Mali shunt

[stein]

napon preko ledovki i preko 27-omskih otpora ?

ako je led napon veci za Ube onda je sve ok , sem sto si ubacio ledovke zderacice struje

Dobro da nije stavio neke od 3W...

[ziki]

Napon na otporu 27E je 0,47V. Ube je 0,68V dok je na ledicama 1,18V. Onda bi trebalo biti ok? Imao sam neke crvene led pri ruci i stavio te. Vjerojatno ću staviti druge.

[Zen Mod]

.......

evidentno nesto nije u redu ......

referentni naponi :

Noise measurements for LEDs and zener diodes

--------------------------------------------

© Christer at DiyAudio.com

You are allowed to copy and use this information for your

personal and non-commercial use.

DESCRIPTION OF TEST RIG

-----------------------

The test rig uses three current sources of approx. 1, 5 and 20 mA

built using low-noise BJTs (BC559) to feed the device under test

(DUT) alternatingly. The noise was measured using two op amps in

in non-inverting configuration cascaded, both having a gain of 34,

making a gain of 1156 in total. The first op amp is a very-low-noise

model (LT1115) and uses a gain resistor of only 10 Ohms in the feedback

network. The gain resistor is thus 330 Ohms which works since the op

amp is only expected to output very low-level signals. The second op

amp is a low-noise type (NE5534) with gain and feedback resistors of

100 Ohms and 3.3 kOhms. The output was measured using a PC soundcard

(Creative Audigy LS in 16-bit 44.1 kHz mode). Each measurement consists

of a 10 second capture of the soundcard input and the RMS value for

this 10 s. signal was computed. The program was calibrated (using a

sine wave and an oscilloscope) to give aprroximately correct voltage

readings and all measurements were divided by 1156 to give the equivalent

input RMS noise at the first op amp, ie. at the DUT. No extra filters

except what is on the soundcard were used.

TEST METHOD

-----------

A spectrum of LED types ranging from IR to blue and of approximately

the same type were measured. All LEDS were selected to have an max

If of at least 20 mA, since this current was used in the test. Further

four 0.5W types of zener diodes were tested, two of them (5.6 and 6.8 V)

were deliberately selected close to each other but such that the 5.6 V

diode should be expected to have true zener breakdown and the 6.8 V one

to have avalanche breakdown. The other two were selected to be far away

from this "transition region". Two 1.3W zeners were also tested to see

how the power rating affects noise figures.

For each type of DUT, two devices (denoted #1 and #2 and presumably

from the same batch) were tested at the three test currents 1, 5 and

20 mA and the equivalent noise at the DUT was measured and calculated

as described above. For each combination of device and current, five

10-second measurements were made.

For reference, the voltage drop at each test current

was also measured for one device of each type.

MEASUREMENTS

------------

All values are RMS values

Idle noise:

----------------------------------------------------

Measured idle noise of amplifier with grounded input:

0.19 0.19 0.19 0.19 0.18 uV

(The theoretical max value was calculated to 0.16 uV for

20kHz bandwidth and 0.22 uB for 40 kHz bandwidth).

Measured idle noise of amplifier with 100 Ohm source resistor:

0.26 0.25 0.24 0.26 0.26 uV

(The theoretical max value was calculated to 0.20 uV for

20kHz bandwidth and 0.28 uB for 40 kHz bandwidth).

LEDs:

----------------------------------------------------

(All LEDs of brand Everlight)

IR204/P1 (IR):

#1 @ 1mA: 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 uV

#1 @ 5mA: 0.67 0.66 0.65 0.66 0.66 uV

#1 @ 20mA: 0.24 0.23 0.24 0.23 0.23 uV

#2 @ 1mA: 3.8 3.8 3.7 3.7 3.7 uV (Vf = 1.05 V)

#2 @ 5mA: 0.65 0.64 0.64 0.64 0.64 uV (Vf = 1.11 V)

#2 @ 20mA: 0.24 0.25 0.23 0.24 0.22 uV (Vf = 1.17 V)

EL202HD (red):

