|
|
  |
малошумящий усилитель для ленточного микрофона, разработка малошумящего предварительного усилителя для ленточного микр |
|
|
|
Nov 12 2007, 21:25
|

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

|
Цитата(orthodox @ Nov 12 2007, 20:48)  К данной задаче может не нужна обратная связь по переменке. А вообще-то последовательная легко заводится - просто резистор в разрыв эмиттера. Это только по постоянке. По переменке её практически не будет... Вот, попытаюсь рассчитать шумы, приведённые ко входу малошумящего транзистора 2SC3329 в схеме с ОЭ с низкоомным источником сигнала (<0,5 Ом) и током эмиттера в 5 мА. Для этого воспользуемся упрощённой формулой: En^2 = 4*k*T*Rb + 2*q*Ib*(Rb^2) + 2*q*фt^2 / Ie, где En^2 - спектральная плотность широкополосного шума, Rb - эквивалентное объёмное сопротивление базы, q - заряд электрона, Ib - ток базы, фt - 26 мВ, Ie - ток эмиттера. В формуле опущено влияние частотно-зависимых параметров, а также сопротивление источника. Первое слагаемое - тепловой шум объёмного сопротивления базы, второе - дробовой шум, обусловленный током базы, третье - дробовой шум перехода БЭ. Ввиду относительной малости второго слагаемого по сравнению с остальными, опустим его. Имеем: En = sqrt( 0,18^2+0,2^2) = 0,27 <нВ/sqrt(Гц)>. Теперь смотрим на модель:
Это схема. Надеюсь, в комментариях не нуждается.
Это результат моделирования. Ку = 67, En=0,226 нВ/sqrt(Гц). Где-то собака порылась. Скорее всего, в модели транзистора: Код .model Q2sc3329 NPN(Is=214.8f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=215.7 Bf=358.9 Ise=2.465p + Ne=2.265 Ikf=1.542 Nk=.8514 Xtb=1.5 Var=100 Br=6.713 Isc=303.1f + Nc=1.158 Ikr=787.1 Rc=5.9 Cjc=19.21p Mjc=.3345 Vjc=.3905 Fc=.5 + Cje=5p Mje=.3333 Vje=.75 Tr=10n Tf=3.395n Itf=1 Xtf=0 Vtf=10) ЗЫ.После коррекции параметров (введено действительно пропущенное в данной модели Rb), шум возрос до 0,28 нВ/sqrt(Гц), что хорошо соответствует "ручному" расчёту, но представляет собой также очень малую величину. Вот вот вклады источников шумов транзисторов в выходной шум на частоте 1 кГц: Код FREQUENCY = 1.000E+03 HZ **** TRANSISTOR SQUARED NOISE VOLTAGES (SQ V/HZ)[/color]
Q_Q2 Q_Q1 RB 1.647E-19 1.223E-16 RC 2.176E-27 5.287E-24 RE 0.000E+00 0.000E+00 IBSN 2.415E-19 8.932E-20 IC 3.563E-19 1.893E-16 IBFN 0.000E+00 0.000E+00 TOTAL 7.625E-19 3.117E-16 ---------------------------------------------------------------------------------
ЗЗЫ. Из даташита, имеем: NF = 4 дБ для Rg = 11 Ом, Ic = 5мА, F=1 кГц, или En = 1,6*0,13*3.3 ~=0,68 <нВ/sqrt(Гц)>, что значительно больше результатов моделирования. Из этого следует, что в шумовой модели либо не учтены, либо неправильно представленны численно ещё и другие существенные факторы.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Nov 13 2007, 00:54
|
Guests

|
Цитата Цитата (orthodox @ Nov 12 2007, 20:48) К данной задаче может не нужна обратная связь по переменке. А вообще-то последовательная легко заводится - просто резистор в разрыв эмиттера. Это только по постоянке. По переменке её практически не будет... Сэр? Усиление задается отношением резистора нагрузки к резистору в разрыве эмиттера (хоть по шумам это и нежелательно)
|
|
|
|
|
Nov 13 2007, 08:18
|

