реклама на сайте
подробности

 
 
7 страниц V  < 1 2 3 4 5 > »   
Reply to this topicStart new topic
> На чём собрать малошумящий усилитель?, полоса 2МГц....шум <1мкВ
Designer56
сообщение Feb 10 2007, 22:28
Сообщение #31


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(Stanislav @ Jan 30 2007, 13:52) *
Цитата(Designer56 @ Jan 30 2007, 11:02) *
Stanislav , есть вариант решения- мы его с вами как-то немного обсуждали уже. Использовать согласующий тр-р с максимальным коэфф. трансформации, с последующим усилением устройством на малошумящих ПТ, малый ток шума которых позволит обеспечить отношение сигнал/шум. попробую восстановить свой старый проект- как раз подобная схема...
Было бы интересно посмотреть.
Только здесь засада возможна: и так уже резонансы в рабочей полосе видны, а если делать на бОльший к-т трансформации, рискуем получить очень неравномерную АФХ в интересующей полосе сигнала.
Хотя, попробовать, наверное, стОит...

to Stanislav'
Я все- таки восстановил этот усилитель- хотя пришлось порыться в старых бумагах изрядно и создать модель 2П903А. Оркада не было тогда,сами понимаете...Все расчеты были на тетрадных листках.Правда, что-то у меня 600кб не хочет брать, пришлось убрать .dat- файл
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  LowNoiseAmp.rar ( 39.34 килобайт ) Кол-во скачиваний: 246
 


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Feb 11 2007, 02:54
Сообщение #32


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



...Извеняюсь за возможно глупый вопрос..., но как это работает? )) общий эмиттер на Q13 имеет входное сопротивление h21 помножить на то что в эмиттере, а там кз на высоких частотах, а вроде отношение этого сопротивление к R1+R16 даст один из множителей усиления...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Feb 11 2007, 11:10
Сообщение #33


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(yrbis @ Feb 11 2007, 04:54) *
...Извеняюсь за возможно глупый вопрос..., но как это работает? )) общий эмиттер на Q13 имеет входное сопротивление h21 помножить на то что в эмиттере, а там кз на высоких частотах, а вроде отношение этого сопротивление к R1+R16 даст один из множителей усиления...

Там не совсем к.з. по постоянному току, в эмиттере Q13- имеет место динамическое сопротивление стабилитрона- я использовал в оригинале 2С139, это 60 Ом. по переменному- шунтируется конденсатором C2. Усиление этого каскада по переменному току расчитывается как крутизна (при 10 мА тока покоя) помноженная на R15. Т.е. (10мА/25мВ)*680Ом=272. Общее усиление равно 1+ (R7/(R1+R16))=69,8, или 36,88 dB- для случая бесконечного петлевого усиления и без учета влияния резистора R17. в реальности- на 0,5 dB меньше. Вы запускали схему в Оркаде? Там все видно, обратите внимание- ток покроя транзистора VT1 около 100мА! За счет этого и уменьшается ЭДС шума.
ОУ используется для стабилизации режима по пост. току.Взгляните на х-ки 2П903.Я думаю, для вашего случая полезно будет ещё включить после усилителя полосовой фильтр Бесселя 2-го порядка- тогда н.ч. в.ч шумы будут меньше влиять на общее отношение С/Ш.
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Feb 11 2007, 16:15
Сообщение #34