#1 @ 1mA: 0.31 0.32 0.31 0.31 0.32 uV

#1 @ 5mA: 0.26 0.26 0.27 0.27 0.27 uV

#1 @ 20mA: 0.39 0.36 0.37 0.36 0.37 uV

#2 @ 1mA: 0.39 0.37 0.38 0.38 0.35 uV (Vf = 1.82 V)

#2 @ 5mA: 0.32 0.30 0.30 0.30 0.31 uV (Vf = 1.89 V)

#2 @ 20mA: 0.41 0.40 0.41 0.41 0.46 uV (Vf = 2.09 V)

EL204ID (red-orange):

#1 @ 1mA: 0.31 0.30 0.31 0.31 0.31 uV

#1 @ 5mA: 0.25 0.26 0.26 0.26 0.24 uV

#1 @ 20mA: 0.41 0.41 0.48 0.40 0.41 uV

#2 @ 1mA: 0.35 0.31 0.29 0.30 0.32 uV (Vf = 1.64 V)

#2 @ 5mA: 0.25 0.26 0.27 0.26 0.30 uV (Vf = 1.74 V)

#2 @ 20mA: 0.40 0.40 0.39 0.40 0.41 uV (Vf = 1.90 V)

EL204YD (yellow):

#1 @ 1mA: 0.42 0.30 0.29 0.29 0.28 uV

#1 @ 5mA: 0.28 0.26 0.25 0.33 0.27 uV

#1 @ 20mA: 0.42 0.39 0.39 0.40 0.40 uV

#2 @ 1mA: 0.31 0.30 0.31 0.30 0.31 uV (Vf = 1.78 V)

#2 @ 5mA: 0.28 0.47 0.28 0.26 0.25 uV (Vf = 1.87 V)

#2 @ 20mA: 0.34 0.34 0.35 0.34 0.34 uV (Vf = 2.02 V)

EL204GD (green):

#1 @ 1mA: 0.68 0.50 0.50 0.47 0.46 uV

#1 @ 5mA: 0.35 0.30 0.28 0.28 0.29 uV

#1 @ 20mA: 0.36 0.35 0.35 0.35 0.35 uV

#2 @ 1mA: 0.46 0.46 0.44 0.44 0.41 uV (Vf = 1.82 V)

#2 @ 5mA: 0.36 0.33 0.32 0.33 0.32 uV (Vf = 1.92 V)

#2 @ 20mA: 0.39 0.40 0.39 0.41 0.40 uV (Vf = 2.12 V)

EL204UBD (blue):

#1 @ 1mA: 4.6 4.5 4.6 4.5 4.6 uV

#1 @ 5mA: 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 uV

#1 @ 20mA: 2.8 2.8 2.7 2.7 2.7 uV

#2 @ 1mA: 4.4 4.4 4.3 4.2 4.3 uV (Vf = 3.26 V)

#2 @ 5mA: 3.1 3.2 3.2 3.1 3.2 uV (Vf = 3.44 V)

#2 @ 20mA: 2.9 2.8 2.8 2.8 2.7 uV (Vf = 3.69 V)

Zeners:

---------------------------------------------------------

(All zeners of brand Temic.)

BZX55/C2V7 (0.5W 2.7V):

#1 @ 1mA: 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 uV

#1 @ 5mA: 1.0 0.88 0.85 0.86 0.87 uV

#1 @ 20mA: 1.0 0.81 0.72 0.72 1.1 uV

#2 @ 1mA: 1.2 1.1 1.1 1.1 1.1 uV (Vr = 2.03 V)

#2 @ 5mA: 0.91 0.88 0.87 0.86 0.85 uV (Vr = 2.50 V)

#2 @ 20mA: 1.1 0.80 0.77 0.73 0.71 uV (Vr = 3.02 V)

BZX55/C5V6 (0.5W 5.6V):

#1 @ 1mA: 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 uV

#1 @ 5mA: 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 uV

#1 @ 20mA: 1.7 1.6 1.6 1.6 1.6 uV

#2 @ 1mA: 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 uV (Vr = 5.68 V)

