CN114115416A - 一种精密调节电压的基准源 - Google Patents

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    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
    • G05F1/567—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor for temperature compensation

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Abstract

本发明提供的一种精密调节电压的基准源，包括有基准电压电路、精密调节电路及接头G1；本装置的中基准电压电路利用高精度电压参考芯片输出10V的基准电压，其具有极低的温度系数和输出噪声，温度系数和输出噪声分别达到5ppm/℃和4μVpp；精密调节电路通过差分精密调节电路和调节电阻R1、R5配合实现了基准电压输出范围内的精密调节；同时利用高精度温控箱有效抑制了由于温度变化对基准电压和精密调节电路引入的噪声。综上所述，本发明具有体积小、易集成、低噪声、输出电压可连续精密调节等优点，能够精确调节误差信号的零点，实现高质量的信号反馈，应用于引力波探测时，能够有效降低激光噪声、提高引力波探测器的灵敏度。

Description

一种精密调节电压的基准源
技术领域
本发明涉及光电反馈控制技术领域，尤其涉及一种精密调节电压的基准源。
背景技术
2015年，引力波的成功探测、利用望远镜观测可见光及利用射电望远镜得到射电波段的有用信息并称为三大成就，其中引力波由于其独特的性质，带来了很多之前从未被观测过的天文现象信息，打开了电磁波谱研究中新的窗口。
由于地基引力波探测的频段为10Hz-10kHz，而空间引力波可探测频段更低，可以达到0.1mHz-1Hz，其实现的关键是具有极高的探测灵敏度，这就需要探测器具有极低的噪声。探测器中的光源作为一个主要噪声源，通常采用主动反馈的方式进行降噪，而基准源作为反馈环路的关键一环，其噪声大小决定了最终光源降噪的水平。此外，反馈环路中误差信号的偏移同样会对光源降噪产生不利影响，因此，对基准源的输出电压进行精密调节也至关重要。
现有基准源只能提供10V、1V和0.1V的固定输出，无法根据反馈回路中误差信号的偏移进行连续精密调节；另外由于基准源体积较大，不利于***的集成和实际应用。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足，提供一种精密调节电压的基准源，从而可解决现有基准源无法根据反馈回路中误差信号的偏移进行连续精密调节及自身体积较大导致不利于***的集成和实际应用的问题。
为实现本发明目的而提供的一种精密调节电压的基准源，包括有基准电压电路及精密调节电路，所述基准电压电路的端口1与15V电源连接，所述基准电压电路的端口2接地，所述基准电压电路的端口3与精密调节电路的输入端连接，所述精密调节电路的输出端与接头G1的输出端连接，所述基准电压电路、精密调节电路均放置在高精度温控箱中，用以降低温度变化对基准电压电路、精密调节电路影响。
作为上述方案的进一步改进，所述基准电压电路包括有芯片U1、电容C1-C6，所述芯片U1的引脚2与电容C1-C2的一端及基准电压电路的端口1连接，所述芯片U1的引脚4与电容C1-C2的另一端及基准电压电路的端口2连接，所述芯片U1的引脚6与电容C5-C6的一端及基准电压电路的端口3连接，所述电容C5-C6的另一端接地，所述芯片U1的引脚8与电容C3-C4的一端连接，所述电容C3-C4的另一端接地。
作为上述方案的进一步改进，所述精密调节电路包括有电阻R1-R2、R4-R5及电位器R3，所述电阻R1的一端与精密调节电路的输入端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R2的一端及电位器R3的固定端口1连接，所述电位器R3的固定端口2与电阻R4-R5的一端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述电阻R2、R4的另一端、电位器R3的滑动端口3与精密调节电路的输出端连接。
作为上述方案的进一步改进，所述高精度温控箱的控温精度最小为0.002℃。本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的一种精密调节电压的基准源，基准电压电路利用高精度电压参考芯片输出10V的基准电压，其具有极低的温度系数和输出噪声，温度系数和输出噪声分别达到5ppm/℃和4μVpp；精密调节电路通过差分精密调节电路和调节电阻R1、R5配合实现了基准电压输出范围内的精密调节；同时利用高精度温控箱有效抑制了由于温度变化对基准电压和精密调节电路引入的噪声。
综上所述，本发明具有体积小、易集成、低噪声、输出电压可连续精密调节等优点，能够精确调节误差信号的零点，实现高质量的信号反馈，应用于引力波探测时，能够有效降低激光噪声、提高引力波探测器的灵敏度。
附图说明
图1为本发明的总电路的连接图；
图2为本发明中各电路间的连接图；
图3为本发明中接头输出的电压图；
图4为本发明在0.1mHz-1Hz范围内相对电压噪声图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明：
如图1-图2所示，一种精密调节电压的基准源，包括有基准电压电路及精密调节电路，所述基准电压电路的端口1与15V电源连接，所述基准电压电路的端口2接地，所述基准电压电路的端口3与精密调节电路的输入端连接，所述精密调节电路的输出端与接头G1的输出端连接，所述基准电压电路、精密调节电路均放置在高精度温控箱中，用以降低温度变化对基准电压电路、精密调节电路影响；其中：所述基准电压电路包括有芯片U1、电容C1-C6，所述芯片U1的引脚2与电容C1-C2的一端及基准电压电路的端口1连接，所述芯片U1的引脚4与电容C1-C2的另一端及基准电压电路的端口2连接，所述芯片U1的引脚6与电容C5-C6的一端及基准电压电路的端口3连接，所述电容C5-C6的另一端接地，所述芯片U1的引脚8与电容C3-C4的一端连接，所述电容C3-C4的另一端接地；所述精密调节电路包括有电阻R1-R2、R4-R5及电位器R3，所述电阻R1的一端与精密调节电路的输入端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R2的一端及电位器R3的固定端口1连接，所述电位器R3的固定端口2与电阻R4-R5的一端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述电阻R2、R4的另一端、电位器R3的滑动端口3与精密调节电路的输出端连接；所述高精度温控箱的控温精度最小为0.002℃；
本实施例中芯片U1采用AD587UQ型芯片，接头G1采用SMA接头。
图3为本发明所述精密调节电压基准源的不同输出电压图。根据不同的输出电压范围要求可以选择电阻R1和电阻R5的不同组合。当电阻R1＝10，电阻R2＝10，电阻R5＝300时，输出电压范围为9.40171V-9.65908V。
图4为本发明所述精密调节电压基准源在0.1mHz-1Hz范围内相对电压噪声图。利用8位半高精度仪表3458A采集精密调节电压基准源的输出电压，采集时间达到72小时。首先，根据采集的时间序列，利用对数坐标功率谱密度程序计算电压噪声谱密度；然后，利用计算的结果除以基准源输出电压获得相对电压噪声谱密度。在0.1mHz-1Hz范围内，相对电压噪声谱密度低于0.002/Hz1/2。
另外本发明的所有电路均印刷在电路板上，电路板采用双面板并且双面铺地，芯片周围不铺地，信号线与电源线之间地隔离；精密调节电压基准源采用抗电磁干扰技术，将电路板装在定制的坡莫合金金属壳内；供电电源采用锂电池。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种精密调节电压的基准源，其特征在于：包括有基准电压电路及精密调节电路，所述基准电压电路的端口1与15V电源连接，所述基准电压电路的端口2接地，所述基准电压电路的端口3与精密调节电路的输入端连接，所述精密调节电路的输出端与接头G1的输出端连接，所述基准电压电路、精密调节电路均放置在高精度温控箱中，用以降低温度变化对基准电压电路、精密调节电路影响。
2.根据权利要求1所述的一种精密调节电压的基准源，其特征在于：所述基准电压电路包括有芯片U1、电容C1-C6，所述芯片U1的引脚2与电容C1-C2的一端及基准电压电路的端口1连接，所述芯片U1的引脚4与电容C1-C2的另一端及基准电压电路的端口2连接，所述芯片U1的引脚6与电容C5-C6的一端及基准电压电路的端口3连接，所述电容C5-C6的另一端接地，所述芯片U1的引脚8与电容C3-C4的一端连接，所述电容C3-C4的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的一种精密调节电压的基准源，其特征在于：所述精密调节电路包括有电阻R1-R2、R4-R5及电位器R3，所述电阻R1的一端与精密调节电路的输入端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R2的一端及电位器R3的固定端口1连接，所述电位器R3的固定端口2与电阻R4-R5的一端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述电阻R2、R4的另一端、电位器R3的滑动端口3与精密调节电路的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的一种精密调节电压的基准源，其特征在于：所述高精度温控箱的控温精度最小为0.002℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117949799A (zh) * 2024-03-22 2024-04-30 吕梁学院 基于门电压测定有机自旋电子件性能的方法及测定***

Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841318A (en) * 1997-01-21 1998-11-24 Phase Metrics, Inc. Low noise preamplifier for a magneto-resistive head tester
CN2696015Y (zh) * 2004-04-16 2005-04-27 中国科学院近代物理研究所 极高精度基准电压源
CN2762436Y (zh) * 2004-11-08 2006-03-01 京信通信***（广州）有限公司 用于稳定功率放大器互调性能的高精度温度补偿装置
CN101308196A (zh) * 2008-06-13 2008-11-19 中国科学院电工研究所 电流积分的测量电路
CN202178496U (zh) * 2011-02-23 2012-03-28 河北先河环保科技股份有限公司 一种用于气体分析仪的可调谐激光二极管驱动电路
CN202600019U (zh) * 2012-04-20 2012-12-12 西门子公司 一种电流传感器装置及其电流传感器
CN102914366A (zh) * 2012-10-12 2013-02-06 中山大学 一种高共模抑制比(cmrr)的光电差分探测器
CN202758265U (zh) * 2012-06-06 2013-02-27 浙江南瑞电力自动化有限公司 基准电压源
CN103025031A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 上海澳星照明电器制造有限公司 Led补光灯调光电路以及调光方法
CN103034265A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 北京兴华机械厂 强制均温和半导体制冷片调温的惯性仪表测试用温控仪
CN103472490A (zh) * 2013-09-05 2013-12-25 中煤科工集团西安研究院 矿用本安型瞬变电磁仪接收天线
CN104656865A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 成都麦客堂信息技术有限公司 一种计算机的稳压可调电源电路
CN204721242U (zh) * 2015-06-23 2015-10-21 郑爱民 一种电源电路
CN105589364A (zh) * 2014-10-22 2016-05-18 江苏新通达电子科技股份有限公司 一种汽车仪表可控供电电路
CN110501623A (zh) * 2019-08-29 2019-11-26 北京航空航天大学 一种低噪声ldo输出噪声测试的实现方法
CN210243055U (zh) * 2019-05-10 2020-04-03 北京安海德电子设备有限责任公司 一种改进的低成本压阻变送器***
CN111930171A (zh) * 2020-09-27 2020-11-13 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种低温漂精密电压输出电路
CN112290893A (zh) * 2020-11-07 2021-01-29 山西大学 低噪声宽带高压放大器
CN112666508A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心 海洋电场传感器测试***及测试方法
CN112698121A (zh) * 2020-11-19 2021-04-23 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 低频噪声测试***和可靠性测试方法
CN213280536U (zh) * 2020-07-13 2021-05-25 浙江南德精密合金有限公司 防电磁干扰用坡莫合金屏蔽罩
CN213399339U (zh) * 2020-09-09 2021-06-08 浙江永泰隆电子股份有限公司 高精度直流电压源

