Bilindiği gibi ölçüm devrelerinde sıcaklıkla değişmeyen hassas voltaj referansları kullanılır. TL431 gibi.
Bu ve bunun gibi elemanlar 1,24V - 2,5V gibi referans değerleri sağlamakta.
Peki mV mertebesinde referans voltajı lazım olduğunda bu değerler nasıl elde ediliyor? En basitinden gerilim bölücü kullansak bu kez kullanılan dirençlerin hassasiyeti ve sıcaklıkla değişimi işin içine giriyor. Dolayısıyla voltaj referans entegresi kullanmanın anlamı kalmıyor. Şöyle ki basit bir lineer regülatörden sonra da ben gerilim bölücü kullanarak bu değeri elde edebilirim.
Velhasıl kelam mV mertebesinde voltaj referansı elde etmenin yolu nedir?
Hocam sadece sesli düşünüyorum,
Gerilim bölücü ile elde ettiğiniz referansı aynı zamanda Adc 'den de okusanız, bu sayede bir nedenden dolayı bu deger değişse bile elinizde yine doğru referans olur. Bu sayede offset eklediğiniz sinyalin offset değerini de adc sayesinde dinamik olarak değerlendirirsiniz.
@F493 bu yöntemi tavsiye edenler olmuştu. Aklıma şöyle bir soru geliyor:
İyi de madem adc den okuyup dinamik bir sistemle uğraşacağım neden voltaj referansı ile uğraşıyorum ? Mesela sıradan bir 5V regülatörünün ucuna de gerilim bölücü yapıp yine adc den okuyarak işi dinamikleştirebilirim.
Bunu önerme amacım şuydu.
Örneğin bir işaret düşünelim AC olan. Bu işaret'i adc ile okumam için ofset ekleyip 0v üzerine çekmeliyim. Bu ofset gerilimi de 1V olsun ve bunu gerilim bölücü ile elde edeyim.
Eğer ben adc ile sinyalleri okurken gerilim bölücüden dolayı ofset değeri değişir ise sinyali de yanlış değerlendirmiş olurum. Onun için adc ile ofset gerilimini de okumak avantaj sağlar. Bu şekilde gelen sinyalden sabit 1v ofset çıkarmam, okuduğum ofset gerilimini çıkarırım. Böylece ofset değişse bile sinyalden doğru ofset değerini çıkarmış olurum.
Eğer TL431 gibi bir enteğre kullansaydık adc den ofset değerini okumak gerekmezdi, çünkü ofset daha kararlı olacaktı. Amacımız kararsız olan ofset'i kompanze etmeye çalışmak.
Esen kalın.
Ölçüm esnasında ortam sıcaklığı,eleman üzerindeki ısı değişimleri gibi etkenler, gerilim bölücü gibi referans yapılarını etkiler. Yok benim ölçüm toleransım yüksek diyorsanız gerilim bölücü yapısını kullanabilirsiniz. Ama sağlıklı bir ölçüm yapacağım diyorsanız voltaj referans entegrelerinden kullanmalısınız. Bunun için digikey gibi sitelerde arama yaptırabilirsiniz.
@apsis hocam. standart voltaj referans değerleri belli : 1,24V - 2.5V gibi değerler. Ben spesifik bir değer arıyorum mesela 125mV.
Hocam TI firmasından aratabilirsiniz:
http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/voltage-reference-products.page
Şu siteden istediğiniz kriterlere göre arama yaptırabiliyorsunuz istediğiniz özelliklerde varsa çıkarabilir:
http://www.linear.com/products/voltage_references
Özdisanda yine standartlar var :
https://www.ozdisan.com/Product/Index/242
İstediğinz değerlerde bulmak biraz zor sanırım. Olsa bile biraz pahalı olur.
Yine istediğiniz değerlerde gerilim bölücü kullanmak mantıksız olacaktır.
