| |
|
  |
 малошумящий усилитель для ленточного микрофона, разработка малошумящего предварительного усилителя для ленточного микр |
|
|
|
|
 Oct 25 2007, 11:03
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19)  1 нв/1 пА (Гц^0.5) - характерно именно для биполярного входа. LT1115, например. Если ваять усилок "на коленке", такие шумы тока запросто могут получиться и на хорошем ПТ. Хотя, согласен, что в грамотно сделанной схеме можно добиться гораздо более низкого значения параметра. Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) Оптимальное Rг при этом около 1 кОм, для согласования с 0.5 Ома потребуется трансформатор 1:45. Здесь тоже соглашусь - при прикидке ошибся с порядком: взял шумовой ток 10пA. Но порядок результата тот же, и никакого согласования импедансов не требуется. Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) ...Приведенная Демоном схема имеет ЭДС шума до 1.41 раза больше ЭДС шума одиночного ОЭ при том же суммарном токе, и бОльший токовый шум из-за прямого (а не ослабленного в h21э раз) влияния источников питания/шума нагрузки. А вот здесь не соглашусь. Данная схема имеет явно больше, чем в 2 раза ЭДС шума по сравнению с ОЭ при том же токе потребления. Точно посчитаю попозже. Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) ...Есть достаточно малошумящие полевые ОУ, коэффициент шума (но не абсолютная величина эдс шума) у них действительно ниже, чем у биполярных, однако достигается он у полевых ОУ при большем Rг, т.е. сложнее трансформатор. При ограниченном коэффициенте трансформации выгоднее (в том числе по току потребления) биполярный.
AD745 - 2.8...3 нВ/Гц^0.5 Это всё понятно. Но идёт речь о создании бестрансформаторного входного каскада. Возможно ли такое сделать - зависит от условий задачи, которые пока что не обнародованы.
Сообщение отредактировал Stanislav - Oct 25 2007, 13:51
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 11:57
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 995
Регистрация: 3-06-05
Пользователь №: 5 713
|
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 01:53) А ЗАЧЕМ его снижать?  Зачем вместо ОЭ ставить ОБ? И как Вы вообще собираетесь его снизить параллельным включением при заданном максимальном токе каскада, составляющем единицы миллиампер? И что , в такой схеме Вы надеетесь получить шумы меньше, чем в простом каскаде с ОЭ при том же токе?  Флейм уехал на свалку. Старайтесь не отвлекаться от обсуждаемой темы Автор, видимо, хотел добиться не снижения Rвх, а выигрыша по шумам. Что касается каскада с ОБ, он действительно должен обладать лучшей линейностью, что можно качественно подтвердить сравнением выходных ВАХ ОЭ и ОБ. Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 15:03) Если ваять усилок "на коленке", такие шумы тока запросто могут получиться и на хорошем ПТ.
Хотя, согласен, что в грамотно сделанной схеме можно добиться гораздо более низкого значения параметра.
Здесь тоже соглашусь - при прикидке ошибся с порядком - взял шумовой ток 100fA. Но порядок результата тот же, и никакого согласования импедансов не требуется.
А вот здесь не соглашусь. Данная схема имеет явно больше, чем в 2 раза ЭДС шума по сравнению с ОЭ. Точно посчитаю попозже.
Это всё понятно. Но идёт речь о создании бестрансформаторного входного каскада. Возможно ли такое сделать - зависит от условий задачи, которые пока что не обнародованы. Шум К548УН1 порядка 0.8nV/Hz^0.5
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 12:37
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) Ну, например, неплохой есть AD795, JFET. Токовый шум 600fA/sq(Hz). Шум напряжения, конечно, не такой хороший, 9нВ. Для автора темы такой шум входа катастрофичен. Это должно быть понятно. Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) ...Но это вопрос, действительно, схемы включения. Я то имел в виду обойтись без трансформатора. Все входы практически на "земле". Нет, это не так. Шумы напряжения ПТ - это не шумы его затвора, а шумы канала. Причём тепловые. Никакими силами внутри ОУ Вы их уменьшить не сможете. Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) ...Практика показывает, что, чаще всего, разнообразные наводки на цепи смещения и обратные связи играют даже большую роль, чем параметры самого ОУ. Значение правильной схемы включения возрастает для слабых сигналов.
