Образцовый источник напряжения 10В на AD588

Очень часто у радиолюбителей возникает желание иметь образцовый источник напряжения. К примеру, для настройки цифрового мультиметра. Собрав эту схему, у вас всегда будет образцовый источник напряжения 10.000В с погрешностью не более ± 3 мВ, т.е. с точностью до ± 0,03%. Устройство собрано на микросхеме AD588 фирмы Analog Devices.

Рис.1. блок-схема  AD588

В состав микросхемы  AD588 входят специальный термокомпенсированный ионной имплантацией стабилитрон на 6,5 В, питаемый генератором тока; масштабирующий (с 6,5 В до 10 В) ОУ с тонкопленочными размещенными на одной и той же подложке (т.е. с одинаковым TKR) резисторами R1-R6 ООС, сопротивление которых точно подогнано лазером в процессе изготовления; ОУ А2, служащий для точной привязки «земель» опорного стабилитрона (это вывод 8 «V_LO» микросхемы) и внешней схемы; ОУ A3 и А4, служащие буферами опорного напряжения и используемые для компенсации падения напряжения на проводах в случае удаленного подключения нагрузки, на которой требуется поддержание образцового напряжения (т.н. полная схема Кельвина - снизу). Собственно образцовое напряжение 10 В формируется между выводами 6 (V_HI) и 8 (V_LO), причем заземление вывода 11 позволяет формировать вместо одного 10-вольтового два разнополярных образцовых напряжения +5,000 и -5,000 В с погрешностью ±1,5 мВ (в данном случае эта возможность не востребована). Отдельный вывод 5 «GAIN», будучи подключенным к движку переменного      резистора, включенного между выводами  HI  и  LO, позволяет смещать  V_HI примерно   на   ±5 мВ и тем самым повысить точность образцового напряжения примерно в 15 раз, обеспечивая погрешность не более ±0,002% или ±0,2 мВ.

 
Несмотря на то, что в схеме возможность такой подстройки предусмотрена(резистором VR1), для ее практического применения  не нашлось более высокоточного поверочного оборудования и поэтому точностные характеристики указаны такими, которые достигаются без какой-либо юстировки, в среднем положении движка триммера VR1 или в его отсутствие. Питание калибратора осуществляется от внешнего источника переменного напряжения 12 В через двухполярный выпрямитель на диодах D1, D2 и параметрические стабилизаторы на стабилитронах ZD1.ZD2.

 Рис. 2. Схема формирователя образцового напряжения 10.000В на AD588

Светодиод  LED1  сигнализирует о  включенном состоянии. Конденсатор 0.68мкФ, заземляющий вывод 7 IC1, вместе с внутренним резистором R_B микросхемы образует ФНЧ, снижающий шумы встроенного стабилитрона с тем, чтобы они не проходили через ОУ А1 на выход V_HI. В показанном на схеме положении контактов переключателя S1a, S1b встроенные буферные ОУ A3 и А4 сконфигурированы как простые повторители напряжения, развязывающие нагрузку с током до 10 мА (т.е. сопротивлением от 1 кОм и выше) от шин образцового напряжения V_HI и V_LO. Это режим с непосредственным подключением поверяемого мультиметра к зажимам.

В противоположном положении S1a, S1b инвертирующие входы буферных ОУ тянутся отдельными проводами вместе с токонесущими проводами на удаленную нагрузку LOAD и формируют компенсатор Кельвина, устраняющий погрешность из-за падения напряжения на конечном сопротивлении токонесущих проводов. В любом случае калибратор обеспечивает выходной ток до 10 мА, при этом «просадка» образцового напряжения по сравнению с холостым ходом не превышает 50 мкВ. От источника питания устройство потребляет ток не более 60 мА.

 JIM ROWE Everyday Practical Electronics, June 2011