Patent Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5841318A (en) * 1997-01-21 1998-11-24 Phase Metrics, Inc. Low noise preamplifier for a magneto-resistive head tester
CN2696015Y (zh) * 2004-04-16 2005-04-27 中国科学院近代物理研究所 极高精度基准电压源
CN2762436Y (zh) * 2004-11-08 2006-03-01 京信通信***（广州）有限公司 用于稳定功率放大器互调性能的高精度温度补偿装置
CN101308196A (zh) * 2008-06-13 2008-11-19 中国科学院电工研究所 电流积分的测量电路
CN202178496U (zh) * 2011-02-23 2012-03-28 河北先河环保科技股份有限公司 一种用于气体分析仪的可调谐激光二极管驱动电路
CN202600019U (zh) * 2012-04-20 2012-12-12 西门子公司 一种电流传感器装置及其电流传感器
CN202758265U (zh) * 2012-06-06 2013-02-27 浙江南瑞电力自动化有限公司 基准电压源
CN102914366A (zh) * 2012-10-12 2013-02-06 中山大学 一种高共模抑制比(cmrr)的光电差分探测器
CN103034265A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 北京兴华机械厂 强制均温和半导体制冷片调温的惯性仪表测试用温控仪
CN103025031A (zh) * 2012-12-28 2013-04-03 上海澳星照明电器制造有限公司 Led补光灯调光电路以及调光方法
CN103472490A (zh) * 2013-09-05 2013-12-25 中煤科工集团西安研究院 矿用本安型瞬变电磁仪接收天线
CN104656865A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 成都麦客堂信息技术有限公司 一种计算机的稳压可调电源电路
CN105589364A (zh) * 2014-10-22 2016-05-18 江苏新通达电子科技股份有限公司 一种汽车仪表可控供电电路
CN204721242U (zh) * 2015-06-23 2015-10-21 郑爱民 一种电源电路
CN210243055U (zh) * 2019-05-10 2020-04-03 北京安海德电子设备有限责任公司 一种改进的低成本压阻变送器***
CN110501623A (zh) * 2019-08-29 2019-11-26 北京航空航天大学 一种低噪声ldo输出噪声测试的实现方法
CN213280536U (zh) * 2020-07-13 2021-05-25 浙江南德精密合金有限公司 防电磁干扰用坡莫合金屏蔽罩
CN213399339U (zh) * 2020-09-09 2021-06-08 浙江永泰隆电子股份有限公司 高精度直流电压源
CN111930171A (zh) * 2020-09-27 2020-11-13 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种低温漂精密电压输出电路
CN112290893A (zh) * 2020-11-07 2021-01-29 山西大学 低噪声宽带高压放大器
CN112698121A (zh) * 2020-11-19 2021-04-23 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） 低频噪声测试***和可靠性测试方法
CN112666508A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心 海洋电场传感器测试***及测试方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHANGYUAN CHANG ET AL: "A High-Precision CV/CC AC–DC Converter Based on Cable and Inductance Compensation Schemes", vol. 31, no. 31, pages 6372 *
刘彦甲等: "非线性多功能稳压电源电路的设计", pages 56 - 58 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117949799A (zh) * 2024-03-22 2024-04-30 吕梁学院 基于门电压测定有机自旋电子件性能的方法及测定***
CN117949799B (zh) * 2024-03-22 2024-06-11 吕梁学院 基于门电压测定有机自旋电子件性能的方法及测定***

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