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Constant-I/U Source

Diese Konstant-Strom / Spannungs-Quelle war ursprünglich als Zusatz zum Präzisions-Millivoltmeter gedacht, um Messwiderstände exakt auszumessen. Sie kann natürlich auch eigenständig genutzt werden, wenn die Bereiche für die geplante Anwendung passen. 

U = 1mV - 2V
I = 1mA - 20mA (RL max. 100 Ohm für 20mA)

Einstellen lassen sich auch noch Werte bis 0mV bzw. 0mA, aber durch die Auflösung (76,29µV) des D/A-Wandlers bedingt, ist eine exakte Einstellung dann u.U. nicht mehr sinnvoll möglich.
 

Constant U/I Source                                                  (Bild Norbert, DG1KPN)

Bedienung
Die Umschaltung zwischen Konstant-Strom und Konstant-Spannungs Modus erfolgt über einen Kippschalter. Beim Einschalten werden ca. 1 V bzw. 10mA voreingestellt. Mit den Up / Down-Tasten kann dann der gewünschte Wert grob vorgewählt werden. Die Feineinstellung erfolgt dann mit dem Drehgeber. Dieser kann auch zwischen Grob  und Fein umgeschaltet werden. Wenn der gewünschte Wert eingestellt ist, kann mit einem Druck auf die Set-Taste die automatische Regelung gestartet werden. Diese hält dann den eingestellten Wert solange konstant, bis eine Betätigung des Drehgebers oder der Up / Down-Tasten erfolgt.

Im Kalibriermodus muss ein Wert von 1V bzw. 10mA eingestellt und extern gemessen werden. Mit dem Druck auf die "Set"-Taste wird dann ein Korrekturwert ermittelt und zukünftig in die Anzeige eingerechnet. Die Korrekturwerte für Strom und Spannung werden abgespeichert und beim Neustart wieder geladen.

Schaltung

Schaltung der Constant-I/U Source

Realisiert wurde die Schaltung mit einer Stromquelle, die mittels Digital-Analogwandler und Emitterfolger-Stufe gesteuert wird. Die Messung des Stromes erfolgt am 100 Ohm Längswiderstand, durch einen Analog-Digitalwandler.  In Stellung "U" des Kippschalters wird ein 100 Ohm Widerstand als Last parallel zum Ausgang geschaltet. Auch hier wird die Spannung parallel zum Ausgang mit einem Analog-Digitalwandler gemessen. Die 100 Ohm Widerstände sind durch Reihen- und Parallelschaltung realisiert, um die Genauigkeit zu erhöhen. Hier wurden Präzisionswiderstände mit einer Toleranz von 0,1% eingesetzt.

Die Referenzspannung für den 16-Bit D/A-Wandler beträgt 5V. Diese wurde gewählt, um einen max. Ausgangsstrom von 20mA bei einer 100 Ohm Last liefern zu können. Die Schrittweite des Wandlers (1 LSB) beträgt damit 76,29 µV. Die Referenzspannung des 16-Bit Dual-A/D-Wandlers beträgt 2,048 V. Die Auflösung beim Messen der Spannungen beträgt damit 62,5 µV.


Rückseite der Constant-I/U Source


Anwendung mit dem Präzisions-Millivoltmeter und SMA-Messadapter

Um Terminator-Widerstände zu messen, wurde ein SMA-Adapter angefertigt, der direkt auf die Constant-I/U Source aufgesteckt wird. Adapter für andere Bauformen sind geplant.

Bei Norbert, DG1KPN, bedanke ich mich für seine Ideen und Verbesserungsvorschläge und seine ausführlichen Tests.

Constant-I/U


SMA-Messadapter


Detail D/A- und A/D-Wandler


Layout Bedienelemente Seite


Layout Lötseite

Das Layout ist so gestaltet, dass eine Durchkontaktierung der Platinen nicht erforderlich ist. Allerdings müssen daher einige Anschlüsse beidseitig verlötet werden.

Die Platine gibt es bei Dirk, DH4YM.