Так, например, 10 Ом сопротивления по входам уже сами будут давать 4 нВ/sq(Hz) примерно. Не правильно. Шумы резистора - 0,13* sqrt( R ) [нВ/sqrt(Гц)]. Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) ...Поковырял AD, хорошие у них ОУ (биполяры) появились, кстати.
AD8099, например. Меньше 1нВ/sq(Hz). Пишут, что освоили для этого новый супер-пупер КНС техпроцесс с "плавающими" в окисле транзисторами и контактами к базе поликремнием. Супер! Этот ОУ тоже никуда не годится. Он ВЧ-овый. Частота среза фликкер-шума очень высока. На ЗЧ шумит, как паровоз. Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) ...А что если параллелить не транзисторы, а ОУ? Конечно, придется точно выставлять усиление каждого. Но здесь действительно можно приблизиться к корню из N оперюков по выходному шуму. 4 ОУ - шуму в 2 раза меньше... А зачем? Параллелить ничего вообще не надо было б, если были бы доступны малошумящие мощные БТ (может, есть и такие - не знаю). Для данной задачи параллелить что-либо нет смысла вообще - ограничен ток потребления. Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 15:57) Автор, видимо, хотел добиться не снижения Rвх, а выигрыша по шумам. Автор чего? Автору темы нужно получить заданное отношение С/Ш (или напряжение шумов, приведённое ко входу). "Согласование сопротивлений" проповедует некто другой. Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 15:57) Что касается каскада с ОБ, он действительно должен обладать лучшей линейностью, что можно качественно подтвердить сравнением выходных ВАХ ОЭ и ОБ. При чем здесь вообще линейность? Речь идёт о шумах. Кроме того, Вы глубоко заблуждаетесь насчёт линейности каскада с ОБ.  А про каскод Вам слышать доводилось? Я, между прочим, в теме о нём упомянул, но это не принципиально. Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 15:57) ...Шум К548УН1 порядка 0.8nV/Hz^0.5 Готов присягнуть, что так. И что из того? Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 11:03) ИМХО , ЭДС шума будет как раз меньше , чем у одиночного каскада при том же токе , так как 2 транзистора у меня включены параллельно по сигналу и последовательно по питанию . И что, к-т усиления у них в 2 раза больше, чем у одного? Шумим, значить, вдвоём (или вчетвером? ). А усиливаем, как один. Круто! 
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 15:46
|
Знающий
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888
|
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 16:37) И что, к-т усиления у них в 2 раза больше, чем у одного? Шумим, значить, вдвоём (или вчетвером? ). А усиливаем, как один. Круто! Вообще-то , в этой схеме транзисторы и шумят и усиливают , как два транзистора , включённых параллельно . Странно было бы , если бы было не так !  А преимущество - ток питания используется дважды , выше линейность и нет никаких сопротивлений в цепи эмиттеров , которые могли бы дополнительно шуметь - в обычном каскаде с ОБ нужно же подводить ток к эмиттеру ..... опять же , при хорошей балансировке можно обойтись без входного конденсатора .
 Р В Р’ВВВВВВзображенРСвЂВВВВВР В Р’Вµ СѓРСВВВВВВеньшено 
(3.84 килобайт)
|
Сообщение отредактировал deemon - Oct 25 2007, 15:48
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 16:40
|
Местный
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 26-06-07
Пользователь №: 28 723
|
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 11:03) ИМХО , ЭДС шума будет как раз меньше , чем у одиночного каскада при том же токе , так как 2 транзистора у меня включены параллельно по сигналу и последовательно по питанию . При увеличении тока и запараллеливании большего числа транзисторов на входе - ситуация ИМХО будет только улучшаться . Ты про вторые транзисторы забыл, а на них тоже ток нужен. т.е. ток каждого - 1/2 от тока одного ОЭ.
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 16:46
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 995
Регистрация: 3-06-05
Пользователь №: 5 713
|
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 16:37) При чем здесь вообще линейность? Речь идёт о шумах. Кроме того, Вы глубоко заблуждаетесь насчёт линейности каскада с ОБ. А про каскод Вам слышать доводилось? Я, между прочим, в теме о нём упомянул, но это не принципиально. Активный участок выходной ВАХ каскада с ОБ имеет пологий характер с самого начала в отличии от каскада с ОЭ.