Гуру
     
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287

|
Цитата(SIA @ Nov 9 2007, 11:50)  Вопрос : будет ли иметь реальный спрос ХОРОШАЯ книга по аналоговой схемотехнике/моделированию с акцентом на системных вопросах ? Это к тому, что я тут вижу уйму дурости, причем на 90% - из-за отсутствия нормальных учебников. Но проект - написание толстой и дорогой книжки - для меня имеет смысл только при тираже более 5000. МИЭТ на столько не подписывается, издатели вообще слышать не хотят. Так Сергей Агеев - это Вы? Моё почтение. Относительно книжки, хоть у нас строгий модератор и требует на каждую отвлечённую мысль открывать свою тему, выскажусь здесь: я бы приветствовал её появление. Мне кажется, она найдёт своего покупателя - хороших книжек по электронике, особенно на русском, действительно, не так много. Более того, Вашими знаниями и практическим опытом просто необходимо делиться!  А то, видите, что происходит...
|
|
|
|
|
Nov 13 2007, 17:36
|

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

|
Цитата(Designer56 @ Nov 13 2007, 20:05)  Станислав, а Вам не кажется, что конденсатор 1000 мкФ всю картину изгадит своими шумовыми токами утечки? Или, по крайней мере, придется ставить тантал. Вообще-то, от него можно избавиться, сделав схему симметричной. Однако, хорошие конденсаторы дело не должны испортить. Например, вот эти. http://www.hitano.com.tw/PDF/EKV.pdfВстречал где-то и кондёры с Iут < 0,001CV. Танталы в этом смысле гораздо хуже. Кроме того, схема усилителя имеет малое входное сопротивление, и шумы тока утечки кондёра должны сказываться на выходном суммарном шуме слабо.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Nov 13 2007, 18:01
|
Guests

|
Цитата(Stanislav @ Nov 13 2007, 18:47)  Отнюдь. ООС по переменному току в "левой схеме" практически отсутствует, и усиление напряжения практически будет определяться отношением сопротивления нагрузки к сопротивлению эмиттерного перехода (Re=фt/Iэ), как и в схеме с ОЭ и заземлённым эмиттером. Включать же какой-либо резистор последовательно с источником - нельзя, из-за роста шумов. Совершенно с Вами согласен. Практически же обратная связь в нашей задаче не потребуется, но если б такое случилось - можно было бы и иначе завести ОС - противофазно с выхода, например. Или проще. Но это уже надо отдельно подумать... Возможно, просто в базу подавать мимо источника сигнала... Да ладно, Бог с ним. Если будет перерыв в работе, попробую. Мне уже и самому интересно. Хотя бы документировать полученную разницу стоило бы... Жаль, что в целом малошумящие усилители практически никогда и не нужны...Жизнь поменялась...
|
|
|
|
|
Nov 13 2007, 18:13
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 932
Регистрация: 13-10-06
Из: Уфа
Пользователь №: 21 290

|
Цитата Танталы в этом смысле гораздо хуже. Кроме того, схема усилителя имеет малое входное сопротивление, и шумы тока утечки кондёра должны сказываться на выходной суммарный шум слабо. Конденсатор у Вас стоит последовательно с источником сигнала. Собственно, его ток утечки на резисторе ОС и создаст шум напряжения. По поводу капельной утечки: я с этим столкнулся, когда нужно было сделать малошумящий ИОН. Сейчас в голову не приходит, на что сослаться, но у меня есть что-то, где это описывается. Поищу- сообщу. Насчет танталов не могу согласиться. Правда, я использовал только настоящие танталы, серебрянные К52, или К53, импортные, которые в лавках продаются не пользовал. Когда-то много имел дело с сименсовскими оксидно-полупроводниковыми. Но это были настоящие сименсовские- сделаны в Германии точно. Лучше танталов ничего не проявляло себя. У К52 утечка при нормальной температуре на пару порядков ниже, чем в ТУ- там при максимальной указано, да и то с запасом. Конденсаторы сутками(кроме шуток!) заряд держали.
--------------------
"...Дьяволу ведомо многое не потому, что он- Дьявол, а потому, что он стар..."
|
|
|
|
|
Nov 13 2007, 19:39
|