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



не, пока пробовал только анализировать,... для себя подчеркнул задание режима транзистора VT1...(про конкретный ток сток-исток и напряжение сток-исток заданное стабилитроном) интересно что ток там конкретно задаётся Q3 и непонятно во что превращается нагрузочная характеристика каскодного каскада..и собственно я про него и говорил т.е для транзисторов VT1 и Q9 усиление равно нагрузка делить на R1+R16, а нагрузкой является входное сопротивление ОЭ на Q13, а там шунт на ВЧ вот это-то и непонятно мне...
Я тут придумал вот что (прик.файл)...номиналы условные, но ток я задавал около 4мА всего, на практике получался оптимальный вариант...(причём, сначала я спаял просто каскодный каскад с повторителем ...и так же максимум сигнал/шум был при 4мА)...соответственно на рисунке только одно плечо, второе такое же заводится на неинвертирующий вход....Получил сигнал/шум в два раза лучший чем был на ОУ...потом посчитал и получается что без транса , но с БП в моём варианте лучше...и действительно на одном каскаде на биполярных транзисторах BFP182, без транса, получилось так же как на 2х полевых 2sk316 с трансом...причём транзистор высокочастотный и при низких токах коллектора(получилось 300мкА) h21 падает токо до ~200МГц которых мне хватает чтоб собрать усилитель с нужной полосой и поэтому каскодный вариант тоже выбросил..(ёмкость коллектор база настолько маленькая, что даже при умножении на скажем 15(коэффицент усиления каскада) такой каскад не портит частотки цепи входной)....вообщем пришёл к параллельному включению каскадов на БП и без трансформатора...
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Feb 11 2007, 21:45
Сообщение #35


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(yrbis @ Feb 11 2007, 18:15) *
не, пока пробовал только анализировать,... для себя подчеркнул задание режима транзистора VT1...(про конкретный ток сток-исток и напряжение сток-исток заданное стабилитроном) интересно что ток там конкретно задаётся Q3 и непонятно во что превращается нагрузочная характеристика каскодного каскада..и собственно я про него и говорил т.е для транзисторов VT1 и Q9 усиление равно нагрузка делить на R1+R16, а нагрузкой является входное сопротивление ОЭ на Q13, а там шунт на ВЧ вот это-то и непонятно мне...
Я тут придумал вот что (прик.файл)...номиналы условные, но ток я задавал около 4мА всего, на практике получался оптимальный вариант...(причём, сначала я спаял просто каскодный каскад с повторителем ...и так же максимум сигнал/шум был при 4мА)...соответственно на рисунке только одно плечо, второе такое же заводится на неинвертирующий вход....Получил сигнал/шум в два раза лучший чем был на ОУ...потом посчитал и получается что без транса , но с БП в моём варианте лучше...и действительно на одном каскаде на биполярных транзисторах BFP182, без транса, получилось так же как на 2х полевых 2sk316 с трансом...причём транзистор высокочастотный и при низких токах коллектора(получилось 300мкА) h21 падает токо до ~200МГц которых мне хватает чтоб собрать усилитель с нужной полосой и поэтому каскодный вариант тоже выбросил..(ёмкость коллектор база настолько маленькая, что даже при умножении на скажем 15(коэффицент усиления каскада) такой каскад не портит частотки цепи входной)....вообщем пришёл к параллельному включению каскадов на БП и без трансформатора...


Шунт по переменному в эмиттере Q13 затем, чтобы увеличить петлевое усиление по переменному току, и таким образом обеспечить большую точность и меньший КНИ- усилитель проектировался изначально как усилитель переменного тока.Все-таки вам нужно поподробнее изучить вопросы с шумами.Обратите внимание на картинки- Eш меньше 1нв на частотах более 10 кГц- как раз ваш случай.Это потому, что транзистор имеет большую крутизну-Е шума (плотность) обратно пропорциональна корню кв. крутизны.И ещё- на картинке шумы для Iс= 10ма, а крутизна ПТ растет пропорционально корню кв. от тока стока. По картинке- при Iс= 10ма крутизна ~40 мА/В, а при Iс= 100ма крутизна уже 100 мА/В. Т.е. можно ожидать уменьшение Еш в sqrt(100/40)=1.58 раз, а по мощности шума выигрыш получается в 2,5раза.Но ПТ при этом имеет ничтожный ток шума, в отличии от БТ. Т.е может работать от высокоомного источника сигнала. В этом и состоит идея схемы: Увеличить напряжение на входе за счет тр-ра ( в моем случае- это было в 30раз), при этом импеданс источника сигнала увеличится в (Ктр)^2 раз (в моем случае-в 900 раз)- но вклад от шумового тока не возрастет, в силу его малости для ПТ. БТ же при увеличении тока покоя даст и увеличение шумового тока.
Режим ПТ в схеме задается источником тока Q3, который является нагрузкрй первого каскада.Ток ПТ "подстраивается" под это значение за счет глубокой ОС по пост. току ч/з ОУ. С учетом базовых токов Q13,Q14,Q9,естественно.Да, хочу добавить: усилитель разрабатывался как измерительный для звукового диапазона частот, хотя его полоса по уровню -3 dB -более 20 МГц. В случае ВЧ применения следует зашунтировать С1, С2 ВЧ керамикой 0,1 мкФ.

