyutta.  Çoğunlukla yüksek doğrulukta saat işareti üreten osilatörlerde görebilirsin bu uygulamayı.
Bir cihazın referans devresinde de görmüştüm. ama hatırlayamadım şimdi hangi cihaz olduğunu.


http://www.ti.com/lit/an/snoa589c/snoa589c.pdf
http://www.n4iqt.com/ocxo/piezo/DHXO/%5BCorning%5D_Quartz_Crystal_Oscillators_with_Direct_Resonator_Heating%20(2).pdf