Малошумящий усилитель, На 6,5 МГц Опции

[MegaElektronik]

Нужен малошумящий усилитель. Можно покупной, можно сделать самому...
Параметры:
Самый возможный минимальный шум!!!
Рабочая частота 6,5 МГц
Коэффициент усиления 10-20 дБ
Входное сопротивление 50 Ом (можно 200 Ом)
Сопротивление нагрузки 50-200 Ом (не принципиально, но думаю 200 для минимизации искажений)
Коэфф. нелинейных искажений, при вх. уровне 250 мВp-p, не более -40 дБн (скорее компрессия не более 0,08 дБ) (больше-лучше)
Напряжение питания +15В (можно и другое)

Сейчас имеется вот такая схема.
 In_AMP_UPC_Izm.rar ( 5.42 килобайт ) Кол-во скачиваний: 340


Micro-Cap 9
Симуляция что то тупит....
Транзисторы BFG93A
Тут проблема в том, что усиление зависит от внутреннего сопротивления источника...


Буду оч. благодарен за помощь...
Можно ссылки на литературу..., интернет....

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 11 2012, 13:52

[Proffessor]

Нужен малошумящий усилитель. Можно покупной, можно сделать самому...
Параметры:
Самый возможный минимальный шум!!!
Рабочая частота 6,5 МГц
Коэффициент усиления 10-20 дБ
Входное сопротивление 50 Ом (можно 200 Ом)
Сопротивление нагрузки 50-200 Ом (не принципиально, но думаю 200 для минимизации искажений)
Коэфф. нелинейных искажений, при вх. уровне 250 мВp-p, не более -40 дБн (скорее компрессия не более 0,08 дБ) (больше-лучше)
Напряжение питания +15В (можно и другое)

http://www.cliftonlaboratories.com/Documen...AV%20Manual.pdf

[ledum]

http://www.cliftonlaboratories.com/Documen...AV%20Manual.pdf

Это усилитель Нортона - малейшее рассогласование по входу или выходу - и он гудит. Более того, он повторитель импеданса. Т.е. Его входное сопротивление полностью определяется сопротивлением нагрузки.
Уж лучше http://martein.home.xs4all.nl/pa3ake/hmode/IF_lna.html - здесь и развязка нормальная, и шумы.
То MegaElektronik - Вы ж поймите Микрокапа у большинства нет - хоть бы в гифку заскриншотили.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 11 2012, 13:37

[Proffessor]

Это усилитель Нортона - малейшее рассогласование по входу или выходу - и он гудит. Более того, он повторитель импеданса.

Если нужна независимость от источника и нагрузки и не стеснены в выборе активных элементов, лучше ОУ не придумать, напр. OPA695, AD8099, кроме того для понижения коэффициента шума на входе можно поставить трансформатор.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[MegaElektronik]

Если нужна независимость от источника и нагрузки и не стеснены в выборе активных элементов, лучше ОУ не придумать, напр. OPA695, AD8099, кроме того для понижения коэффициента шума на входе можно поставить трансформатор.

Я так понимаю, что ОУ имеет бОльшие шумы по сравнению с транзисторным усилителем, да еще и параллельно 4 транзистора снизят шум в 2 раза...

[Proffessor]

Я так понимаю, что ОУ имеет бОльшие шумы по сравнению с транзисторным усилителем, да еще и параллельно 4 транзистора снизят шум в 2 раза...

А какой конкретно коэффициент шума нужен?
Чтобы не связываться с транзисторами - микросхема RF2360 (Kш=1,5dB, G=20dB)

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 12 2012, 08:44

[ledum]

А какой конкретно коэффициент шума нужен?
Чтобы не связываться с транзисторами - микросхема RF2360 (Kш=1,5dB, G=20dB)

Снят с производства еще лет 5 назад - мы его и 2320 использовали. ДОрог (на Филуре во всяком случае - ЕМНИП что-то порядка 16 баксов - больше никто не возил). На низких (ниже 20МГц) шумы заметно возрастают. Печка тоже та (но это нормально - для хорошей динамики). Согласовывать надо на тех же частотах.
Как замену позиционируют RF3827.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 12 2012, 08:59

[Proffessor]

Тогда может быть
http://www.cliftonlaboratories.com/Documen...6A%20Manual.pdf
Здесь NF<3dB, на транзисторах вряд-ли будет меньше.

[ledum]

Здесь NF<3dB, на транзисторах вряд-ли будет меньше.

Ну почему же по той ссылке, что я давал - 1.5дБ на J310. Усилитель хорошо обмерян. По секрету скажу (смайлик) - это та группка, которая разработала AOR AR7030, а теперь заканчивает AR7070 для япошек. Мартин очень скурпулезно относится к своим данным.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 12 2012, 09:10

[MegaElektronik]

Транзисторы очень даже можно....
В предложенной схеме NF=1.3. Только вот с трансформаторами заворачиваться не очень хочется...
NF ну не больше 2-х бы... и коэффициент усиления не ниже 12 дБ, а то второй каскад тоже очень малошумящий нужно будет, но я думая на ОУ его сделать. Чтобы искажения дал малые при напряжении около 3-5 Вр-р.

Как замену позиционируют RF3827.

Только вот график NF начинается с 40 МГц... Интересно что там на 6,5 МГц.

Вот еще меня мучает вопросик: тепловой шум резистора 50 Ом - 0,91 нВ/Гц. Тоже известно что тепловой шум -174 dBm. Только при переводе получаем 0,44 нВ/Гц. Где правда? И NF=2 даст шумы приведенные ко входу на уровне -171 dBm? Может ссылочка на доходчивую литературку есть...

