|
|
  |
малошумящий усилитель для ленточного микрофона, разработка малошумящего предварительного усилителя для ленточного микр |
|
|
|
Oct 28 2007, 19:40
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(Stanislav @ Oct 28 2007, 21:11)  2 deemonА схема из поста # 90 всё же хороша. Вот, доработал, заценивайте. [attachment=14841:attachment] Удален один из резисторов, теперь схема усилителя содержит всего один кондёр, два резистора и 5 транзисторов. Схема охвачена глубокой ООС по переменному и постоянному току, что делает усиление стабильным, а уровень нелинейных искажений - низким. Интересно , а в той первой схеме транзистор Q5 влиял на работу схемы ? В этой , теоретически , уже должен немного влиять ( по сравнению с диодом , включённым между коллектором и базой основного транзистора ) , но хорошо ли это ? ИМХО , такой способ введения ООС может привести к росту нелинейности ( да и шума ) против обычного резистора ..... я вообще не вижу преимущества в использовании дополнительного транзистора в цепи ООС . А просто с резистором между коллектором и базой пробовали ?
Сообщение отредактировал deemon - Oct 28 2007, 19:47
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 20:31
|

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

|
Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 22:40)  Интересно , а в той первой схеме транзистор Q5 влиял на работу схемы ? Конечно. Он задавал режим работы усилительного каскада. Но глубина общей ООС по переменному току в приведённой схеме поста №90 была небольшой. Резистор в его эмиттере я сначала зашунтировал ёмкостью, но потом выложил схему без неё - уж больно хорошим Ку получился (что было ошибочно). Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 22:40)  ...В этой , теоретически , уже должен немного влиять , Что значит "немного"? Этот транзистор уменьшает усиление каскада примерно в 15 раз(!) за счёт подачи сигнала ООС на вход усилителя. Изюминка в том, что сопротивление ленты само является элементом обратной связи усилителя. Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 22:40)  ...но хорошо ли это ? ИМХО , такой способ введения ООС может привести к росту нелинейности ( да и шума ) против обычного резистора ..... я вообще не вижу преимущества в использовании дополнительного транзистора в цепи ООС . deemon, схема микрофонного усилителя, по большому счёту, содержит только два транзистора (один составной), два резистора и один конденсатор.  Кроме того, она охвачена глубокой общей ООС, которая стабилизирует режим работы транзисторов и усиление, уменьшает на порядок искажения, и не приводит к существенному росту шумов, что было самым сложным при введении ООС. Или Вы хотите сказать, что данный результат можно получит и с помощью резистора в ОС? Щас попробую... Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 22:40)  ...А просто с резистором между коллектором и базой пробовали ? Пробовал. На схему №90 удаление транзистора Q5 действительно влияет не слишком сильно. Эмиттерный резистор был введён, чтобы поднять напряжение на коллекторах входных транзисторов. Моделирование показало, что этот фактор не является существенным, и резистор (с параллельным кондёром, которого нет в схеме), может быть таккже удалён. Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 13:35)  Вот например , размышлял я как-то о симметричных структурах подобных той , что я тут рисовал , потом мысль перешла на схемы параллельных повторителей , и тут я подумал - а почему бы не сделать смещение этого каскада не током , как все делают , а напряжением ? Результат - получился чудесный выходной каскад для УНЧ  Не поделитесь? Обмозгуем, покритикуем. Или считаете, что это "ноу-хау"?
Сообщение отредактировал Stanislav - Oct 28 2007, 20:45
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 20:45
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(Stanislav @ Oct 29 2007, 00:31)  Конечно. Он задавал режим работы усилительного каскада. Но глубина общей ООС по переменному току в приведённой схеме поста №90 была небольшой. Резистор в его эмиттере я сначала зашунтировал ёмкостью, но потом выложил схему без неё - уж больно хорошим Ку получился.
Что значит "немного"? Этот транзистор уменьшает усиление каскада примерно в 15 раз(!) за счёт подачи сигнала ООС на вход усилителя. Изюминка в том, что сопротивление ленты само является элементом обратной связи усилителя. Понятно , что он влияет !  Но я имел в виду другое - что будет , если замкнуть базу и коллектор транзистора в цепи ООС , превратив его в диод ? В первой схеме - вообще практически ничего не изменилось , а во второй ? Я так мыслю , что и во второй мало что изменится , хотя разница и будет больше , чем в первой ...... И вопрос номер 2 . Цепь ООС в этих двух схемах нелинейная ( в ней транзистор или эквивалентный ему диод ) . Во второй схеме нелинейность цепи ООС гораздо более выражена . Улучшает ли это работу каскада ? Как это влияет на рост искажений при росте сигнала ?
Сообщение отредактировал deemon - Oct 28 2007, 20:47
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 20:49
|