#2 @ 5mA: 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 uV (Vr = 5.77 V)

#2 @ 20mA: 1.8 1.6 1.6 1.6 1.6 uV (Vr = 5.81 V)

BZX55/C6V8 (0.5W 6.8V):

#1 @ 1mA: 16 16 16 16 16 uV

#1 @ 5mA: 21 21 21 21 21 uV

#1 @ 20mA: 5.8 5.5 5.5 5.5 5.6 uV

#2 @ 1mA: 25 25 25 25 25 uV (Vr = 6.93 V)

#2 @ 5mA: 13 13 13 13 13 uV (Vr = 6.96 V)

#2 @ 20mA: 4.6 4.7 4.5 4.5 4.4 uV (Vr = 7.00 V)

(Rechecked both devices due to their inconsistent

behaviour for 1 and 5mA).

BZX55/C12 (0.5W 12V):

#1 @ 1mA: 0.35 0.37 0.37 0.39 0.39 uV

#1 @ 5mA: 0.30 0.28 0.28 0.28 0.30 uV

#1 @ 20mA: 0.24 0.25 0.25 0.26 0.25 uV

#2 @ 1mA: 0.32 0.33 0.32 0.33 0.32 uV (Vr = 11.32 V)

#2 @ 5mA: 0.26 0.26 0.27 0.32 0.26 uV (Vr = 11.37 V)

#2 @ 20mA: 0.25 0.26 0.28 0.24 0.30 uV (vr = 11.42 V)

BZX85/C2V7 (1.3W 2.7V):

#1 @ 1mA: 0.77 0.77 0.77 0.77 0.76 uV

#1 @ 5mA: 0.62 0.61 0.63 0.61 0.60 uV

#1 @ 20mA: 0.55 0.55 0.54 0.55 0.55 uV

#2 @ 1mA: 0.78 0.78 0.78 0.78 0.78 uV (Vr = 1.30 V)

#2 @ 5mA: 0.62 0.62 0.61 0.62 0.62 uV (Vr = 1.61 V)

#2 @ 20mA: 0.57 0.56 0.57 0.56 0.56 uV (Vr = 1.92 V)

BZX85/C12 (1.3W 12V):

#1 @ 1mA: 0.49 0.53 0.48 0.50 0.52 uV

#1 @ 5mA: 0.54 0.55 0.58 0.46 0.48 uV

#1 @ 20mA: 0.44 0.35 0.38 0.36 0.33 uV

#2 @ 1mA: 0.42 0.43 0.46 0.48 0.41 uV (Vr = 9.84 V)

#2 @ 5mA: 0.40 0.35 0.35 0.37 0.29 uV (Vr = 9.89 V)

#2 @ 20mA: 0.34 0.33 0.31 0.30 0.31 uV (Vr = 9.94 V)

[viktor1986]

Napon na otporu 27E je 0,47V. Ube je 0,68V dok je na ledicama 1,18V. Onda bi trebalo biti ok? Imao sam neke crvene led pri ruci i stavio te. Vjerojatno ću staviti druge.

Ziki, nesto nije OK kod tebe a nesto mi je sumnjiva ta tvoja led dioda. Pad napona na toj diodi, standardnoj crvenoj led diodi bi trebao da bude oko 1.7V. Napon na otporniku od 27oma bi trebao da bude oko 1-1.1V, to je oko 40mA struje po jednom tranzistoru, dakle na nesto preko 80mA je podesen. Premeri diodu tako sto ces propustiti oko 3-4mA kroz nju da vidis koliko iznosi pad napona na njoj.BD140-16 bi trebao biti sa pojacanjem od oko 200, ja sam takve kupovao ovde kod mene, Fairchild je proizvodjac i totalno je plasticno kuciste. Imam kuci 2SA1381F, najverovatnije cu te stavljati kod mene.

[viktor1986]

Napon na otporu 27E je 0,47V. Ube je 0,68V dok je na ledicama 1,18V. Onda bi trebalo biti ok? Imao sam neke crvene led pri ruci i stavio te. Vjerojatno ću staviti druge.