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 12 2012, 10:02

[Proffessor]

Вот еще меня мучает вопросик: тепловой шум резистора 50 Ом - 0,91 нВ/Гц. Тоже известно что тепловой шум -174 dBm. Только при переводе получаем 0,44 нВ/Гц. Где правда? И NF=2 даст шумы приведенные ко входу на уровне -171 dBm? Может ссылочка на доходчивую литературку есть...

0.44nV/Hz - неверно, потому что при обратном пересчете надо подставлять под корень те же
4*k*To=1,6*10^(-20) W/Hz (мощность, выделяемая на самом резисторе).
k*To=4*10^(-21)=-174dBm/Hz - мощность (спектральная плотность) шума на согласованной нагрузке (условно - если данный шумящий резистор нагрузить на идеальный нешумящий резистор с таким же сопротивлением).
Подробнее см.в книге Г.Отт.Методы подавления шумов и помех в электронных системах.1979, гл.8.
Спектральная плотность шума по мощности (согласованная), приведенная ко входу усилителя, равна (NF-1)*k*To, поэтому при NF=2 это будут те же -174dBm/Hz.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 12 2012, 11:16

[_pv]

Я так понимаю, что ОУ имеет бОльшие шумы по сравнению с транзисторным усилителем, да еще и параллельно 4 транзистора снизят шум в 2 раза...

да и 4 ОУ в параллель точно так же можно влючить для уменьшения шумов.
ну и толпой на нагрузку работать веселей

что-нибудь вроде LT6200 не?

[Proffessor]

да и 4 ОУ в параллель точно так же можно влючить для уменьшения шумов.
ну и толпой на нагрузку работать веселей
что-нибудь вроде LT6200 не?

На одиночном даже самом малошумящем ОУ (OPA687, AD8099, LT6200) не получить NF<10dB. Проверено на практике. Может быть применение повышающих трансформаторов на входе и параллельное включение что-то дадут.

[MegaElektronik]

0.44nV/Hz - неверно, потому что при обратном пересчете надо подставлять под корень те же
4*k*To=1,6*10^(-20) W/Hz (мощность, выделяемая на самом резисторе).
k*To=4*10^(-21)=-174dBm/Hz - мощность (спектральная плотность) шума на согласованной нагрузке (условно - если данный шумящий резистор нагрузить на идеальный нешумящий резистор с таким же сопротивлением).
Подробнее см.в книге Г.Отт.Методы подавления шумов и помех в электронных системах.1979, гл.8.
Спектральная плотность шума по мощности (согласованная), приведенная ко входу усилителя, равна (NF-1)*k*To, поэтому при NF=2 это будут те же -174dBm/Hz.

Т.е. получается: динамика усилителя одинакова если:
Сопротивление источника 50 Ом и входное сопротивление усилителя 50 Ом
и если Сопротивление источника 200 Ом и входное сопротивление усилителя 200 Ом
Так?
Шумовое напряжение при 50 Ом будет меньше шумового напряжения при 200 Ом. И для достижения такого же диапазона выходное напряжение усилителя на 200 Ом должно быть больше выходного напряжения усилителя на 50 Ом на разницу шумового напряжения.
Т.е. 50 Ом тракт: напряжение шума 50 Ом - 0,906907 нВ/Гц, а напряжение шума 200 Ом - 1,813814 нВ/Гц, т.е. 2 раза. Отсюда следует, что для достижения такого-же диапазона напряжение на выходе 200 Ом тракта должно быть в 2 раза больше???

И самое главное. Как-же тогда измерить (в симуляторе, т.е. посчитать) коэффициент шума?
Зная, что мощность шума на входе усилителя -174 дбм. Зная мощность шума ны ваходе усилителя (например) -160 дБм. И зная Кус. (например 10 дБ). Получаем NF=(Pш.вых. - Кус) - Pш.вых.= (-160 дБм - 10 дБ) - (-174 дбм) = -170 +174 = 4 дБ, т.е. NF=4 дБ.
Тогда как посчитать это при рассогласовании? В напряжениях? Но как?

На одиночном даже самом малошумящем ОУ (OPA687, AD8099, LT6200) не получить NF<10dB. Проверено на практике. Может быть применение повышающих трансформаторов на входе и параллельное включение что-то дадут.

Я так понял можно на HMC960LP4 datasheet при усилении больше 20 дБ (но 100 Ом вход)
И вот кстати пишут NF при усил. 40 дБ = 6 дБ. Выходной шум при усил. 40 дБ = 125 нВ/Гц. Т.е. приведенный шум ко входу = 1,25нВ/Гц.
Тепловой шум 100 Ом = 1,283 нВ/Гц. Т.е. при согласовании тепловой шум источника будет меньше на 1/2, т.е. = 0,6415 нВ/Гц. Т.е. получается ли NF=20*log(1.25/0.6415)=5.794 дБ???
О и при 0 дБ сходится NF=20*log(9.0/0.6415)=22.94 дБ, а у них написано 23 дБ.

Ну почему же по той ссылке, что я давал - 1.5дБ на J310. Усилитель хорошо обмерян. По секрету скажу (смайлик) - это та группка, которая разработала AOR AR7030, а теперь заканчивает AR7070 для япошек. Мартин очень скурпулезно относится к своим данным.

Очень интересный. Вот если бы без трансформаторов... Или покупные... Симуляцию трансформаторов наверное пока не осилю.

Уж лучше http://martein.home.xs4all.nl/pa3ake/hmode/IF_lna.html - здесь и развязка нормальная, и шумы.

А какое у него выходное сопротивление? Что то никак не пойму...

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 12 2012, 15:37

[ledum]

А какое у него выходное сопротивление? Что то никак не пойму...

Достаточно близкое к согласованию на 50 Ом - последняя картинка - Output return loss минус 22дБ на 6.5МГц, что соответствует КСВ порядка 1.17, что в свою очередь соответствует 99.4% мощности, прошедшей в согласованную нагрузку 50Ом.

