Я руками много лет ничего не считаю. Есть куча специализированного ПО.
Одновитковую рамку согласовать с ОУ невозможно. Надо мотать десятки/сотни витков или ставить правильно посчитанный трансформатор. Хотя, он тут совсем без надобности.


Сообщение отредактировал Corner - Sep 18 2016, 11:41

Специализированное ПО это конечно очень круто, но простые расчеты на основе формул из учебников это жизненно необходимо хотя бы для осмысления проблем на этапе предварительного проектирования. И не обязательно на бумаге считать, для этого есть такое ПО как маткад например. Ладно, завтра посчитаю характеристики многовитковой рамки диаметром 200мм и N=200, затем коэффициент согласования при разных нагрузках и посмотрим кто есть ху...
Трансформатор здесь действительно ни к чему. И на транзисторе КТ606А свет клином не сошелся. Считаю, что ОУ пока под вопросом.
Есть два конкурирующих способа согласования магнитных антенн: согласование по напряжению, и согласование по току. Согласование по напряжению - это получение максимально возможного напряжения на нагрузке. Согласование по току - получение максимального тока нагрузки. Понятно, что в первом случае рамка работает в режиме ХХ и сопротивление нагрузки очень большое, во втором случае рамка в режиме КЗ и сопротивление нагрузки нулевое. Судя по схеме включения КТ606А по схеме ОБ автор хотел выполнить согласование по току, но при этом непонятно, зачем поставил трансформатор. Для многовитковой рамки лучше применить согласование по напряжению, потому как ток КЗ многовитковой рамки намного меньше чем у одновитковой (за счет большой реактивности).

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 18 2016, 16:30

Берем Ваш любимый AD8421 и смотрим. Его шумовые эквиваленты Vn=3.2nV/корень(Hz), In=200fA/корень(Hz). Значит оптимальное сопротивление источника (для минимизации коэффициента шума) будет Rsopt=Vn/In=16kOhm. Таков должен быть импеданс многовитковой рамки. Этот импеданс состоит из активной составляющей - сопротивления излучения (как правило близко к 0) , и реактивной составляющей, обусловленной индуктивностью рамки. Один виток круглой рамки диаметром 220мм из провода диаметром 0,2мм имеет индуктивность 1uH (диаметр подогнан под 1uH, чтоб удобнее считать). Чтобы на 20kHz получить XL=16kOhm, индуктивность рамки должна быть 130mH. Это значит, нужно намотать аж 360 витков. На частоте 20kHz действующая длина одного витка будет 0,032мм, а для 360 вит уже 11мм.
Посчитаем напряжение внешнего шума на входе усилителя и сравним с действующими внутренними 3,2nV/Hz^0.5. Спектральная плотность внешнего шума в тихой местности аппроксимируется линейной функцией Fex=66-28.5*log(f). На частоте 0,02MHz это 114,4dB*kT. Пересчет в напряженность поля шума (E[dB/uV*Hz^0.5] = Fex[dB*kT] + 20*log(f[MHz]) - 95/5) дает значение -15dBuV/m*(Hz^0.5) или 0,18uV/m*(Hz^0.5). Умножаем на действующую длину рамки 0,011м и получаем напряжение 0,002uV/Hz^0.5 или 2nV/Hz^0.5, что явно несколько меньше внутренних 3,2nV/Hz^0.5 операционника. Но это ничего, существуют и менее шумящие ОУ, например ADA4895, ADA4897. Или мотать еще больше витков. Но здесь надо иметь в виду появление большой междувитковой емкости, шунтирующей сигнал и вызывающей нежелательные резонансы. Хорошо, если резонансная частота несколько выше верхней рабочей частоты 60kHz. А если внутри диапазона, то выше резонансной частоты будет провал чувствительности. Положение резонансной частоты зависит от диаметра провода. Чем меньше диаметр, тем выше резонансная частота.
Кстати, у Texas есть методика расчета коэффициента шума ОУ.

Для AD8421 при Rs=16kOhm NF=1.085 (в разах).
Хотя "при чисто реактивном сопротивлении источника (как пишет товарищ Отт) понятие коэффициента шума не имеет смысла, так как шумы источника равны нулю и коэффициент шума становится равным бесконечности"

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 19 2016, 13:32

Спасибо за консультацию.

Наверное нужно что-то professor более весомое ответить может? Человек приложил усилия, ответил, доказательства привел. А Вы получается дискутируете совершенно голословно.

Как-то не по-русски звучит.
Возможно. Но благодаря общению, я на коленке дома накидал такую антенну. Полоса 10... 350 кГц. Собственная шумовая дорожка на 12... 16 дБ ниже минимальной шумовой дорожки по рекомендациям. Пригодится решение на будущее.


Сообщение отредактировал Corner - Sep 26 2016, 07:56

В общем, прикинул 2 антенны:
1. Кольцо 2 метра. Требуется 2 трансформатора.
2. Кольцо 0.9 метра. Требуется один трансформатор. Эту попробовал собрать из подручных материалов. В местности, где я проживаю, уровень шума, почти, по верхней границе рекомендаций. Уровень шума по нижней границе, наверное, в районе полюсов и в определенные часы суток.
ПС: с трансформатором выходит компактнее, легче и дешевле (медный провод дорогой). Трансформатор из Радио негодный. Что по материалам, что по конструкции. Схема из Радио шумная и с большими искажениями.
Кого интересует, подробности личкой.

Сообщение отредактировал Corner - Sep 28 2016, 06:26