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 17:18
|
Знающий
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888
|
Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 20:40) Ты про вторые транзисторы забыл, а на них тоже ток нужен. т.е. ток каждого - 1/2 от тока одного ОЭ. В смысле - правые транзисторы ? Да , действительно ..... сейчас там обычное токовое зеркало , то есть ток смещения вторых транзисторов такой же как и у основных . В моей нынешней схеме ( DAC I/U converter ) мне это всё равно - я от сети питаюсь ..... но в случае повышенных требований к экономичности можно сделать трюк - поставить резисторы в цепи эмиттеров правых транзюков , и снизить их ток при том же токе основных , можно сделать и по-другому - применить в цепях смещения транзисторы с меньшей площадью переходов . Далее , если мы станем параллелить входные транзисторы для снижения входного импеданса , то будет одна пара транзисторов смещения на всех , и можно считать , что почти весь ток идёт на усилительные транзисторы . Да , я ещё забыл нарисовать пару электролитов в цепях смещения , от баз транзисторов на землю , чтобы базы были заземлены по переменному току - это тоже уменьшает шумы . P.S. А вообще , было бы красиво , если сделать такую структурку на кристалле . Можно было бы самим выбрать площади переходов , да и тепловая связь , опять же ......
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 17:20
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 19:46) Вообще-то , в этой схеме транзисторы и шумят и усиливают , как два транзистора , включённых параллельно . Странно было бы , если бы было не так ! А ведь не так!  При этом же питании даже один транзистор может давать вдвое большее усиление. А шуметь меньше. Я не говорю уже про два. Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 19:46) ...А преимущество - ток питания используется дважды , выше линейность и нет никаких сопротивлений в цепи эмиттеров , которые могли бы дополнительно шуметь - в обычном каскаде с ОБ нужно же подводить ток к эмиттеру ..... опять же , при хорошей балансировке можно обойтись без входного конденсатора . деемон, нарисуйте источники шума в схеме, и поймёте свою ошибку. Схему малошумящего усилителя нужно, как мне кажется, делать примерно так:
Р В Р’ВВВВВВзображенРСвЂВВВВВР В Р’Вµ СѓРСВВВВВВеньшено 
(17.76 килобайт)
|
Вот её частотные характеристики: вверху - плотность шума, внизу - усиление.
Р В Р’ВВВВВВзображенРСвЂВВВВВР В Р’Вµ СѓРСВВВВВВеньшено 
(15.14 килобайт)
|
Схема нарисована "от фонаря", и не оптимизирована. Транзисторы взяты первые попавшиеся. Однако, из результатов моделирования видно, что шумы её, приведённые ко входу, составляют около 0,5 нВ/sqrt(Гц), чего не снилось никакому ОУ. К-т усиления такой схемы легко снизить до требуемого путём введения дополнительной ООС по переменному току. Уменьшить ёмкость С5 можно путём введения последовательной ООС по напряжению, что приведёт к увеличению вх. сопротивления. Схема при этом несколько усложнится (на ещё один транзюк). Шумы схемы также можно уменьшать и далее, путём выбора малошумящего входного транзистора и оптимизации режимов его работы.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 17:27
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 20:46) Активный участок выходной ВАХ каскада с ОБ имеет пологий характер с самого начала в отличии от каскада с ОЭ. Не понял... Если вых. сопротивление высокое нужно - используйте каскод, как в моей схеме. Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 20:40) Ты про вторые транзисторы забыл, а на них тоже ток нужен. т.е. ток каждого - 1/2 от тока одного ОЭ. По-моему, объяснять бесполезно... Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:18) ...P.S. А вообще , было бы красиво , если сделать такую структурку на кристалле . Можно было бы самим выбрать площади переходов , да и тепловая связь , опять же ...... Специально для любителей раритетов: http://www.ortodoxism.ro/datasheets/BurrBrown/mXsrrqv.pdf
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 17:39
|
Знающий
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888
|
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:20) А ведь не так! При этом же питании даже один транзистор может давать вдвое большее усиление. А шуметь меньше. Я не говорю уже про два. деемон, нарисуйте источники шума в схеме, и поймёте свою ошибку. Схему малошумящего усилителя нужно, как мне кажется, делать примерно так:
Р В Р’ВВВВВВзображенРСвЂВВВВВР В Р’Вµ СѓРСВВВВВВеньшено (17.76 килобайт)
|
Вот её частотные характеристики: вверху - плотность шума, внизу - усиление.