[=L.A.=]

Микросхема УПЧЗ от телевизора

[ledum]

Микросхема УПЧЗ от телевизора

Логарифмический усилитель (в качестве усилителя-ограничителя, а значит большим уровнем гармошек) с ненормированным, как правило, шумом.

[VCO]

ТС походу нужен ламповый усилитель!

Если серьёзно, то не понял вопроса, но знаю ответ: любой МШУ с нужным усилением от TriQuint или Mini-Сircuits, работающий от DC. Самому лепить на транзисторах - дороже обойдётся и по цене и по времени. Это моя субъективная точка зрения (т.е. имхо)...

Сообщение отредактировал VCO - Apr 12 2012, 17:42

[noise1]

Ребята, Вы о чем вообще? СПМШ измеряется в То, дБ,ед. ОШТ.
На такой НЧ Кш (F) 0,5 дБ , вообще не проблема,Если большое рассогласование возможно, то поставте по входу АТТ, но на величину ослабления АТТ возрастут и шумы, на выходе, при Кр больше 20 дБ, только снизит усиление.
Маленькие шумы возможно получить только при согласовании по входу, иначе шумы возрастут на величину потерь( грубо).

[MegaElektronik]

Достаточно близкое к согласованию на 50 Ом - последняя картинка - Output return loss минус 22дБ на 6.5МГц, что соответствует КСВ порядка 1.17, что в свою очередь соответствует 99.4% мощности, прошедшей в согласованную нагрузку 50Ом.

Спасибо. Увидел.

[noise1]

Ребята, Вы о чем вообще? СПМШ измеряется в То, дБ,ед. ОШТ.
На такой НЧ Кш (F) 0,5 дБ , вообще не проблема,Если большое рассогласование возможно, то поставте по входу АТТ, но на величину ослабления АТТ возрастут и шумы, на выходе, при Кр больше 20 дБ, только снизит усиление.
Маленькие шумы возможно получить только при согласовании по входу, иначе шумы возрастут на величину потерь( грубо).
Какие шумы, приведенные ко входу??? Кш от усиления не зависит. Не нВ/Гц, а нВ/ Гц^-2, но называется ЭДС шума и измеряется на НЧ. Какой тепловой шум резистора 50 Ом, какого резистора? например С2-29 и МЛТ, не говоря о других- это две большие разницы.??? Вы при какой температуре его измеряли, в каком тракте и чем???

[MegaElektronik]

Ребята, Вы о чем вообще? СПМШ измеряется в То, дБ,ед. ОШТ.
На такой НЧ Кш (F) 0,5 дБ , вообще не проблема,Если большое рассогласование возможно, то поставте по входу АТТ, но на величину ослабления АТТ возрастут и шумы, на выходе, при Кр больше 20 дБ, только снизит усиление.
Маленькие шумы возможно получить только при согласовании по входу, иначе шумы возрастут на величину потерь( грубо).
Какие шумы, приведенные ко входу??? Кш от усиления не зависит. Не нВ/Гц, а нВ/ Гц^-2, но называется ЭДС шума и измеряется на НЧ. Какой тепловой шум резистора 50 Ом, какого резистора? например С2-29 и МЛТ, не говоря о других- это две большие разницы.??? Вы при какой температуре его измеряли, в каком тракте и чем???

Это я из операционных усилителей перенял. Есть сигнал, а есть шум. И получается какая разница считать по входу или по выходу, но мне удобней по входу... Сразу соотношение сигнал/шум нагляднее.
ну что нВ/Гц^0,5, только для полосы в 1 Гц это неважно, поэтому и опустил.
От усиления зависит не коэффициент шума, а требования к следующему каскаду. Это если модернизация или подгонка усилителя то влияет, но он много от чего зависит.
ЭДС шума мне не нужен, мне нужен шум на частоте 6,5 МГц.
А шум резистора не зависит от его типа (если это не 1/f шум, т.е. НЧ). Мне не нужен малый шум при большом сигнале, мне нужна высокая чувствительность, но при этом там может быть и большой и маленький сигнал. Тип резистора определяет шум вида мкВ/В, или мкВ/А. А напряжение нужно знать при симуляции, например в Micro-Cap.

[VCO]

noise1, Вы зря кричите, ТС, как я понял, нужен транзисторный каскад по простейшей схеме, о чём он и сам намекнул. Насколько я понимаю, здесь лучший помощник - Google, а мы можем лишь сориентировать ТС в различные плоскости решения этой задачи. Я таки понял Вас с первого раза, хотя моё решение мне нравится больше. Зачем повторяться и навязывать своё решение, что выглядит неуважением к др. участникам?
MegaElektronik, как я понял, Вам нужен двухкаскадный СМШУ на СВЧ-транзисторах фирмы NEC, который обычно стОит несколько сотен баксов. Здесь уже была подобная тема по СМШУ от Незнайки, не помню, чем всё кончилось, поищите, если интересно...

Сообщение отредактировал VCO - Apr 12 2012, 18:56

[MegaElektronik]

ТС походу нужен ламповый усилитель!

Если серьёзно, то не понял вопроса, но знаю ответ: любой МШУ с нужным усилением от TriQuint или Mini-Сircuits, работающий от DC. Самому лепить на транзисторах - дороже обойдётся и по цене и по времени. Это моя субъективная точка зрения (т.е. имхо)...

У TriQuint и Mini-Сircuits нет усилителей на такую частоту с NF < 2.2 дБ. А так хотелось...

[noise1]

Вообще, о чем столько написано? Любой усилитель на 2Т399, 3101, 3120, 3121 при токе 5-8 мА надо умудриться сделать с шумами больше 2 дБ. Надо больше ДД, 2Т640, 642, 643.....Не лезте в теорию, читать страшно. У Вашего Салюта таких, как грязи.
Симуляторы применять надо уметь и сначала понять саму теорию процесса. Если засыпать камни, мука не получится.
Пока не согласуете вход с источником, мартышкин труд. Интересуюсь, а с чего сигнал будите брать?
Да, а что такое СМШУ? Нет такого названия, есть МШУ.