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

|
Цитата(orthodox @ Nov 13 2007, 21:01)  Совершенно с Вами согласен. Практически же обратная связь в нашей задаче не потребуется, но если б такое случилось - можно было бы и иначе завести ОС - противофазно с выхода, например. Или проще. Но это уже надо отдельно подумать... Возможно, просто в базу подавать мимо источника сигнала... Да ладно, Бог с ним. Если будет перерыв в работе, попробую. Мне уже и самому интересно. ООС по переменке нужна, чтобы обеспечить стабильное усиление и малый уровень искажений. За счёт некоторого ухудшения С/Ш, конечно. Цитата(orthodox @ Nov 13 2007, 21:01)  ...Хотя бы документировать полученную разницу стоило бы... Сейчас у меня скопилось несколько даташитов на транзисторы, с указанием их шумовых параметров (в виде изолиний). Попробую из них получить адекватные модели, хотя бы на 2N4124 и 2SC3329 (хоть и муторное это занятие), а потом сравнить с "фирменными"... Цитата(orthodox @ Nov 13 2007, 21:01)  ...Жаль, что в целом малошумящие усилители практически никогда и не нужны...Жизнь поменялась... Всё рано или поздно возвращается на круги своя.  У меня сейчас подобных задач не стоит, но в будущем - кто знает... Цитата(Designer56 @ Nov 13 2007, 21:13)  Конденсатор у Вас стоит последовательно с источником сигнала. Собственно, его ток утечки на резисторе ОС и создаст шум напряжения. По поводу капельной утечки: я с этим столкнулся, когда нужно было сделать малошумящий ИОН. Сейчас в голову не приходит, на что сослаться, но у меня есть что-то, где это описывается. Поищу- сообщу. Был бы очень благодарен, и не один я. Цитата(Designer56 @ Nov 13 2007, 21:13)  ...Насчет танталов не могу согласиться. Правда, я использовал только настоящие танталы, серебрянные К52, или К53, импортные, которые в лавках продаются не пользовал. Когда-то много имел дело с сименсовскими оксидно-полупроводниковыми. Но это были настоящие сименсовские- сделаны в Германии точно. Лучше танталов ничего не проявляло себя. У К52 утечка при нормальной температуре на пару порядков ниже, чем в ТУ- там при максимальной указано, да и то с запасом. Конденсаторы сутками(кроме шуток!) заряд держали. Интересно бы ещё Hitano эти пощупать... А вообще, информация очень полезная. У меня несколько таких танталов ещё где-то должно быть. У большинства импортных нормируются токи утечки величиной порядка 0,02CV, хотя, в реальности, они тоже могут быть гораздо меньше. Именно шумы токов утечки электролитических кондёров измерять не приходилось, но мне кажется, что их эффективные значения будут на пару порядков меньше, чем сами токи. PS. Если "капельный шум" - это "bubble noise", то термин мне знаком. Тем не менее, всё равно интересно.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Nov 14 2007, 08:38
|

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

|
Цитата(zzzzzzzz @ Nov 14 2007, 00:02)  Шум токов утечки и рипл-ток кондюков большой емкости легко устраняется параллельным включением "вязанки" керамики с хорошим диэлектриком: 0.1мкф + 10нФ + 1нФ. Будет очень "тихо". Интересный способ, спасибо. Только самые НЧ составляющие всё-таки останутся (впрочем, для аудиотехники это несущественно). И ещё: для аудио плёнка подойдёт, мне кажется, гораздо лучше керамики... --------------------------------------------------------------------------- У меня при подсчёте шума транзистора ошибка (что может быть объяснено только спешкой). Из даташита: NF = 4 дБ для Rg = 11 Ом, Ic = 5мА, F=1 кГц, или En = 1,2*0,13*3.3 ~= 0,51 <нВ/sqrt(Гц)>, что всё ещё далеко от результатов моделирования.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Nov 14 2007, 09:04
|
Guests

|
Да еще и не всякая пленка. Однако это в хайэнде так, а, возможно парочка электролит - керамика как раз и в порядке. Вот приедет знакомый слухач на днях, хороший, надо будет на его ушах попробовать  ... по той схеме, что я выложил - обратную связь все же завел, и заодно начал понимать, откуда там малые шумы... Искажения на размахе 5 в примерно 0.2% при усилении 40 дб...Емкость на входе убрал, заодно и с фильтра входного тоже. Чувтвительность по питанию уменьшил... пришлось, правда для всего этого добавить 2 транзистора и выкинуть пару резисторов Наверное, вернусь к этому и добью тему, вот только не понятно , зачем... вот всегда у меня так - за компанию... выкладывать боюсь - пока не проверил, может, она теперь шуметь начала  А , кстати, освежите , пожалуста, мою память: эмиттерный резистор д.б. заведомо меньше сопротивления транзистора, считая его ОБ или источника сигнала? У меня 4 ома, и на него приходит сигнал ОС, чтобы шумы не увеличивать.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|