İhtiyacınız 125 mV gibi spesifik değerler ise ve bu değer sizin istediğiniz zaman değişecek ise biraz masraflı olur ama DAC0808 gibi bir DAC enteğresini kullanabilirsiniz. 10 V referans ile 255 basamaklı bir referans kaynağınız olur. Dediğim gibi biraz masraflı olur DAC + LF351/LF357 gibi bir sürücü ve + 5 V, -15 V gibi beslemelere ihtiyacınız olur.
Alıntı yapılan: seyityildirim - 26 Ocak 2017, 12:45:57
Bilindiği gibi ölçüm devrelerinde sıcaklıkla değişmeyen hassas voltaj referansları kullanılır. TL431 gibi.
Bu ve bunun gibi elemanlar 1,24V - 2,5V gibi referans değerleri sağlamakta.
Peki mV mertebesinde referans voltajı lazım olduğunda bu değerler nasıl elde ediliyor? En basitinden gerilim bölücü kullansak bu kez kullanılan dirençlerin hassasiyeti ve sıcaklıkla değişimi işin içine giriyor. Dolayısıyla voltaj referans entegresi kullanmanın anlamı kalmıyor. Şöyle ki basit bir lineer regülatörden sonra da ben gerilim bölücü kullanarak bu değeri elde edebilirim.
Velhasıl kelam mV mertebesinde voltaj referansı elde etmenin yolu nedir?
Referans gerilimi önemli bir yüke binmiyorsa (ki denetleyicilerin ADC lerinde önemli bir yük sözkonusu değildir); bir trimpot ile yapacağın gerilim bölmede sıcaklık değişimini dikkate almana gerek yok. Çünki gerilim bölücününün here iki direnci de aynı sıcaklığa maruz kalacak ve direnç değişimleri nedeniyle orantı da değişmeyecektir.
Alıntı yapılan: ferit06 - 26 Ocak 2017, 17:25:34
Referans gerilimi önemli bir yüke binmiyorsa (ki denetleyicilerin ADC lerinde önemli bir yük sözkonusu değildir); bir trimpot ile yapacağın gerilim bölmede sıcaklık değişimini dikkate almana gerek yok. Çünki gerilim bölücününün here iki direnci de aynı sıcaklığa maruz kalacak ve direnç değişimleri nedeniyle orantı da değişmeyecektir.
trimpotları oldum olası sevemedim :( . Bıraktığım değerde hiç durmuyor. Oynuyor sürekli. Bir kere ayarladıktan sonra kitleme özelliği olan trimpot yok mu arkadaş :)
Merhaba
TL431 ve aynı türden iki dirençle gerilim bölücü dış şartlardan ne kadar etkilenir ki?
Dirençler % olarak sıcaklıktan etkilenir , gerilim bölücü % olarak gerilim elde eder.
Çok mu hassas işiniz. Ya da tl431 bu iş için yeterliyse ona bağlı gerilim bölücü ne kadar kötü olabilir.
Bence basit çözüm daha iyi olabilir.
Kolay gelsin.
Evet
@asma haklı.
Eğer dirençlerin yerleşimi aralarında büyük sıcaklık farkları olacak şekilde değilse sıcaklık kaymasına bağlı değişim oransal olacaktır.
Bu her iki dirençte de aynı olacağı için kayma olmaz. Yarı iletken kayabilir ama bölücü kaymaz. Güvenilir yöntemdir.
Tl431'den daha güvenilir olduğuna emin olabilirsiniz.
Not: Dirençler arasında ciddi sıcaklık farkları olmadığı ve dirençlerin sıcaklık stabilitesi farklı olmadığı sürece.
@Klein ve
@asma hocam dediklerinizi anladım lakin sadece sıcaklıktan dolayı değişim söz konusu değil. Atıyorum 125 mV lazım. 1,24V referans voltajı var.