Сообщение отредактировал noise1 - Apr 12 2012, 21:32

[MegaElektronik]

Вообще, о чем столько написано? Любой усилитель на 2Т399, 3101, 3120, 3121 при токе 5-8 мА надо умудриться сделать с шумами больше 2 дБ. Надо больше ДД, 2Т640, 642, 643.....Не лезте в теорию, читать страшно. У Вашего Салюта таких, как грязи.
Симуляторы применять надо уметь и сначала понять саму теорию процесса. Если засыпать камни, мука не получится.
Пока не согласуете вход с источником, мартышкин труд. Интересуюсь, а с чего сигнал будите брать?
Да, а что такое СМШУ? Нет такого названия, есть МШУ.

Вот я и хочу понять "теорию процесса". Про согласование - усвоил. А нужно для измерения ослабления сигнала до уровня - 150 дБм (это на вч), соответственно на ПЧ нужно больше - 165 дБм, но хочется лучше... Установка ДК1-27.

[Proffessor]

Вопрос к noise1: по методике измерения NF. Правильную методику знаю, но...
За неимением калиброванного ГШ я измеряю NF своих тюнеров L-диапазона по партизанской методике. Измеряю спектроанализатором СПМШ на выходе в dBm/Hz и пересчитываю ее на вход по известному коэффициенту передачи тюнера, затем нормирую относительно эталонного (-174dBm/Hz) и получаю NF. Например G=40dB, измерено на выходе -120dBm/Hz, отсюда эквивалентный шум на входе -160dBm/Hz, затем NF= 160-(-174)=14dB.
Где здесь могут подстерегать погрешности?

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 13 2012, 06:54

[ledum]

Вообще, о чем столько написано? Любой усилитель на 2Т399, 3101, 3120, 3121 при токе 5-8 мА надо умудриться сделать с шумами больше 2 дБ. Надо больше ДД, 2Т640, 642, 643.....Не лезте в теорию, читать страшно. У Вашего Салюта таких, как грязи.
Пока не согласуете вход с источником, мартышкин труд. Интересуюсь, а с чего сигнал будите брать?
Да, а что такое СМШУ? Нет такого названия, есть МШУ.

Анатолий Михайлович, зачем так на нас шуметь? Есть требование по линейности. Весьма неплохие. Требуется минимальный Кш. Стабильный Ку. Все. Только нерезистивная обратная связь. Вы всю жизнь занимаетесь шумами, я - тоже. Но генераторными - а там критичны, как НЧ, так и ВЧ. ИФ1103 - ИФ1603, если Вам это что-то говорит - 9 лет шумы от ГДГДР и ТрГДР. Резисторы у нас были только металлические танталовые пленки с относительно малым - 50 Ом/квадрат удельным сопротивлением - никаких композитов. И сверхдинамичными АЦП. После многих проб и ошибок, достаточные характеристики дают только усилители Нортона, Родэ (ОЭ с трансформаторной ОС, не путать с Рэдом - там недоНортоны) и полевики с обратными связями на трансах а-ля Р399-й на 2П903А или от Мартина.
Что касается согласования - человек же говорит - он может обеспечить, что 50 Ом, что 200 Ом тракт - на частоте 6МГц это действительно не проблема.
Что касается 640, 642, 643 - фигушки. Нелинейные они. Генераторные - две базы - еще один недостаток - т.е. относительно большая индуктивность эмиттера - склонность к генерации на ГиГах. Большое объемное сопротивление базы - шумы. Попытки собрать на них кварцевые генераторы приводили к тому, что шумы на BFG520 в такой же схеме были меньше - косвенно говорит о повышенных фликер-шумах, правда в случае текущей темы это не важно. 610, 939, 996, 657, 682 - специальные транзисторы с малым изменением коэффициента передачи от изменения тока. Тупая замена 642 на 657 в бестрансформаторном ДБС дает уменьшение нелинейщины в среднем на 10дБ при входе 0дБм и гетеродине +10дБм. Но есть еще весьма неплохие 2SC3357, BFG591 и много других.
Удачи, Виктор.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 13 2012, 07:49

[MegaElektronik]

Это усилитель Нортона - малейшее рассогласование по входу или выходу - и он гудит. Более того, он повторитель импеданса. Т.е. Его входное сопротивление полностью определяется сопротивлением нагрузки.
Уж лучше http://martein.home.xs4all.nl/pa3ake/hmode/IF_lna.html - здесь и развязка нормальная, и шумы.
То MegaElektronik - Вы ж поймите Микрокапа у большинства нет - хоть бы в гифку заскриншотили.

А есть ли какие нибудь покупные трансформаторы, которые можно здесь применить??
Вот первый - наверно вряд ли, а для второго TC1-6+ подойдет? Или TC1-42+?

[ledum]

Врядли. У минисеркитов ток, как правило, ограничен 30мА, а в этой схеме - под 90мА. За эту пару-тройку дней обсуждения Вы могли бы попробовать намотать даже на кольце из 600НН или 1500НМ диамером 10-16мм - схема собирается легко на макетке, запчасти (транзисторы, наверное можно и 4xBF245C) легко доставаемые, для схемы Proffessor-а чуть сложнее - там еще бусины правильные нужны, но транзисторы 2SC3357 aka NE85634 (глянул на Имраде - по полдоллара, значит и в Компеле (у них общие склады) должны быть) ферриты - М1500-2000НМ - тоже просто собрать, и в случае неудачи послать меня лесом - а так мы сидим, волнуемся за Вас. Вон с уважаемым noise1 чуть не поругались. Шучу, конечно.
BF245C и J310 у нас где-то по 20 центов.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 13 2012, 08:35

[MegaElektronik]

нет у меня транзисторов таких... да и феррит надо найти. А ток я предполагаю что можно уменьшить, без вреда шумам. Мне нужна линейность около -30...-40 дБн при входе 0,25 В р-р (выход 1 В р-р). Хотя не могу сейчас связать OIP3 = 36 дБм и линейность на 13 дБм.

