Микрон-ГЛИН: вторая версия, разработка аналогового блока

Так случилось, что в ходе экспериментов с большими емкостями я вынес ГЛИН-у часть аналогово каскада около недели назад. Естественно в ближнем РФ запчастей не нашлось, пришлось заказывать с задворков цивилизации. Но пока они ко мне ехали, меня подбило сделать вторую версию ГЛИНа. Первую версию я делал и заказывал компоненты около года тому назад, сегодня ситуация несколько изменилась, по этому его  было решено немного схемотехнически переработать.

От концепта “одной большой платы” было решено отказаться и перейти на модульную конструкцию. По мере готовности модулей я буду отчитываться тут.

Саму конструкцию решено убрать в огромный корпус Kradex Z112BJ ABS, чтобы дистанцировать чувствительную электронику от полей создаваемых трансформатором.

Первый разработанный модуль, что не удивительно, оказался аналоговым laugh

Из внесенных изменений:

  • Опора по напряжению заменена на 2x Analog Devices ADR1399KHZ.
  • ЦАП заменен на Texas Instruments DAC11001B.
  • Плата оптимизирована по термо-ЭДС.
  • От счетверенных ультра-присижн ОУ решено отказаться в пользу еще более ультра-присижн laugh одинарных ОУ с чоппер-архитектурой.

Применение ADR1399 внесло свои коррективы, в основном вызванные ее проблематикой, а точнее ее коваровыми ножками. Ковар в этой микросхеме применен по тому, что именно он имеет максимально близкий к стеклу коэффициент линейного расширения, а ножки в этом корпусе имеют стеклянные изоляторы. Но… как всегда есть “но”…. Ковар имеет огромный термо-ЭДС к меди и припою, по этому, любимым занятием любого уважающего(и не уважающего) себя нутса, является выравнивание теплового дифферента в месте пайки. А Аналог-девайсесы тут тоже постарались как могли!!! Задрали температуру печки нового стабилитрона на бешенные 95°C focus Температурный дифферент с комнатной температурой получился огромный. Еще чуть, и можно было-бы из горсти ADR1399 начинать выпускать ультра-прицизионные кипятильники…. но черт!!! 5-ти градусов не хватает… разве что, кипятить воду в походе в горы… laugh

Я решил сильно не изголяться, и применить:

  • Метод “подогрева” ножек интегрального стабилитрона с помощью ножек нагревателя,  разместив небольшие полигоны подключенные к ним без термобарьера. Так, чтобы они окружали ножки интегрального стабилитрона.
  • Сделать крышку для закрытия этого блока от движения воздушных масс.
  • “разякорить” вывод дорожек интегрального стабилитрона из термобокса, на полигоны расположенные на внутренних слоях платы, для выравнивания температурных дифферентов дорожек.
  • Минимизировать толщину дорожек интегрального стабилитрона.

В результате вышло нечто такое….

Слой 1:

 

Слой 2:

Слой 3:

Слой 4:

Минимизация толщины дорожек в то-же время вызывает и проблему. Новому стабилитрону Аналог-девайсесов требуется ток 3мА для работы, и эти дорожки начинают выполнять роль сопротивления. В этом нет ничего страшного… ну подумаешь, резистор из дорожек, если-бы не одно “НО”, ТКС меди огромен, и чтобы не испортить ТКН стабилитрона, надо проверить вклад ТКС дорожек в ТКН стабилитрона, до места значительного утолщения дорожек или до точек Кельвиновского подключения. Сам расчёт не сложный, делается в Excel за 5 минут:

Как видно, толщина дорожек и их длинна мною подбиралась по уровню вклада, не более 0.1ppm/°C.

Ну и как-же новейший ультра-присижн Аналог-девайсесов без крышечки то? Конечно нужна крышка!!! Высота которой подобрана с учетом рекомендации производителя: оставлять 10мм зазор между платой и стабилитроном. laugh А то без крышки эти стабилитроны просто сдует, да еще и поставленные по рекомендации производителя “на полную высоту ножек над платой”. crazy

Вот у Аналог-девайсесов нет правильной крышки, и их стабилитрон на их эвалюшн-борде, уже потихоньку клонится к земле…. laugh

Такого быть не должно! стабилитрон должен быть защищен и в том числе механически.

Плюс, для правильной центровки стабилитронов при пайке на всю длину ножек, пришлось придумать спец. приспособление. 

В котором стабилитроны для пайки будут зажиматься по минимальному диаметру и четко на нужную глубину, а потом уже оно будет сниматься и ставится чистовая крышка с увеличенным диаметром и глубиной, чтобы между ней и стенками был зазор.

В общем отличные получились стабилитроны, о них пришлось думать куда больше чем о всей остальной конструкции блока. Хвала Аналог-девайсесу! drinks

В целом, всю плату пришлось трассировать с максимальным уровнем симметрии, и продумывать тепловое распределение, для минимизации термо-ЭДС всех критичных контактов. Получилось не супер, но значительно лучше первой версии.

Так-же были разработаны крышки закрывающие блок ЦАП, которые планируется изготовить из токо-проводящего пластика. Которые призваны не только нивелировать влияние движение воздушных масс вокруг модуля, но и потенциально защитить от электростатики.

Надо отметить, что JLCPCB рапортовали, что такую плату с такими слотами в плате, они не способны изготовить, и сказали – “вах, все сломается к херам!!!!” …. хм… laugh

Ну ничо…. зато у Резонита ничего не сломается!!!  laugh Они взялись за изготовление этой платы без каких-либо вопросов. popcorm

 

Микрон-ГЛИН: вторая версия, разработка аналогового блока: 3 комментария

    1. 1) Они вообще ни по чему не отобраны, и не надо их отбирать никогда, все это бред, чем занимаются коллеги на РадиоКоте….

      2) Включение 1+N опор с суммированием называется “статистическим усреднением” оно не только усредняет напряжение опор, но и их шум. Результирующее значение которого считается по формуле: 1.44 µV p-p/sqrt(2 опоры)=1.018µV p-p. А поскольку это напряжение в последствии многократно усиливается, то усиливается и шум. А пропускание любого вида шума через емкость, рождает переменный ток. По этому лучше, если источник напряжения будет иметь шум меньший на столько, на сколько это возможно. Да и тогда выходным фильтрам проще будет…

      3) Почему двойная опора…. все просто: на что хватило денег…

      4) у стабилитрона в общем случае нет ТКС(температурного коэффицента сопротивления), у него есть ТКН(температурный коэффициент напряжения) blush

Добавить комментарий