Gerilim bölücü olarak 100 Ohm ve 1 kOhm direnç seçtim diyelim. Alacağım 1k direnç 990 ohm çıkacak 1010 ohm çıkacak. 100 ohm direnç ise 990 ile 110 arasına değişecek. Normalde Bu durum da etkili. Zaten mV mertebesinde çalışılıyor.
En olmadı artık ADC ile okunacak. ( ne kadar kesin okursak artık :) :) )
Ayrıca TL431 mi yoksa Lm385 mi seçmeliyim ? TL431 2,5V; Lm385 1,24V referans voltajları.
metal film direnç iyidir fakat gerilim bölücü söz konusu olunca Caddock Dale Yaego gibi firmaların 5 ppm 2 ppm gibi termal katsayısı düşük değerleri tercih etmek gerekir.
Tercih sizin elbette.
+/-%1 töleransı +1 ve -1 olarak alırsanız %2 değerini bulursunuz. Bu sizin 125 mV değerinizin 2,5 mV düşük veya yüksek olması demektir.
Ben seri üretim yapmıyorum , 10 ar tane direnç alırım , ölçerim. 125mV u bulurum.
Hatta tl431 in töleransı bile sıfırlarız. ;)
İpek hocam
(İpek hanım demiyecek kadar çok , isminizi hatırlamayacak kadar az takipteyim forumu)
5ppm olmazsa 20ppm olsa önemli mi?
Daralan makaron ile tek kılıf haline getirilirse termal etkileri aynı olmaz mı?
Gerçekten merakımdan soruyorum.
Sizin yorumunuzu öğrenmek isterim.
Kolay gelsin.
@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.
@Klein hocam cevap için teşekkürler.
Alıntı yapılan: Klein - 26 Ocak 2017, 22:40:42
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 ?
@asma :D 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..
Alıntı yapılan: seyityildirim - 26 Ocak 2017, 22:59:09
@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
Alıntı yapılan: seyityildirim - 26 Ocak 2017, 17:34:31
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.
@Klein hocam elinize sağlık. Çok güzel anlatmışsınız. Allah razı olsun :)
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.
Doğruluğu kanıtlanmış bir referans geriliminden yapılır herhalde ,7805 kimse güvenmez sanırım.
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.
Alıntı yapılan: ahmet_zxc - 27 Ocak 2017, 15:28:16
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.
@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.
@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.
@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.
Eğer sıcaklık problem ise, sıcaklıktan etkilenmeye müsait tüm referans elemanları sabit bir sıcaklıkta tutulsa problem çözülmez mi?
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
@certy tabi buda mümkün Quartz kristallerini sabit bir frekansta tutabilmek için OCXO yani fırınlı kutucuklar içinde hassas termostatlar ile stabil hale getirirler,ama fiyat fırlar ve bataryalı cihazlarda kullanılamaz.. örnek olsun normal kristal 1 dolar ,TCXO 10 dolar OCXO 100 dolar Double OCXO 1000 dolar gibi ,ısıl kararlılık günümüzün belası, LinearTech ve Maxim'in uçuk referansları var,hadi bunu aldın bakırlı plaket uygulaması olmaz gümüş yollu seramik devre yaptırmak gerekir,bir Keitley Racal Dana Anritsu gibi sıyırmış cihazların içine bakarsanız,preselektöer dirençleri Seramik Plate'dedir,instrüment opampları ise cam gümüş bileşenli devrelerdir, ama
@asma'nın teorisi akla yatkın tek gövdede termal match edebilirsen en azından birlikte sürükleneceklerdir.
eski Kaise Fet'li analog multi metrelerde Pair Fet'lerin gövde metal kılıfları birbirine lehimlenirdi, master slave ilişkisini minimumda tutmak için
bu ısıtma işi gayet mantıklı hatta bazı durumlarda başka hiçbir şansınız kalmıyor.
buda bizim basınç sensörümüz.
(http://www.hizliresimyukle.com/images/2017/01/31/basinc.md.jpg) (http://www.hizliresimyukle.com/image/Y8a4f)