Для того, чтобы Ваша схема работала, необходимо, чтобы напряжение отсечки VT3,VT5 было больше, чем напряжение отсечки VT2,VT4


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
yrbis
сообщение Feb 12 2007, 01:04
Сообщение #36


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 953
Регистрация: 26-07-05
Из: Питер
Пользователь №: 7 112



Цитата
Но ПТ при этом имеет ничтожный ток шума, в отличии от БТ. Т.е может работать от высокоомного источника сигнала...
это всё понятно...., но токо нельзя сделать мне трансформатор и получить ощутимый коэффицент передачи, и по расчётам и на практике... вот есть у нас система которая полосу 600кГц-1.5МГц имеет вот там да получилось, а тут никак...и дело просто в настройки входной цепи на нужную полосу...т.е. требования к полосе(не только к ширине но и положению по частотам) однозначно определяют все параметры входной цепи и транса в частности, поэтому от транса и отказались.... кстати ПТ без транса тоже попробую...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Feb 12 2007, 18:48
Сообщение #37


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Designer56 @ Feb 1 2007, 12:00) *
Цитата(yrbis @ Feb 1 2007, 00:36) *
...Да вроде читал я эти книги, когда студентом был...ну видать плохо......
Собственно вопрос чем мне сможет помочь каскодная схема?...в моём варианте включение общей базы или общего затвора в цепь стока...
Каскодняя схема минимизирует емкость Миллера- базо- коллекторную или сток-затворную.В обычной схеме общий эмиттер или общий исток эта емкость увеличивается в коэфф. усиления схемы раз. И, соответственно, создает проблемы- особенно, если источник сигнала- трансформатор.
Всё верно. А если цепь резонансная, может получиться очень даже неплохой генератор. smile.gif
Во всяком случае, паразитных резонансов избежать не удастся.
Ещё одно преимущество каскодной схемы - очень высокое выходное сопротивление, позволяющее получить большое усиление и улучшенную линейность.

Цитата(Designer56 @ Feb 10 2007, 22:28) *
to Stanislav'
Я все- таки восстановил этот усилитель- хотя пришлось порыться в старых бумагах изрядно и создать модель 2П903А. Оркада не было тогда,сами понимаете...Все расчеты были на тетрадных листках.Правда, что-то у меня 600кб не хочет брать, пришлось убрать .dat- файл
Простите, к стыду своему, должен признаться, что Оркада у меня и сейчас нет. Не могли бы Вы схемку выложить картинкой, как yrbis? В формате .gif, тогда она совсем немного займёт.
Впрочем, сейчас попробую всё-таки установить Оркад...


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Feb 12 2007, 19:17
Сообщение #38


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



[quote name='Stanislav' date='Feb 12 2007, 20:48' post='209837']
[/quote]Простите, к стыду своему, должен признаться, что Оркада у меня и сейчас нет. Не могли бы Вы схемку выложить картинкой, как yrbis? В формате .gif, тогда она совсем немного займёт.
Впрочем, сейчас попробую всё-таки установить Оркад...
[/quote]

Сейчас попробую отправить


Кстати, вх. суммарная емкость на ч-те 3 МГц не более 3 пФ
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Feb 12 2007, 19:55
Сообщение #39


