Resistor box

[DirtyDeeds]

La temperatura sarà sempre all'interno dell'intervallo 20-25 °C. Le derive a lungo termine non sono un problema perché con quattro righe di codice si può fare un programma di calibrazione che utilizza un multimetro a 6+1/2 cifre come riferimento.

Certo, però tu ti domandavi come mai non ci fosse in commercio un prodotto sufficientemente economico di quel tipo: capisci che un prodotto di quel genere con le specifiche limitate che hai dato sopra e con la necessità di una ritaratura frequente... ehm... forse non avrebbe molto successo

Tieni poi anche presente che la taratura deve comprendere almeno due punti di misura per ciascun punto di resistenza, perché devi azzerare anche l'offset.

[DirtyDeeds]

Per Paolino: non mi pare ci sia un termine standard

Come ti ho scritto in [2], il nome è cassetta di resistori (impropriamente, resistenze), a cui si può aggiungere la specificazione a decadi o decadici.

[Heavy]

So d'accordo con te. Si tratta di uno strumento di misura e come tale ha un prezzo che sale esponenzialmente con la precisione. Per la taratura frequente il problema non è così pesante. Un emulatore di questo tipo ha senso se inserito in un sistema di misura automatico e quindi la taratura ciclica è solo un problema di logica di progetto della procedura di test.
Sul nome, sono d'accordo che si dovrebbe chiamare così. Io avrei dovuto dire che non c'è un termine comune, più che standard. Certo che in laboratorio una frase tipo "Passami la cassetta di resistori decadici" suonerebbe un po' strana. "Resistenze standard" ha giusto la metà delle sillabe.

[Heavy]

potrebbe essere risolto con una pompa di corrente di tipo Howland.

Non capisco una cosa. Il circuito che ho disegnato è in pratica un bipolo, programmabile nella sua caratteristica. La pompa di Howland è un tripolo. La corrente viene generata come funzione di una tensione differenziale, ma su terminali diversi da quelli di ingresso. Non riesco a capire come si potrebbe emulare una resistenza in questo modo.

[DirtyDeeds]

Non riesco a capire come si potrebbe emulare una resistenza in questo modo.

La pompa di Howland farebbe solo da generatore di corrente, tutto il resto sarebbe come nel tuo circuito.

[Heavy]

Vediamo cosa ne è uscito

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Possiamo scrivere

poi

e

unendo

moltiplicando per

semplificando e riorganizzando

La resistenza che si vede guardando nella porta di uscita è

Sostituendo

Come in [2], il DAC ha come riferimento la tensione di uscita. Alla sua uscita avremo una frazione del riferimento in funzione del codice in ingresso. Se indichiamo con

in uscita avremo

e quindi

con k inferiore a 1. Bello DirtyDeeds, più semplice di prima. Grazie. Facendolo flottante con alimentazione duale dovrebbe lavorare bene anche in prossimità dello zero. Non è realmente bipolare a causa del DAC, ma poco importa, un vero zero è sufficiente. Chissà se oscilla?

[DirtyDeeds]

più semplice di prima.

Sulla carta L'Howland current pump, in generale, non è proprio un circuito privo di problemi, per cui prima di cantare vittoria ci sono ancora parecchie cose da verificare, tra cui, appunto, la stabilità e il comportamento in frequenza (sei proprio sicuro che tutti i circuiti che andrai a mettere in punto lavorino in DC?). Occhio, poi, che la resistenza di uscita di un DAC non è in genere bassa, se non ci metti un buffer.

Non è realmente bipolare a causa del DAC

Se usi un DAC moltiplicatore a 4 quadranti dovresti avere meno problemi.

Però, prima di partire con altri calcoli, quali sono l'intervallo di resistenza e il passo di sintesi di cui hai bisogno?

Poi, tieni conto che una resistenza del tipo la puoi anche realizzare direttamente con una rete a scala, con accuratezza maggiore. Se invece vuoi realizzare una resistenza del tipo , usa una serie di resistori con pesi binari con contatti in parallelo.

[Heavy]

sei proprio sicuro che tutti i circuiti che andrai a mettere in punto lavorino in DC?

La produzione attuale sì. Sarebbe bello avere uno strumento che risponda anche nel caso di eccitazione pulsata, ma stando all'adagio che dice che il meglio è nemico del bene...

Occhio, poi, che la resistenza di uscita di un DAC non è in genere bassa, se non ci metti un buffer.

Ma allora sei amico del giaguaro... oppure vendi buffer. Ci avevo pensato, dipende dall'impedenza di ingresso della pompa. Per farla alta bisogna modificare il ramo di reazione positiva , sdoppiando la Rs. Fatto un segnetto e poi si vedrà.

Se usi un DAC moltiplicatore a 4 quadranti dovresti avere meno problemi.

Ho visto che i DAC bipolari facilmente reperibili (RS) hanno necessità di un amplificatore esterno. Volendo fare il sistema completamente bipolare si potrebbe utilizzare anche un DAC semplice e creare un riferimento con offset. Si vedrà.

Però, prima di partire con altri calcoli, quali sono l'intervallo di resistenza e il passo di sintesi di cui hai bisogno?

Mettiamo giù un po' di dati.
Rmin = 750 ohm
Rmax = 500 kohm
Step = 250 ohm

Poi, tieni conto che una resistenza del tipo la puoi anche realizzare direttamente con una rete a scala, con accuratezza maggiore. Se invece vuoi realizzare una resistenza del tipo , usa una serie di resistori con pesi binari con contatti in parallelo.

Questa è l'altra possibilità, da considerare con attenzione. Dovendo generare una corrente (o una tensione) una rete R-2R è una banalità. Dovendo invece fare un bipolo non ho trovato documentazione su come realizzarla. La soluzione delle R in parallelo andrebbe molto bene, ma anche in questo caso non ho trovato documentazione su come sintetizzare i valori, data una curva. Scegliendo le R con peso binario si devono mettere in serie, con i mosfet riferiti a tensioni variabili, una problematica che vorrei sinceramente evitare.

[DirtyDeeds]

con i mosfet riferiti a tensioni variabili,

Mosfet? Usa relè reed, che è meglio. Utilizzare dispositivi elettronici per fare questo tipo di circuiti può portare ad avere correnti di leakage tra il circuto pilota e quello di misura.

Dovendo invece fare un bipolo non ho trovato documentazione su come realizzarla.

Mi sono sbagliato io: serie o parallelo di resistori con pesi binari.

[Heavy]

I reed sono una rogna. Era la prima soluzione pensata: R in peso binario ad alta stabilità e contatti in parallelo. Al passaggio da 01111 a 10000 (per fare un esempio) ci sono millisecondi di totale imprevedibilità.
Sto affrontando il problema in questo modo. Invece di emulare una curva resistiva, emulo una curva conduttiva. A questo punto posso fare una rete di conduttanze in parallelo con mosfet che chiudono verso il riferimento. Stavo proprio guardando ora un BSS131 che ha leakage nell' ordine dei 10 nA sia D-S, sia G-S (perché non viene specificato il leakage G-D?). Sono mosfet che hanno 20 ohm di RDSon, irrisoria rispetto ai Megaohm da commutare. La curva è molto non lineare e dovrò trovare qualche escamotage per evitare una LUT enorme. Come hai giustamente visto tu, adesso il problema è il leakage, che si somma per ogni peso binario.