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

|
Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 23:45)  Понятно , что он влияет !  Но я имел в виду другое - что будет , если замкнуть базу и коллектор транзистора в цепи ООС , превратив его в диод ? В первой схеме - вообще практически ничего не изменилось , а во второй ? Я так мыслю , что и во второй мало что изменится , хотя разница и будет больше , чем в первой ...... Может быть... Помоделять надо... Но транзистор в любом случае полезен - он напряжение КЭ составного каскада увеличивает. Собственно, ради этого он и был введён. Цитата(deemon @ Oct 28 2007, 23:45)  ...И вопрос номер 2 . Цепь ООС в этих двух схемах нелинейная ( в ней транзистор или эквивалентный ему диод ) . Улучшает ли это работу каскада ? Как это влияет на рост искажений при росте сигнала ? Пока не знаю. Головой думать сейчас почти не можно, а искажения моделять пока неполучается. По всему, так должна уменьшать искажения существенно. А сигнал там и так очень мал... ЗЫ. Помоделял. Превращение транзюка в диод уменьшило усиление до 4,7, что вполне понятно.
Сообщение отредактировал Stanislav - Oct 28 2007, 20:55
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 21:25
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(Stanislav @ Oct 29 2007, 00:49)  Может быть... Помоделять надо... Но транзистор в любом случае полезен - он напряжение КЭ составного каскада увеличивает. Собственно, ради этого он и был введён. Пока не знаю. Головой думать сейчас почти не можно, а искажения моделять пока неполучается. По всему, так должна уменьшать искажения существенно. А сигнал там и так очень мал... ЗЫ. Помоделял. Превращение транзюка в диод уменьшило усиление до 4,7, что вполне понятно. Надо обязательно проверить искажения при росте сигнала ! Сдаётся мне , что они резко увеличатся при возрастании напряжения сигнала на выходе , это не есть хорошо  Цитата(Stanislav @ Oct 29 2007, 00:31)  deemon, схема микрофонного усилителя, по большому счёту, содержит только два транзистора (один составной), два резистора и один конденсатор.  Кроме того, она охвачена глубокой общей ООС, которая стабилизирует режим работы транзисторов и усиление, уменьшает на порядок искажения, и не приводит к существенному росту шумов, что было самым сложным при введении ООС. Или Вы хотите сказать, что данный результат можно получит и с помощью резистора в ОС? Щас попробую... Думаю , что с резистором в цепи ООС можно получить те же параметры , но при меньших искажениях ..... в любом случае - надо проверить и сравнить .
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 21:49
|