Da li si premerio one tranzistore cisto da vidis koliko im se krece pojacanje?*****Na izlaz stavi neki otpornik od 470-560oma 5W...To ce ti biti potrosac koji simulira neki preamp.

[viktor1986]

Sastavio sam na brzinu ovaj shunt da vidim u cemu je problem i kako se kod mene ponasa. Imao sam sve delove kuci i stabilisano napajanje +15V(uz pomoc LM317) i poceo da sastavljam. Prvo sam sastavio onaj CCS sa 2*BD140-16. BD140-16 su bili od Fairchilda, pojacanje je bilo 198 . Podesio da ulazni napon bude 5.5V a kao potrosac sam stavio otpornik od 2.2oma. Sve super radi, napon na otporniku od 27 oma je 1.01V, na led idodi 1.66V, na otporniku od 47oma je 80-94mV(zavisi od 2SK170GR, ja sam imao tri komada pa sam menjao da vidim), Ube za BD140 je oko 0.65V. Pad napona na potrosacu(otpornik od 2.2oma) je oko 160mV. Prilikom ukljucenja nije bilo problema sa cudnim ponasanjem led diode kao kod Zikija. Kada se dodirne emitor BD140 tranzistora, sa jednim pipkom multimetra, onda se intenzitet svetlosti led diode menja. Sastavio sam i sam shunt. Podesio sam da ulazni napon bude +15V a izlazni napon sam sa odgovarajucim otpornikom preracunao da bude oko 10V. Ukljucio sam to, led dioda svetli a kada prodje nekih 0.5s onda ona svetli nesto jace. Izlazni napon sam izmerio da je oko 9.7V, sam shunt ima jedan manji hladnjak koji je mlak, vrlo malo se greje a potrosac je bio otpornik od 280oma(560 oma u paraleli). Sve to radi ali mi je tu nesto cudno...Kada sam hteo da proverim koji je pad napona na otporniku od 47oma kod 2SK170 nisam mogao da izmerim jer sama vrednost skace, primera radi od 150mV pa do 220mV a pri tome i led dioda se cudno ponasa. 220uF je bio Panasonic FC, a izlazni od 22uF je Rubicon ZL, svi dakle low esr kao sto je i Sipi na stavio. Videcu malo da cackam oko ovoga. Sve to visi u vazduhu, nisam koristio plocicu da sastavim sve to.********Skinuo sam male blok kondenzatore od 47nF sto sam stavio paralelno sa led diodom i sada vise nemam problema. Javio sam i Zikiju da zna. Sada sve moze lepo da se premeri i da ne divlja...

[ziki]

Uglavnom, Shunt je proradio kako treba. Smanjena je vrijednost otpornika u RCRC.

[sp300b]

Ovo je zaista super mali shunt. Razmišljam se na temu otvaranja mogućnosti da bude još univerzalniji i da može da isporuči više struje potrošaču od početno projektovanih 50mA. Deluje mi logučno da bi jedan snažniji tranzistor tipa BDX53C ili BDX54C (zavisno od željenog tipa ispravljača kao Q1 rešio i taj problem. Eventualno razmišljam i o Sziklai paru za Q1...mada struja je krajnje jasno definisana u ovom sklopu, i po meni termalni drift kod darlingtona ne bi trebao da bude problem u ovakvom sklopu. p.s. Inače, probao sam da za Q1 probam BC517 umesto običnog BC550 i nisam primetio ikakvu razliku po pitanju potiskivanja smetnji. Naime, ponaša se identično.

[Sipi]

Tesko je izmeriti razliku bez faradejevog kaveza i ozbiljnog analizatora spektra. Sto se tice zvucne, odn. razlike u realnoj primeni, treba probati sa pojacavacem koji ima ocajan PSRR (na primer negativna grana u preampu sa BF862 koji je nedavno i Manic napravio - tu svaka smetnja koja iz napajanja dolazi na source prvog JFETa biva ne samo prenesena vec i pojacana za oko 6 dB).