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Что-то у меня в gif ACDSEE закодировал погано, пришлось в jpg


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Feb 12 2007, 19:55
Сообщение #40


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Designer56 @ Feb 12 2007, 19:17) *
Сейчас попробую отправить.
Ага, спасибо.
Насколько я понял, это усилитель НЧ с низким уровнем шума, для этого выбрана рабочая точка с большой крутизной характеристики.
Ток через входной полевик аж 120 мА... Схема будет жрать около двух ватт.
У Вас усилитель НЧ, с ОС по выходному напряжению и постоянному току. Схема хорошая, я бы, может, поправил только чуть-чуть.
Для данного приложения, мне кажется, схему поддержания выходного потенциала на ОУ можно убрать (хотя, и не факт - разброс параметров полевиков большой).
Далее, можно ИТ на Q3 заменить дросселем (или колебательным контуром) с небольшим последовательным резистором. При этом можно будет снизить напряжение питания. После него я бы всё-таки поставил повторитель на n-p-n, дабы не снижать усиление в 1-м каскаде, а уже за ним каскады с ОЭ + ОК. Возможно, и там каскод применить придётся.
В общем, попробовать, наверное, стОит...
Эта схема, наверное, наилучшее отношение С/Ш даст всё-таки с повышающим трансом. Особенно если ток через ПТ уменьшить.
Кстати, присмотрелся к графикам - выигрыш после 50-60 мА уже незначительный, и эту величину, по-видимому, можно взять в качестве верхней границы тока первого каскада.

ЗЫ.Кстати, можно обойтись и однополярным питанием...

2 yrbis
Поповоду схемы из поста 34.
1. Полевики включать параллельно не нужно - они и так "толстые". Уменьшения шумов можно достичь, просто увеличив ток первого каскада. Резистор R18 при этом придётся уменьшить, и последовательно с ним включить дроссель.
2. Вместо "верхнего" ПТ практичнее применить БТ.
3. Кондёр C11 лучше убрать, R19 уменьшить раза в 2-3, коллектор Q15-заземлить, а выход брать с коллектора Q16, через кондёр..


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Feb 12 2007, 20:19
Сообщение #41


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Designer56 @ Feb 11 2007, 21:45) *
...Да, хочу добавить: усилитель разрабатывался как измерительный для звукового диапазона частот, хотя его полоса по уровню -3 dB -более 20 МГц...
Для шумовых характеристик играет роль только полоса пропускания с разомкнутой ОС (точнее, полоса пропускания 1-го каскада). Если в рабочей полосе будет уже заметный спад усиления, то и шумы заметно возрастут.


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Feb 12 2007, 20:22
Сообщение #42


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Устройство предназначалось для работы в тестере шумов квантования цифровых каналов связи.Т.е всего того, что остается после вырезания тестового сигнала полосовым фильтром. У фильтра вых. сопротивление-600 Ом, и спользовался стандартный. А это ожидалось не более - 65 dB. Далее, всё это фильтровалось эллиптическим полосовым ф. 9 пор. Активные фильтры такого порядка сами изрядно шумят.Поэтому до фильтрации сигнал следовало усилить. Потом, просто хотелось проверить свою мысль, к тому же, хотелось сделать МШУ для магнитной головки заодно- я тогда баловался аудиотехникой.


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Feb 12 2007, 20:31
Сообщение #43


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Designer56 @ Feb 12 2007, 20:22) *
Устройство предназначалось для работы в тестере шумов квантования цифровых каналов связи.Т.е всего того, что остается после вырезания тестового сигнала полосовым фильтром. У фильтра вых. сопротивление-600 Ом, и спользовался стандартный. А это ожидалось не более - 65 dB. Далее, всё это фильтровалось эллиптическим полосовым ф. 9 пор. Активные фильтры такого порядка сами изрядно шумят.Поэтому до фильтрации сигнал следовало усилить. Потом, просто хотелось проверить свою мысль, к тому же, хотелось сделать МШУ для магнитной головки заодно- я тогда баловался аудиотехникой.
Мы на КП302 делали... Там таких героических шумов, как у Вас, всё-таки не нужно...