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

|
Цитата(deemon @ Oct 29 2007, 00:25)  Надо обязательно проверить искажения при росте сигнала ! Сдаётся мне , что они резко увеличатся при возрастании напряжения сигнала на выходе , это не есть хорошо. Это понятно. Но сигнал мал, и искажения невелики. Как их оценить - не нашёл пока. Усилок вертит фазу, поэтому вычитанием входа, помноженного на Ку, из выхода померять не получается... Цитата(deemon @ Oct 29 2007, 00:25)  Думаю , что с резистором в цепи ООС можно получить те же параметры , но при меньших искажениях ..... в любом случае - надо проверить и сравнить . Просто с резистором напряжение КЭ малое получается, и усиление падает, т.к.падает и вых.сопротивление транзисторов и сопротивление нагрузки становится малым. Делитель делать нехорошо - много тока отожрёт. Кроме того, при малом напряжении КЭ уменьшается динамический диапазон усилка. Вот если только диод включить... Но это тоже нехорошо - нелинейность...
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 22:28
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(Stanislav @ Oct 29 2007, 01:49)  Это понятно. Но сигнал мал, и искажения невелики. Как их оценить - не нашёл пока. Усилок вертит фазу, поэтому вычитанием входа, помноженного на Ку, из выхода померять не получается...
Просто с резистором напряжение КЭ малое получается, и усиление падает, т.к.падает и вых.сопротивление транзисторов и сопротивление нагрузки становится малым. Делитель делать нехорошо - много тока отожрёт. Кроме того, при малом напряжении КЭ уменьшается динамический диапазон усилка. Вот если только диод включить... Но это тоже нехорошо - нелинейность... Так и с транзистором - нелинейность  При верхней полуволне сигнала на выходе транзистор этот будет более открыт , и через ООС уменьшит усиление , а при нижней полуволне - наоборот , закроется ......
Сообщение отредактировал deemon - Oct 28 2007, 22:41
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 22:35
|

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

|
Цитата(deemon @ Oct 29 2007, 01:28)  Так и с транзистором - нелинейность  При верхней полуволне сигнала транзистор этот будет более открыт , и через ООС уменьшит усиление , а при нижней полуволне - наоборот , закроется ...... Результаты фурье-анализа выходного сигнала при входном в 1 мВ: - схема без Q5 с резистором в ООС в 620 Ом - уровень второй гармоники -42 дБ. Остальные гораздо меньше; - схема с Q5 в диодном включении (Б-К замкнуты) и с резистором в ООС в 470 Ом - уровень второй гармоники -39 дБ; - схема из поста №103 - уровень второй гармоники -52 дБ. Усиление во всех трёх схемах примерно одинаковое. По гармоникам же разница существенная. Транзистор играет в ООС важную роль. Попробуйте разобраться самостоятельно, почему с ним искажения меньше.
Сообщение отредактировал Stanislav - Oct 29 2007, 00:04
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 22:38
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(Stanislav @ Oct 29 2007, 02:35)  Результаты фурье-анализа выходного сигнала: - схема без Q5 с резистором в ООС в 470 Ом - уровень второй гармоники -42 дБ. Остальные гораздо меньше; - схема с Q5 в диодном включении (Б-К замкнуты) и с резистором в ООС в 470 Ом - уровень второй гармоники -39 дБ; - схема из поста №90 - уровень второй гармоники -52 дБ. Усиление во всех трёх схемах примерно одинаковое. По гармоникам же разница существенная.  Так весь вопрос - при каком уровне сигнала всё это наблюдается ?
|
|
|
|
|
Oct 28 2007, 22:47
|

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

|
Цитата(deemon @ Oct 29 2007, 01:38)  Так весь вопрос - при каком уровне сигнала всё это наблюдается ? 1 мВ входной, частота - 1кГц. 62-67мВ выходной. Всё - в смысле амплитудного значения.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Oct 29 2007, 00:02
|

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

|
Цитата(DS @ Oct 28 2007, 17:08)  Да вот подумалось, глядя на эту дискуссию, можно ли снизить шумы в схеме,где есть такой повторитель. Я более-менее аккуратно сегодня поглядел, парраллельное включение транзисторов дает по всем параметрам больший эффект, чем работа с ненасыщенным каналом... Да, для полевиков положительный эффект запараллеливания должен быть выражен даже больше, чем для БТ в данном контексте. Только токи через каждый прибор снижать нежелательно, чтобы не падала крутизна характеристики. А мощный полевик с p-n переходом не пробовали ставить? Это может оказаться куда лучшим решением, чем запараллеливание. ЗЫ. Если не секрет, о каких конкретно приборах идёт речь?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Oct 29 2007, 08:11
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290