[sp300b]

Ja sam pokušao da izmerim signalom iz signal generatora koji sam doveo na ulaz shunta, a merio sam osciloskopom AC signal koji se dobijaja na izlazu. Kažem, ponašao mi se identično sa BC517 i BC550. Obzirom na drastičnu razliku u hfe, očekivao sam da uočim neku razliku i na osciloskopu, ali nisam.

[Sipi]

... Obzirom na drastičnu razliku u hfe, očekivao sam da uočim neku razliku...

Tako je - stvari imaju optimalnu meru. Preko te mere nema boljitka a moze da bude stete...

[dobrivoje]

Прво кратко питање:Може ли за симетрично напајање да се користи дупли позитивни шант?Друго кратко питање:Колико струје треба за овај пп?

[ManicP]

1. Može.2. Odokativno 20mA.

[dobrivoje]

Хвала Пеђа.

[zocky]

Dole je sema sprave koja u najvecoj meri odgovara zadatku i izmereni rezultati su:

- potiskivanje smetnji od 10Hz do 1Mhz je u rasponu od -107dB do -126dB (najvece potiskivanje je u opsegu od 20Hz do 10kHz); od 1Mhz do 100MHz je od -130dB do -135dB (sto je i nivo rezidualnog suma)

- regulacija napona je od 0.5% do 0.1% u celom opsegu potrosnje. Naravno da rezultati in vivo zavise i od implementacije - ozicenje, konstrukcija, nacin ugradnje u uredjaj, ali ovde je ispitavan sam regulator. Opterecenje pri merenju je bio CCSink sa promenljivom strujom.

Ovo su odlicni rezultati (potiskivanje od -120dB znaci milion puta - dakle od 1V smetnje na ulazu ostane 1 mikroVolt na izlazu) i nema primene u audio tehnici gde nam treba bolje od toga (mozda u RIAA preampu za neku bash, bash zaguljenu MC gramofonsku zvucnicu).

Evo analize pozitivnog regulatora (kod negativnog je sve isto samo su polariteti/orijentacija komponenata prilagodjeni).

Prepoznatljivi su standardni funkcionalni podsklopovi:

1. CCS (Q1) ciji je izvor ref. napona LEDioda sa Vf=1.7V i Rset (R11) cija vrednost odredjuje struju kroz Q1 po formuli R = 1V / zeljena struja (1V je pad napona na R11 jer LED daje 1.7V od cega na Vbe Q1 otpada 0.7V), a zeljena struja je maximalna struja kroz potrosac plus 25 do 30mA. Struja kroz LED je oko 2-3mA koja daje JFET CCS (Q7) - ovde moze bilo koji JFET sa odgovarajucom vrednoscu R1, ja koristim BF862 jer ih imam.

Ovaj CCS izvanredno radi, termicki je jako stabilan i niskosuman. Uslov za kvalitetan rad su izbor LED diode (zelene i zute imaju Vf koji vise seta) i izbor Q1, odn. Q1 treba da ima hfe od bar 400, sa manjim hfe rezultati su znacajno losiji. Treba voditi racuna i o disipaciji Q1 da ne predje 250mW. Dakle ako je ukupna struja kroz Q1=100mA ulazni napon ne bi trebao da bude veci od 3.5V od izlaznog. Ako je veci, to resavamo upotrebom prethodnog RC clana.

2. Sledeci podsklop je naponska referenca za shunt. U tu svrhu sam izabrao TL431 koji je u stvari i sam shunt regulator, ali ne narocito dobar - ali je zato izvanredan Vref (mnogo bolji u ovom podsklopu od Zenerki, LED i sl.). Pride, ima ga u svakoj trafici i kosta 12 dinara. Ovde jeste vezan kao shunt ali je struja kroz njega fiksirana na oko 6mA uz pomoc Vbe od Q2, tako da vrlo malo shunt-uje ali izvanredno odredjuje izlazni napon u ovom rezimu rada. Izlazni napon se racuna po formuli * Vout=(R3/R2+1) x 2,5. R3 treba da bude 1k a ne 10k kao obicno radi bolje regulacije (jer struja koju vuce Ref. pin TL431 biva procentualno manja). C1 je takodje vazan, omogucuje jedinicno pojacanje za AC komponentu.