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Designer56
сообщение Feb 12 2007, 20:34
Сообщение #44


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290



Цитата(Stanislav @ Feb 12 2007, 22:19) *
Цитата(Designer56 @ Feb 11 2007, 21:45) *
...Да, хочу добавить: усилитель разрабатывался как измерительный для звукового диапазона частот, хотя его полоса по уровню -3 dB -более 20 МГц...
Для шумовых характеристик играет роль только полоса пропускания с разомкнутой ОС (точнее, полоса пропускания 1-го каскада). Если в рабочей полосе будет уже заметный спад усиления, то и шумы заметно возрастут.

Да, поэтому я и не стремился нагружать первый каскад на высокое входное, а так же по причине возможной потери устойчивости- источник тока пришлось сделать на тр-ре средней мощности, у него проходная емкость приличная, всё равно пришлось бы корректировать

Цитата(Stanislav @ Feb 12 2007, 22:31) *
Мы на КП302 делали... Там таких уж героических шумов, как у Вас, всё-таки не нужно...

Есть ещё лучшая штука из маломощных- 2П333, но его в Ташкенте делали...сейчас не знаю, доступен ли он. Его аналог- 2N4393


--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stanislav
сообщение Feb 13 2007, 00:06
Сообщение #45


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987



Цитата(Designer56 @ Feb 12 2007, 20:34) *
Цитата(Stanislav @ Feb 12 2007, 22:19) *
Цитата(Designer56 @ Feb 11 2007, 21:45) *
...Да, хочу добавить: усилитель разрабатывался как измерительный для звукового диапазона частот, хотя его полоса по уровню -3 dB -более 20 МГц...
Для шумовых характеристик играет роль только полоса пропускания с разомкнутой ОС (точнее, полоса пропускания 1-го каскада). Если в рабочей полосе будет уже заметный спад усиления, то и шумы заметно возрастут.
Да, поэтому я и не стремился нагружать первый каскад на высокое входное, а так же по причине возможной потери устойчивости- источник тока пришлось сделать на тр-ре средней мощности, у него проходная емкость приличная, всё равно пришлось бы корректировать.
Простите, но здесь, по-моему, методологическая (или идеологическая? smile.gif ) ошибка.
Для обеспечения минимума шумов входной каскад должен иметь максимально возможное усиление, при желательном сохранении широкой полосы (поэтому, каскод - хорошее решение). Лучше уж сделать коррекцию - тогда шумы будут меньше.
К слову, один из "рекордных" малошумящих оперов начала 90-х AD797 имел только один каскад усиления напряжения, но какой! Его к-т усиления на малом сигнале при большом сопротивлении нагрузки доходил до примерно до 100 000 000.
Коррекцию же была оставлена на милость потребителя (в зависимости от глубины ООС).

На мой взгляд, сопротивление нагрузки входного каскОда малошумящего усилителя должно выбираться максимально возможным, для обеспечения максимально возможного его усиления. Но ИТ в качестве нагрузки для требований yrbis-а я бы не стал рекомендовать - только лишних шумов наловить можно. Лучше индуктивность, или резонансный контур с большим характеристическим сопротивлением и небольшой добротностью.

Цитата(Designer56 @ Feb 12 2007, 20:34) *
Цитата(Stanislav @ Feb 12 2007, 22:31) *
Мы на КП302 делали... Там таких уж героических шумов, как у Вас, всё-таки не нужно...

Есть ещё лучшая штука из маломощных- 2П333, но его в Ташкенте делали...сейчас не знаю, доступен ли он. Его аналог- 2N4393
Такой не знаю даже. 20 лет назад для радиолюбителей был точно недоступен.


--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post

7 страниц V  < 1 2 3 4 5 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 22nd June 2025 - 16:19
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01507 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016