|
Цитата Вот это уже не совсем верно. Эдс шума как раз уменьшается, даже при неизменном токе (уменьшение Rб, довольно большого для многих npn, у BC550С/КТ3102Е около 600-800 Ом), а сигнал остается прежним. Токовый шум увеличивается, только если растет ток питания этой связки транзисторов - за счет роста тока базы. Если принять во внимание, что ЭДС шума резистора пропорциональна корню квадратному из его сопротвления, а крутизна БТ пропорциональна току покоя и, следовательно, суммарная крутизна пропорциональна суммарному току комбинации из параллельно сединенных транзисторов, то Вы сказали то же самое, что и я- только по другому.
--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
|
|
|
|
|
Oct 29 2007, 15:19
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 26-06-07
Пользователь №: 28 723

|
Цитата(Stanislav @ Oct 28 2007, 16:13)  Простите, но Вы упорно НЕ хотите понять простую вещь. Речь НЕ идёт о том, чтобы сделать к-т шума 2-3 дБ (это при таком токе питания невозможно). Речь идёт о том, чтобы получить ЗАДАННОЕ отношение С/Ш на выходе усилителя (или лучше). Если думаете, что это зряшная трата времени - что ж, на электрониксе есть и другие темы.  Вы не в теме. Причем по всем пунктам. Вплоть до незнания реальных порядков величин. Объясняю. Чувствительность реальных ленточек примерно на порядок меньше первоначально приведенных автором темы, т.к. после 30-40х трансформатора большинство ленточных микрофонов дает в лучшем случае около милливольта на паскаль, часто меньше одного. Большей чувствительности там взяться неоткуда (см. классику). Считаем с запасом, 2 мВ/Па после трансформатора 33х (рекорд - 2,6...3,1 мВ после трансформатора 45х, royer 121, SF12). Тогда с ленточки имеем - 0,06 мВ/пА, или 60 мкв/пА. Дальше. 1 Па = 94 дб. Автора устраивает шум 18 дБ = это -76 дБ относительно 1 Па. -76 дБ относительно 60 мкВ - это 9.5 нВ. Для полосы 20 кГц - это спектральная плотность 0,068 нВ/Гц^0.5. То есть, 1/5 от упомянутых Вами 0.34. Сама ленточка (ее омическое сопротивление) шумит примерно также. Поэтому даже с трансформатором получить 18 дБ - на грани реального. Характеристика "МЭК-А" "улучшает" шум на 3 дБ, давая шанс усилителю, если его коэффициент шума не превышает 2 (3 дБ). Заметьте, мы не учли тепловой шум молекул воздуха вокруг ленточки, который также вносит вклад в общие шумы, тем больший, чем меньше площадь ленточки. За дальнейшим отсылаю к статье Олсона (разработчика знаменитого RCA77) про историю микрофонной техники и к расчетным соотношениям из любой классической книжки по электроакустике. Фурдуев, например. Там все очень доходчиво расписано. Внизу приложено описание классического 4038. Его чувствительность меньше 0.7 мВ/пА c трансформатором 30x. Цитата(Stanislav @ Oct 28 2007, 16:13)  Да что Вы говорите? Для малошумящих транзисторов объёмное сопротивление базы rb составляет величину порядка ома или меньше. С чего Вы это взяли? Для этого транзистора rb составляет 0,3 Ом типовых и 1,6 Ом максимум. Снизу приложена первая страница даташита обсуждаемого SSM2210 (это тот же MAT02 без отбора по разбалансу Uбэ). Второй абзац: ...With its extremely low input base spreading resistanse (rbb' is typically 28 Ohm).... Если Вы этого не заметили - следовательно, либо не смотрели, либо не владеете терминологией. Официально гарантируемые величины rбб' порядка 1 Ом были у транзисторов, специально разработанных для работы в MC предусилителях. В настоящее время их приобретение проблематично, т.к. изготовитель набирает заказы и делает их только после набора заказов на большую партию. Цитата(Stanislav @ Oct 28 2007, 16:13)  И что из того? Особенно интересно, зачем получать такое дифф сопротивление эмиттерного перехода.  Величина ЭДС шума, возникающего на эмиттерном переходе вследствие дробового эффекта прямо связана с r дифф.э, которое обратно пропорционально току. Тот факт, что источник шума - дробовой эффект, в теории снижает эффективную температуру шума эмиттерного перехода в 2 раза, но на практике это соблюдается только при очень малой плотности тока. При работе на больших токах от 2 хорошо, если остается 1.5, плюс я в оценочную формулу rб+rэ ~ Rи не ввел падение тока шума на rб. Оба эффекта в сумме делают ненужным учет коэффициента 2. Теперь про "1 нВ/Гц^0.5 от 538УН1 или 548 УН1". Входные транзисторы там имеют rb 150...200 Ом каждый. Разброс этого параметра при заданной топологии и h21э невелик. Включить их в параллель в принципе невозможно, можно только отключить один. Существенно увеличить ток - тоже. Отсюда меньше, чем о 2...3 нВ/Гц^0.5 речи быть не может. Исчерпывающее исследование шумовых свойств 538УН1/548УН1 было даже в "Радио", это общедоступная информация. Либо Вам она не знакома, либо Вы выдаете желаемое за действительное.
Сообщение отредактировал SIA - Oct 29 2007, 16:15
|
|
|
|
|
Oct 29 2007, 16:53
|
Знающий
   