А сейчас есть BFR93A.

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 13 2012, 09:31

[noise1]

Ставте BFR93A, Для большей динамике двухполярное питание +/ - 15В . Схема, похожая , как у Рэда, как раз с ОБ, в ШПУ ферриты на нижней частоте 6 МГц надо наоборот 1500- 2000, у меня на кольцах 1000 получается 2-130 МГц. 2Т640 и т.д. нормально работают, их (кристаллы) Пульсар выпускал и с общем эмиттером. Хорошие ЧИП конденсаторы в базу, тогда не заводятся. Только не понял, если входной сигнал 0,25 В, зачем МШУ? Вы так и не ответили, что за источник сигнала, может у него самого шумы большие, зачем тогда МШУ? Я на 2Т 939 получал шумы в районе 2,5-3 дБ.Хорошие 2П905, в Виннице, когда их выпускали, шумы попадались на 1 ГГц так же в районе 2 дб. Гетеродинами давно не занимался, после первых ЖИГ, которые мы делали еще в конце 70-х, потом их в Краснодар передали, но проблем с шумами небыло при ПЧ выше 5 МГц, правда выше 8 ГГц, ПЧ пришлось увеличить до 30 МГц.Во всяком случае 3 Дб на смесителях получается, без УВЧ свободно.Шумы спектроанализаторами (СПМШ), только в теории, сейчас ребята пытались Аджелентами так мерить, не получается, разброс очень большой на разных приборах.
Если кому надо, сейчас у меня лежит несколько калиброванных твердотельных ГШ до 1,8 ГГц, выше пока нет, жду из ВНИИФТРИ до 37 эталоны.

[Proffessor]

А сейчас есть BFR93A.

Если Вас не волнует нелинейность второго порядка (IP2), можно на BFR93A просто состряпать 1-2 каскада по схеме рис.3.9 из Рэда (Схемотехника радиоприемников). Схема хорошо повторяема, не требует подбора элементов, только один простенький автотрансформатор. При G=20dB NF=3-6dB в зависимости от тока коллектора. Если не хватит динамики, можно параллельно наращивать каскады с помощью сплиттеров.

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 13 2012, 13:12

[noise1]

В таких схемах получается порядка 1,5-2,5 дБ Кш и не очень критичны к согласованию по входу. В эмиттерной цепи при замене резистора на дроссель в 50-200 мкГ, шумы уменьшаются. Но желательно узнать, где работать будет данный усилитель.

В таких схемах получается порядка 1,5-2,5 дБ Кш и не очень критичны к согласованию по входу. Но желательно узнать, где работать будет данный усилитель.

Сообщение отредактировал noise1 - Apr 13 2012, 16:00

[MegaElektronik]

Если Вас не волнует нелинейность второго порядка (IP2), можно на BFR93A просто состряпать 1-2 каскада по схеме рис.3.9 из Рэда (Схемотехника радиоприемников). Схема хорошо повторяема, не требует подбора элементов, только один простенький автотрансформатор. При G=20dB NF=3-6dB в зависимости от тока коллектора. Если не хватит динамики, можно параллельно наращивать каскады с помощью сплиттеров.

Это не интересно...
Сейчас работает та, которая в первом посте. Только шумы не известны.
Думаю, что попробую на 310 сделать, но не сейчас... Работы много.

Применяется для измерения ослабления сигнала от 10 МГц до 18 ГГц (в 2-х диапазонах. с разделением на 2 ГГц)
Имеется смеситель и гетеродин. ВЧ переносится вниз на ПЧ. Усилитель стоит на выходе смесителя. Диапазон по ВЧ от 0 дБм и до его отсутствия (шум, пролаз). Чтобы измерять ослабление - 150 дБм нужно на ПЧ измерять (шумы не более) порядка - 160 дБ (+ потери на смесителе) итого - 168 дБм. Поэтому к усилителю такие требования. Если уйти на NF по входу 2 дБ, то диапазон можно расширить до 160 - 165 дБ. Привел цифры для диапазона да 2 ГГц, выше - хуже на 10 дБ (не скачком). Собственно установка ДК1-27. Только выше 2 ГГц предел 140, а не 130.

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 13 2012, 16:34

[noise1]

В наших ИКШ такая же схема. Сам смеситель в таком диапазоне ниже 6 дБ по шуму не опустите, ДД будет в основном диодами определяться. Диоды, лучшие по шумам и ДД - 3А136. Усилитель, уже не так важен по ДД, все в оснавном смесителем определяется, да и то при хорошем согласовании по входу. Желательно ферритовые вентили поставить на взод, правда их менять придется, не перекрывают весь диапазон. Вот как шумы получаются с минусом? Меньше 0дБ, не может быть. за 0 дБ принята температура обсалютного нуля, т.е. нет шумов. Какой Кш по входу хотите получить в дБ или ед. ОШТ. Например, 1,58ед. ОШТ =1,99 дБ = 174 К

[ledum]

Мне нужна линейность около -30...-40 дБн при входе 0,25 В р-р (выход 1 В р-р). Хотя не могу сейчас связать OIP3 = 36 дБм и линейность на 13 дБм.

