Контрольный источник напряжения на AD584

Наука начинается там, где начинают измерять. И как мы знаем, точность, это характеристика качества измерений, отражающая степень близости результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Иными словами, берясь за новый, или наоборот, видавший виды мультиметр или стрелочный вольтметр нас как минимум должен беспокоить вопрос, насколько точны его показания?

Это действительно важно, поскольку проводя измерения и наладку аппаратуры китайскими приборами мы должны быть уверены, что все сделали правильно. Поэтому проверить, насколько точно откалиброван измерительный прибор, задача первостепенной важности! Как же это сделать? Точные фирменные, и поверенные приборы стоят очень дорого, равно как и лабораторные эталоны напряжений для калибровки, да и в ВНИИФТРИ знакомые есть далеко не у всех. Однако выход есть. Можно взять достаточно точный источник опорного напряжения на ИМС измерить в нормальных условиях отдаваемое им напряжение на поверенном приборе (откалибровать) и приложить эту информацию к источнику напряжения для того, чтобы  использовать в процессе проверки оборудования. Естественно, точность такого источника напряжения будет определяться множеством факторов, но главным образом температурой окружающей среды и точностью прибора которым проводились калибровочные измерения. Показания такого источника напряжения со временем дрейфуют крайне незначительно. Таким образом, наш источник опорного напряжение становится своего рода носителем информации о более дорогом и точном измерительном приборе. Задача сделать такой источник опорного напряжения, казалось бы, достаточно сложная, но Китай, как всегда, спешит на помощь. Мне удалось найти автономный источник опорного напряжения на микросхеме AD584 (Analog Devices) с программируемым выходом и 4 выходными напряжениями, которые прекрасно подойдут для проверки показаний и калибровки любого мультиметра. Точности такого источника для радиолюбительских целей более чем достаточно. Как говориться, точно в яблочко может, и не попадешь, но ногу себе точно не отстрелишь.

Немного о AD584

AD584 представляет собой прецизионный источник опорного напряжения с возможностью программируемого выбора из четырех разных выходных напряжений: 10.0 В, 7.5 В, 5.0 В и 2.5 В. Кроме того, возможно получение другого выходного напряжения, лежащего выше, ниже или между этими четырьмя стандартными значениями, с помощью внешнего сопротивления. Входное напряжение микросхемы может изменяться от 4.5 В до 30 В. Для точной подгонки напряжений и температурного коэффициента используется лазерная технология Laser Wafer Trimming (LWT).

В дополнение к программируемым выходным напряжениям AD584 имеет уникальный вывод стробирования, который позволяет включать и выключать прибор. Когда AD584 используется в качестве источника опорного напряжения в схеме питания, питание может быть выключено с помощью одного маломощного сигнала. В состоянии “выключено” ток потребления микросхемы уменьшается приблизительно до 100 мкА. В состоянии “включено” общий ток потребления, включая выходной буферный усилитель, составляет обычно 750 мкА.

Микросхема во всех отношениях замечательная и заслуживает пристального внимания. Почти все подобные источники опорного напряжения, используемые для калибровки и производимые в поднебесной сделаны как раз на AD584. Например, вот пара разных вариантов исполнения. Раз и два.

Подробнее об источнике опорного напряжения

Свой источник опорного напряжения для калибровки имеющихся у меня мультиметров я заказывал на AliExpress вот у этого продавца.

Поставляется источник без какой-либо упаковки и выглядит вот так.

В корпусе из оргстекла заключена плата с источником напряжения, «сервисом» и встроенном аккумулятором.  Такую штучку можно взять с собой на рынок и проверять мультиметры при покупке, отбраковывая, что называется, не отходя от кассы.

На нижней крышке находится наклейка с измеренными напряжениями конкретно этого источника.

Измерения проводятся на дорогущем и навороченном прецизионном мультиметре Agilent 34401A (сейчас такой стоит около 1600$), что дает основание этим показаниям более-менее верить. Измерения проводятся при температуре 21 градус Цельсия.

Разберем корпус и внимательно изучим плату и компоненты на ней.

Аккумулятор. Приклеен к нижней крышке. Напряжение аккумулятора 3,7В.

Монтажная плата снизу.

Непосредственно источник опорного напряжения AD584KH.

Буква К, говорит о том, что этот прибор может работать при температурах от 0 до +70 градусов по Цельсию, а также указывает на класс точности. Есть и более экзотические варианты AD584, например, с буквой S, способные работать от -55 до +125 градусов по Цельсию. Мой экземпляр видимо был выдран из какой-то старой техники, о чем говорят боевые шрамы на его корпусе. Значит, скорее всего, это не подделка.

Как видно на фото, закреплен источник на плате особой конструкции. Скорее всего это сделано, для термостатирования, дабы нагрев платы не сильно влиял на характеристики самого источника.

Здесь же на плате находится миниатюрный импульсный повышающий преобразователь напряжения.

Ясное дело, если питать наш источник от слабенького аккумулятора, для формирования напряжения в 5 В и выше, требуется напряжение не ниже 13 В. Преобразователь построен на микросхеме AP34063. В моем экземпляре кривые руки китайцев при сборке повредили индкутивность, но на работу преобразователя и источника это не влияет.

Выходные напряжения источника выбираются последовательно кнопкой и выбранное значение обозначается соответствующим светодиодом. Очень удобно. Включается и выключается прибор длительным нажатием на эту же кнопку.

Сзади расположилось гнездо для подключения зарядного устройства и внешнего питания.

Практика использования

В моей скромной лаборатории постоянно используются три мультиметра, это два переносных, заслуженный и проверенный временем Mastech MS8269 и UNI-T UT61E, а также один стационарный Vichy VC8145.

Кто-то спрашивал, чем я пользуюсь при работе в ремонте и модернизации радиостанций? Вот этим вот и пользуюсь. Проверка всех трех мультиметров показала, что с ними все в полном порядке и подстройка им если и нужна, то весьма незначительная.

Mastech + UNU-T (hold). В рамочке напряжение источника.

Vichy. В рамочке напряжение источника.

Минусы

Что не понравилось, так это то, что отверстия для щупов сквозные! И кроме мусора внутрь корпуса прибора могут попасть любые металлические предметы. А уж о том, что самим щупом можно невзначай закоротить схему внутри источника я уже и не говорю.

Update 29.12.15

Сегодня удалось получить доступ к поверенному (правда поверка уже просрочена на пару месяцев) к высокоточному мультиметру Agilent 34461A. Это следующая более современная модель выпущенная после Agilent 34401A.

Собственно сертификат о калибровке (конверт вскрыть не дали, но не думаю, что там лажа).

И результаты измерений.

Как видим, отличие только в 4 знаке после запятой, да и разрыв в заявленном и фактически измеренном очень мал. Это значит, что написанному на нашей волшебной коробочке можно верить!

Итог

В целом, для калибровки радиолюбительской аппаратуры такой источник можно смело рекомендовать к использованию. Он компактный, откалиброван по точным приборам, может автономно работать от встроенной АКБ, это значит, что его можно использовать и в полевых условиях. В общем, как говориться, маст хэв для любителей точных измерений!

Всем удачи, 55, 73!