Группа: Новичок
Сообщений: 642
Регистрация: 30-01-07
Пользователь №: 24 888

|
Цитата(SIA @ Oct 29 2007, 19:19)  Официально гарантируемые величины rбб' порядка 1 Ом были у транзисторов, специально разработанных для работы в MC предусилителях. В настоящее время их приобретение проблематично, т.к. изготовитель набирает заказы и делает их только после набора заказов на большую партию. Вопрос - а как назывались эти транзисторы ? Я про такие даже и не слышал  Сколько я видел схем МС преампов - там стояли запаралеленные обычные трназюки , иногда штук по 8 ..... а ведь это заманчиво - заменить их на 1 , чтобы не загромождать схему . И ещё вопрос - как достигалось такое низкое сопротивление базы ? Чем отличалась технология , и чем приходилось жертвовать для достижения этой цели ? Ведь ничего же даром не даётся И третий вопрос - может ли быть преимущество в этом смысле у германиевых транзисторов ? Я где-то читал , что у германия больше подвижность носителей заряда , вроде бы именно поэтому некоторое время назад даже сделали такую технологию для СВЧ - Si-Ge , а может ли это свойство дать преимущество для снижения сопротивления базы и уменьшения шумов ? Вопрос может быть и глупый , но технологию я знаю слабовато .......
|
|
|
|
|
Oct 29 2007, 17:44
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 462
Регистрация: 26-06-07
Пользователь №: 28 723

|
Цитата(deemon @ Oct 29 2007, 19:53)  И ещё вопрос - как достигалось такое низкое сопротивление базы ? Чем отличалась технология , и чем приходилось жертвовать для достижения этой цели ? Ведь ничего же даром не даётся  Пожертвовать емкостями (из-за роста площади кристалла), граничной частотой, и немного h21э (из-за толстой и сильно легированной базы), плюс развитая геометрия (малая ширина и большое число эмиттерных полосок) - и дело в шляпе, можно иметь rб единицы ом. Германий - не очень в кассу, т.к. на нем сложно получить малый фликкер из-за отсутствия самозащиты переходов окислом (окисел германия водорастворим, в отличие от SiO2). Лучшее в этом отношении из того, что время от времени еще производится - см. ниже.
Сообщение отредактировал SIA - Oct 29 2007, 17:48
|
|
|
|
|
  |
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|