если под линейностью минус 30 - минус 40 подразумеваете интермодуляцию третьего порядка, то для первого случая (IM3 - величина интермодуляционного продукта третьего порядка при заданной одинаковой входной мощности двух тестовых сигналов Pi - минус 30) Вам надо IIP3 +7дБм, для второго (IM3 минус 40) надо IIP3 +12дБм. Соотвественно OIP3 на коэффициент усиления больше.
Pi=10*log(1000*(0.25/(2*1.41))^2/50)=-8дБм
IIP3=Pi+1/2*IM3=-8+30/2=7дБм
IIP3=Pi+1/2*IM3=-8+40/2=12дБм
Соответственно, по выходу на 12 дБ (20*log(1.0/0.25)) больше OIP3 - +19дБм и +24дБм. Это в 50-Омном тракте.
И просьба - по тексту (не в формулах) минус пишИте как "минус", а не "-". Трудно читать. И так принято в документации.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 13 2012, 19:09

[VCO]

Я вот тут подумал своими цифровыми мозгами и накрапал пару вариантов:
1. МДМ преобразование на трансформаторе. Гарантированный мизер вносимого шума!
2. Просто трансформатор на 6,8 МГц с выходным согласующим усилителем (повторителем).

[noise1]

Делайте, как говорят, я вот глупости про цифру не пишу.

[VCO]

Делайте, как говорят, я вот глупости про цифру не пишу.

Так Вы ведь всех глупостей про цифру и не знаете! И где я в этой теме глупые решения в аналоге советовал?
Давайте в канун пасхи мысленно пожмём друг другу руки и примиримся, как советует церковь, хотя я и неверю...
...А ТС уж потом решит, принимать то или иное решение! Не наше жа это проблема, а то Вы слишком увлеклись...

Сообщение отредактировал VCO - Apr 14 2012, 19:39

[noise1]

МДМ Вам даст такие шумы!!!! Согласование надо очень хорошее по ВХОДУ. Согласование комплексное, не только активное. Да я и не ругаюсь, просто Вы сами не поняли, что написали. Теорию длинных линий, сдали и забыли? Как и я цифру. У вас какое выходное сопротивление источника сигнала и входное следующего каскада или устройства? Если чисто активное по 50 Ом, проблем нет, делайте как и говорили, все равно измерить, как я понял, Вам нечем. Надо Х5-30. Если другое сопротивление, надо считать и ставить согласующие цепи, можно обычный П - контур.

Сообщение отредактировал noise1 - Apr 14 2012, 20:04

[ledum]

Согласование надо очень хорошее по ВХОДУ. Согласование комплексное, не только активное.

Более того, согласование по минимуму шумов в 99% случаев не совпадает с оптимальным согласованием по импедансу. Но теория длинных линий в этом случае ни при чем.
Как-то мне не понятна полоса анализа на ПЧ 6.5МГц, а то цифры звучат какие-то запредельные в минус 160дБ к каким-то попугаям при Кш системы = Потери в смесителе + Кш усилительной части. При входном сигнале в минус 8 дБм полоса анализа получается меньше Герца.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 15 2012, 09:09

[noise1]

Согласование по Кш и Кр немного не совпадает, это на СВЧ актуально, на НЧ, не так критично. По моему человек сам не знает, что хочет.

[MegaElektronik]

Линейность - это я вообщем назвал. Более правильно компрессия в 0,2...0,08 дБ.

Сейчас на ПЧ (6.5 МГц) за измерение в 28 сек получаю минус 165 ... минус 170 дБ (конечно при отсутствии входного сигнала) относительно 0,25 В р-р.
0,25 В р-р - это эквивалент измерения от 0 дБм по ВЧ, при потерях смесителя около 8 дБ.
Этого достаточно для измерения на ВЧ сигнала уровнем минус 150 дБ (при F от 10 до 2000 МГц) и минус 140 дБ (при F от 2 до 18 ГГц) с погрешностью (случайной) около 3 дБ.

Если потери смесителя 8 дБ, то и коэффициент шума будет 8 дБ, при идеальном последующем тракте. Соответственно чем меньше коэффициент шума входного усилителя, тем ближе мы будем к 8 дБ (например 10 дБ).

Сейчас анализирую что нужно и можно сделать, чтобы увеличить динамический диапазон (ну или точность).

если под линейностью минус 30 - минус 40 подразумеваете интермодуляцию третьего порядка, то для первого случая (IM3 - величина интермодуляционного продукта третьего порядка при заданной одинаковой входной мощности двух тестовых сигналов Pi - минус 30) Вам надо IIP3 +7дБм, для второго (IM3 минус 40) надо IIP3 +12дБм. Соотвественно OIP3 на коэффициент усиления больше.
Pi=10*log(1000*(0.25/(2*1.41))^2/50)=-8дБм
IIP3=Pi+1/2*IM3=-8+30/2=7дБм
IIP3=Pi+1/2*IM3=-8+40/2=12дБм
Соответственно, по выходу на 12 дБ (20*log(1.0/0.25)) больше OIP3 - +19дБм и +24дБм. Это в 50-Омном тракте.
И просьба - по тексту (не в формулах) минус пишИте как "минус", а не "-". Трудно читать. И так принято в документации.

Спасибо! И "минус" принят.

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 15 2012, 15:33

[noise1]

Это при идеальном согласовании по входу, поставте на вход МШУ с Кр 5-10 Дб, шумы резко снизятся. Для лучшего согласования на вход ферритовые вентили ( потери 0.3-0,5 дБ)и между гетеродином и смесителем так же.

[ledum]

Линейность - это я вообщем назвал. Более правильно компрессия в 0,2...0,08 дБ.