3. Q2 je finalni shunt element i ovde obicno stavljamo darlingtone ili MOSFETove sa visokom gm sto u ovom slucaju nije potrebno, i obican BD 140 sa hfe=100 radi izvanredno. Stavljao sam BC516 (darlington sa hfe=30000), nema nikakve razlike u merenju u odnosu na BD140 koga sam izabrao jer ce lako da istrpi visak struje koja ne ode u potrosac i sto je jeftin i lako nabavljiv a savrseno odgovara zahtevu.

Sve u svemu, ovaj shunt regulator je lutka, neki koji bi pretendovao da bude malo bolji od ovoga bi morao da bude mnogo slozeniji i skuplji.

C1 i C2 su japanski NIC NRSG (extra low ESR/ESL - ima ih Silken po oko 15 din./kom.)

* Vout=(R2/R3+1) x 2,5 (naknadna ispravka greske u kucanju by Sipi)

Ajde ko ima volje da crta stampu. pa da damo ovde da se odradi neka kolicinica za nas .

U ovoj temi postoji nekoliko verzija pločica za ove šant regulatore ali nema fajlova za izradu istih ...

Uradio sam pcb za oba šanta u formi 78xx/79xx, sa njihovim rasporedom pinova, dimenzije su 35x15mm, cenim da će to biti zgodno za tvikovanje napajanja u raznim spravicama...

Sipiev opis rada i proračuna šantova je u citatu ispred, oznake komponenti odgovaraju šemi, ubacio sam dva BC tranzistora u CCS-u pa bi ovo trebalo da bude stabilno do oko 100mA (za potrošače do 70mA).

Evo fajlova za izradu štampe, pdf i Protel DXP ako neko želi nešto da menja:

Shunt reg.rar

U zdravlju koristili ove pločke

[Zen Mod]

[ManicP]

Arhivirano. Hvala...

[neskor]

hvala

[zocky]

Nema na čemu momci!Dokolica je čudo, svašta nešto se uradi kad si na mestu gde ne možeš ono što bi... ;)Jedno pojašnjenje; kond 22uF na izlazu, postavljen je sa strane štampe namerno, mogao sam da ga napakujem odozgo ali u većini slučajeva on će biti višak jer u fabričkim uređajima uz regulator uvek postoji i neki kond pa nema potrebe da se dupliraju. U slučaj da je negde taj kondenzator daleko od regulatora nije problem da se stavi na predviđenom mestu na "adapteru".

[viktor1986]

Prva sema je originalni Sipijev shunt, druga sema je isto to samo sto sam izbacio 2SK170(BF862). Valja li ovo drugo resenje umesto 2SK170? Prema simulaciji se dobijaju skoro isti rezultati.

[Beli_Ninja]

Pozz kolega do skora student...Sto si se zezao kad smo svi redom ugurali onaj BF245C (OD JEFTINIJUMA) umesto K170 (OD PRESKUPIJUMA) i BF862 (OD NENADJIJUMA LOKALNO) ?Ako je zbog nauke onda u redu, ako je zbog ne dostupnosti komponenata onda si trebao pretrcati topick i video bi jos na prvoj strani da smo nasli jeftinije resenje.

[viktor1986]

PozdravNisam stavljao BF245 iz razloga sto je kod njega maksimalni napon, ako se ne varam, negde oko 30V pa bi bio na samoj granici izdrzljivosti(u slucaju kada je izlazni napon na shunt-u oko 24V). Mozda sam mogao da mu stavim jedan otpornik u drejn ali nisam to ucinio. Koliko vidim u kelco-u nema 2SK170, ne znam da li ce ih biti vise, pa sam zbog toga izbacio Jfet i ubacio ovo resenje, to je jedan razlog a i zbog nauke naravno.