Р В Р’ВВВВВВзображенРСвЂВВВВВР В Р’Вµ СѓРСВВВВВВеньшено (15.14 килобайт)
|
Схема нарисована "от фонаря", и не оптимизирована. Транзисторы взяты первые попавшиеся. Однако, из результатов моделирования видно, что шумы её, приведённые ко входу, составляют около 0,5 нВ/sqrt(Гц), чего не снилось никакому ОУ. К-т усиления такой схемы легко снизить до требуемого путём введения дополнительной ООС по переменному току. Уменьшить ёмкость С5 также можно, путём введения последовательной ООС по напряжению. Схема при этом несколько усложнится (на ещё один транзюк). Угу , только малый входной импеданс схемы достигается с помощью ООС , и в цепи ООС стоят два резистора , через которые течёт постоянный ток , и это - на ВХОДЕ . Плюс ток базы верхнего транзистора добавит шумов в цепь коллекторной нагрузки - у вас же каскод ..... И вы говорите , что шуметь она будет меньше моей , так ? Не верю . Соберите схему в реальности и измерьте параметры с реальным источником сигнала . Тогда и посмотрим ......... P.S. Потом , вы собираетесь уменьшать ёмкость С5 , добавляя резистор в цепь эмиттера первого транзистора , иначе говоря - уменьшать глубину общей ООС за счёт введения местной ООС , но при этом вы опять-таки добавите в эмиттерную цепь шум этого резистора . ВОпрос - зачем делать такую глубокую ОООС , чтобы потом её уменьшать ещё одним резистором ? ИМХО , это нонсенс . И кроме того - охватив транзистор в схеме с ОЭ цепью ООС мы не можем сделать его низкоомным девайсом , согласованным по шумам с низкоомным же источником сигнала . Тут вы ИМХО заблуждаетесь Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:27) Да я вообще-то в курсе насчёт ОУ с ТОС Но я хотел бы сделать другое - чисто входной каскад с большим током , без остальной схемы ОУ . Для работы с низкоомными источниками сигнала и без ООС . В некоторых случаях может пригодиться ......
Сообщение отредактировал deemon - Oct 25 2007, 17:47
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 25 2007, 17:50
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) Угу , только малый входной импеданс схемы достигается с помощью ООС , и в цепи ООС стоят два резистора , через которые течёт постоянный ток , и это - на ВХОДЕ . Ага! Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) ...Плюс ток базы верхнего транзистора добавит шумов в цепь коллекторной нагрузки - у вас же каскод ..... Всё добавит: и резисторы, и ток базы. А результирующий шум всё равно такой, какой Вы видите. Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) ...И вы говорите , что шуметь она будет меньше моей , так ? Не верю . Соберите схему в реальности и измерьте параметры с реальным источником сигнала . Тогда и посмотрим ......... У меня есть предложение получше. Возьмите спайс, те же транзюки, то же питание, и постройте модель Вашей схемы. А потом сравним. Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) ...P.S. Потом , вы собираетесь уменьшать ёмкость С5 , добавляя резистор в цепь эмиттера первого транзистора , иначе говоря - уменьшать глубину общей ООС за счёт введения местной ООС , но при этом вы опять-таки добавите в эмиттерную цепь шум этого резистора . ВОпрос - зачем делать такую глубокую ОООС , чтобы потом её уменьшать ещё одним резистором ? ИМХО , это нонсенс . И кроме того - охватив транзистор в схеме с ОЭ цепью ООС мы не можем сделать его низкоомным девайсом , согласованным по шумам с низкоомной же нагрузкой . Тут вы ИМХО заблуждаетесь Знаете, вместо того, чтобы строить не соответствующие действительности предположения, занялись бы лучше полезным делом (см. выше). А я попытаюсь выложить более продвинутый вариант схемы, как только смогу. Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 21:43) Без графиков ВАХ в устном жанре объяснить, действительно, трудно. Но постараюсь порыться и при случае эпюры сюда забросить. Речь не о высоком выходном R. Каскаду с ОБ не нужно ожидать открытия транзистора напряжением, прикладываемому к переходу БЭ как в схеме с ОЭ. Ещё терминологию не мешает подучить. Иначе Ваши старания не будут оценены по достоинству.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