Компрессию, в отличие от интермодуляции гораздо сложнее считать. Обычным параметром является точка однодецибельной компрессии, когда усиление на большом сигнале становится на 1дБ меньше усиления на малом сигнале, т.е. в линейном режиме. Обычно эта точка находится на 10-15дБ ниже интермодуляционной третьего порядка и очень сильно зависит как от схемы включения, так и самого усилительного элемента. Компрессию в 0.2-0.08 дБ я даже не представляю как можно точно посчитать или смоделировать.
Мне время измерения ни о чем не говорит. Основной является полоса самого узкополосного фильтра перед детектором. Для минус 170 полоса фильтра должна быть в сотые Герца. На 6.5МГц? Я такой фильтр не представляю, кроме цифровых.

[noise1]

Длительное время у него, для усреднения результатов. Мы шумы так измеряем, уменьшается погрешность измерения, но накладывается дополнительное требование к стабильности всего тракта прибора.

[VCO]

Мне время измерения ни о чем не говорит. Основной является полоса самого узкополосного фильтра перед детектором. Для минус 170 полоса фильтра должна быть в сотые Герца. На 6.5МГц? Я такой фильтр не представляю, кроме цифровых.

Я и цифровой фильтр с такой узкой полосой пока не представляю, давненько я ими занимался. Навскидку вспоминается, что там с сужением полосы многократно возрастает скорость преобразования АЦП, а для такой полосы она будет запредельной даже для 8-битного Гигасэмплового ADC от Hittite.
Единственный вариант - это если этот фильтр будет реализован не в реальном режиме времени, а с какой угодно задержкай, то есть ЦОС выборки сигнала.
Впрочем, это уже совсем другая историятема...

[MegaElektronik]

28 секунд, это 0,0357 герца. Тау усреднения.

[тау]

28 секунд, это 0,0357 герца. Тау усреднения.

Тау усреднения характеризует видеополосу (VBW) , это усреднение уже после видеодетектора , детектора несущей/сигнала
Lеdum интересуется полосой RBW , т.е. "до детектора". Именно RBW определяет мощность надетектированного шума. Какая у Вас RBW

[ledum]

Что-то меня после псевдопраздников клинит. Полоса должна быть ограничена до детектора. То, что Вы усредняете после детектора - это шумы и полезный сигнал во всей полосе после самого узкополосного фильтра на ПЧ. Вы искусственно ухудшаете свои показания.
То VCO - почему, та же история, что и со звуковухой. Набираете отсчетов немерянно - вот ФФТ как раз и сработает множеством узкополосных приемников. Сигнал стационарный - нам из него не информацию вынимать, а только обнаружить. Берем миллион+ точек для 16-ти битника, если он хотя бы 90дБ даст на 6.5МГц в первом Найквисте - вот и минус 150дБFS шумы. Осталось свечку поставить, чтобы на частоте анализа спуров АЦП не оказалось.
тау, как обычно, опередил из засады.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 16 2012, 08:58

[VCO]

То VCO - почему, та же история, что и со звуковухой. Набираете отсчетов немерянно - вот ФФТ как раз и сработает множеством узкополосных приемников. Сигнал стационарный - нам из него не информацию вынимать, а только обнаружить. Берем миллион+ точек для 16-ти битника, если он хотя бы 90дБ даст на 6.5МГц в первом Найквисте - вот и минус 150дБFS шумы. Осталось свечку поставить, чтобы на частоте анализа спуров АЦП не оказалось.

Там свечку не одну надо ставить, а несколько. Внесут свою лепту термостабильность опоры, различные паразитные модуляции, неучтённые фазовыми шумами и т.д. и т.п. А то я снова про реальный режим времени подумал, в котором мы работаем. Там всё супербыстрое, и то динамика до 90 дБ не дотягивает, а тут видите ли 140-160.
Вообще, чем дальше, тем больше понимаю, что тема всё дальше и дальше уходит от основного названия. Теперь, чтобы отвечать на прямой вопрос в теме, необходимо не только всё прочитать и обдумать, но и начать выяснять, зачем всё это нужно. Потом вдруг выяснится, что не то, что Gali-74, а обычного транзистора более, чем достаточно, и паническая боязнь внести более 2 дБ шума исчезнет. Но чтобы всё это так развить, нужно обязательно покопаться во всём радиочастотном тракте. Впрочем, у меня на работе примерно также...

[MegaElektronik]

Полоса ПЧ вообще 230 кГц, но она на измерения влияет косвенно.

Вообщем так:
Имеется два ВЧ канала. Опорный и Измерительный. На входе просто синус. На опорном всегда -60 дБм (+-15 дБ, но стабильный). В измерительный втыкается измеряемый объект (например Аттенюатор). Далее оба канала переносятся на ПЧ. Они оба (попеременно) проходят один и тот же тракт (в т.ч. и усилитель). Далее поочередно перемножаются с восстановленным опорным сигналом сдвинутым на 0 или 90 градусов. Далее АЦП. Т.е. получаем синхронный детектор, которому почти по барабану на полосу ПЧ. Измеряется разница между опорным и измерительным каналом по ослаблению и фазовому сдвигу. Теоретически можно достигнуть Р=kTF*(1/tay).

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 16 2012, 09:55

[тау]

Т.е. получаем синхронный детектор, которому почти по барабану на полосу ПЧ.

Дык это уже вторая ПЧ, "нулевая" , с полосой , эквивалентной времени накопления.

[noise1]

При воткнутом АТТ на входе, например 10 дБ, шум входа , как минимум 10 дБ. Не считая смесителя и т.д. Зачем по ПЧ МШУ с Кш 2 Дб?

[MegaElektronik]

При воткнутом АТТ на входе, например 10 дБ, шум входа , как минимум 10 дБ. Не считая смесителя и т.д. Зачем по ПЧ МШУ с Кш 2 Дб?

А чтобы опустится до уровня - 150 дБм и ниже (ну или повысить точность на тех-же 150).

[noise1]

Ставте хоть креогенный, ниже 10 дБ СПМШ не опуститесь. У Вас на входе шумы большие. Сам смеситель дает 8 дБ. да еще АТТ на вход.

[тау]

Далее поочередно перемножаются с восстановленным опорным сигналом сдвинутым на 0 или 90 градусов.

а вот тут , имхо , засада имеется. Если частота ваших коммутаций (поочередно же всё) ниже чем паразитная ЧМ девиация обусловленная фазовым шумом гетеродинов, то в каждом цикле коммутатора у вас нету достоверной информации о квадратурах . Ни по амплитуде , ни по фазе. Иными словами, узкополосность 1/(2pi*tau), она имеет две стороны медали. Полезная энергия сигнала может оказаться в соседних бинах спектра, а вы их усреднением игнорируете. Хотя многое зависит от частоты коммутации, уровня паразитной ЧМ, способа усреднения ( комплексной амплитуды и фазы либо как-то иначе). Не отсюда ли ноги растут того факта, что опорный канал у вас имеет +-15 дБ ?

[MegaElektronik]

Ставте хоть креогенный, ниже 10 дБ СПМШ не опуститесь. У Вас на входе шумы большие. Сам смеситель дает 8 дБ. да еще АТТ на вход.

Атт мы ИЗМЕРЯЕМ!. Ну допустим измеряем мы точность выходного сигнала генератора при установленном аттенюаторе в 140 дБ.
Случайная на 150 дб = 3 дБ (на ВЧ), т.е. 140 дБ мы измерим с погрешностью 1 дБ.
Если улучшить схему например на 10 дБ, то 140 можно померить с точностью 0,31 дБ.

Ну или например измерения с использованием маскирующих аттенюаторов для уменьшения рассогласования.

а вот тут , имхо , засада имеется. Если частота ваших коммутаций (поочередно же всё) ниже чем паразитная ЧМ девиация обусловленная фазовым шумом гетеродинов, то в каждом цикле коммутатора у вас нету достоверной информации о квадратурах . Ни по амплитуде , ни по фазе. Иными словами, узкополосность 1/(2pi*tau), она имеет две стороны медали. Полезная энергия сигнала может оказаться в соседних бинах спектра, а вы их усреднением игнорируете. Хотя многое зависит от частоты коммутации, уровня паразитной ЧМ, способа усреднения ( комплексной амплитуды и фазы либо как-то иначе). Не отсюда ли ноги растут того факта, что опорный канал у вас имеет +-15 дБ ?

Опорный канал восстанавливается (на ПЧ) до строго заданного уровня схемой АРУ. А +-15 дБ это диапазон работы АРУ.

[тау]

Опорный канал восстанавливается (на ПЧ) до строго заданного уровня схемой АРУ. А +-15 дБ это диапазон работы АРУ.

понял.
опорный восстановленный подается на перемножитель и коррелирован по ф.шуму с сигнальным и опорным невосстановленным каналами. Если Жиги в гетеродинах , то вполне можете получать полосу по RBW ниже герца и опускаться вниз в дбм так что +- 2 лишних децибела КШ особой роли не сыграют - отыграете свое временем накопления.

[ledum]

Попробуйте на вход перед смесителем поставить SBB-3089 или SBB-4089 в первом поддиапазоне, тем самым Вы уменьшите шумы системы с где-то 10-12 дБ до 5-6дБ, потеряете по динамике сверху, правда. Единственно, запитывать ее надо уже не через дроссель, а через bias tee (относительно навороченный диплексор-развязку) или, в крайнем случае, инжектор питания 5-2150МГц для спутниковых телевизоров. Почему их - до 2ГГц ровная АЧХ при хорошей динамике.

[jam]

Нужен малошумящий усилитель. Можно покупной, можно сделать самому...

Транзисторы BFG93A

Я в другой правда схеме, но на такой же частоте заменил их на bfr193 - стало лучше, попробуйте, вдруг поможет.

[ЭнСб]

Чем усилить в 10 раз импульсы напряжения амплитудой 0,1...50мВ и продолжительностью 1...5мкс от источника с выходным сопротивлением 10...20кОм? Желательно небольшое потребление: менее 0,5мА от 4...6В (4 батарейки или Ni-MH аккумулятора). Нелинейные искажение не существенны, важна пропорциональность площади и амплитуды импульса. Будет ли меньше шумов при использовании 3 транзисторов (2SC2712 и 2SA1162 схема на рисунке ниже) по сравнению с одним усилителем (например LMV821A или TSV991).

[ЭнСб]

Вопрос решен, нашел схемы в "Design of ultra low noise amplifiers.pdf" (первая ссылка в гугле).

[НЕХ]

220 pV/sqrt(Hz) low noise preamplifier

http://www.hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/lono.pdf

[ЭнСб]

У каждого ОУ с резисторами 10 Ом на входе и 360 на выходе получается 0,9+0,13*(sqrt(10)+sqrt(360)/10)=1.56 nV/sqrt(Hz). Если это поделить на корень из 20 штук, то получается 0.348 nV/sqrt(Hz). Откуда они взяли 0.22 nV/sqrt(Hz) — не понятно.

[_pv]

У каждого ОУ с резисторами 10 Ом на входе и 360 на выходе получается 0,9+0,13*(sqrt(10)+sqrt(360)/10)=1.56 nV/sqrt(Hz). Если это поделить на корень из 20 штук, то получается 0.348 nV/sqrt(Hz). Откуда они взяли 0.22 nV/sqrt(Hz) — не понятно.

на входе 6 Ом(что всё равно не заметно на фоне самого усилителя), и у независимых шумов надо квадраты складывать.
((0.9)^2 + (0.13 * sqrt(6))^2 + (0.13*sqrt(360)/11)^2)^0.5 ~ 1нВ. 1/sqrt(20) = 0.223нВ.

[Белый дед]

Технически реально сделать усилитель до 0.05 нВ/Гц