предусилитель для пьезокерамического гидрофона Опции

[minzh]

Добрый день. Имеется пассивный гидрофон и 30 м кабеля (две жилы в экране). Для работы с ним необходимо собрать предусилитель с коэффициентом усиления порядка 10-20. Предусилитель должен быть размещён в корпусе гидрофона и иметь фантомное питание. Возможно, у кого найдётся готовое схемотехническое решение? Спасибо.

[AlexFTF]

Что такое фантомное питание?

[minzh]

Что такое фантомное питание?

Сигнал и питание передаётся по одним и тем же проводам.

Сообщение отредактировал minzh - Sep 5 2013, 09:22

[Proffessor]

Имеется пассивный гидрофон и 30 м кабеля (две жилы в экране). Для работы с ним необходимо собрать предусилитель с коэффициентом усиления порядка 10-20. Предусилитель должен быть размещён в корпусе гидрофона и иметь фантомное питание. Возможно, у кого найдётся готовое схемотехническое решение?

Если кабель трансляции симметричный (витая пара в экране), напрашивается самое простое решение - дифференциальный каскад на двух полевиках. Пьезокерамический датчик подключается симметрично к затворам полевиков. Стоки транзисторов непосредственно подключены к проводам кабеля. Стоковые резисторы вынести в конец кабеля, и на них подавать питание относительно экрана. Сопротивление стоковых резисторов надо выбирать из компромисса - обеспечить с одной сороны, требуемое усиление, с другой стороны - не завалить верхние частоты из-за емкости кабеля провод-провод и провод-экран.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 5 2013, 10:35

[minzh]

Если кабель трансляции симметричный (витая пара в экране), напрашивается самое простое решение - дифференциальный каскад на двух полевиках.

Спасибо, но не будет ли надёжнее на операционнике?

[Proffessor]

... не будет ли надёжнее на операционнике?

Надежность не в последнюю очередь зависит от количества компонентов схемы. Супер-надежность микросхем по сравнению с дискретными транзисторами - не более, чем миф.
Если делать на операционнике, то требования к нему появляются специфические:
- JFET-входы;
- дифференциальный выход (такие ОУ большая редкость, тем более JFET).
Если нет ОУ с дифференциальным выходом, надо ставить два ОУ параллельно.
Кроме того, надо городить пассивные цепи развязки для фантомного питания ОУ. А это ненадежные электролитические конденсаторы.
Так что проблем здесь явно больше, чем с вариантом на ПТ.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 5 2013, 10:59

[Tarbal]

Если кабель трансляции симметричный (витая пара в экране), напрашивается самое простое решение - дифференциальный каскад на двух полевиках. Пьезокерамический датчик подключается симметрично к затворам полевиков. Стоки транзисторов непосредственно подключены к проводам кабеля. Стоковые резисторы вынести в конец кабеля, и на них подавать питание относительно экрана. Сопротивление стоковых резисторов надо выбирать из компромисса - обеспечить с одной сороны, требуемое усиление, с другой стороны - не завалить верхние частоты из-за емкости кабеля провод-провод и провод-экран.

Изящно. И вопрос с питанием решен без применеия развязок.
Здесь и большого усиления по напряжения не надо. Главное понижен импеданс источника, а усилить можно в более комфортных условиях на казенной стороне.
Никто ведь не говорил, что усилитель должен быть однокаскадный, да и симметричный сигнал скорее всего надо будет конвертировать. Вот здесь операционник самое то.

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 5 2013, 13:00

[Alexashka]

Если кабель трансляции симметричный (витая пара в экране), напрашивается самое простое решение - дифференциальный каскад на двух полевиках. Пьезокерамический датчик подключается симметрично к затворам полевиков. Стоки транзисторов непосредственно подключены к проводам кабеля. Стоковые резисторы вынести в конец кабеля, и на них подавать питание относительно экрана. Сопротивление стоковых резисторов надо выбирать из компромисса - обеспечить с одной сороны, требуемое усиление, с другой стороны - не завалить верхние частоты из-за емкости кабеля провод-провод и провод-экран.

Извините что вклиниваюсь, вопрос для меня тоже актуальный. А как у такой схемы с линейностью?
Вообще чтобы не иметь проблем с длинной линией, ее нужно питать постоянным током, что становится довольно энергезатратно при большом количестве датчиков. А вообще имея 2 жилы и экран можно ведь передавать по одной жиле питание, по другой сигнал?

P.S. Вообще для задачи ТС обычно применяют параллельный стабилизатор -выходное сопротивление у такой схемы минимально, т.е кабель в принципе не влияет на сигнал, если достаточно тока питания.

[ig_z]

Сопротивление стоковых резисторов надо выбирать из компромисса - обеспечить с одной сороны, требуемое усиление, с другой стороны - не завалить верхние частоты из-за емкости кабеля провод-провод и провод-экран.

Там должна быть каскодная схема. Лично я поставил бы первый полевик усилителем, второй полевик каскодом для уменьшения входной емкости. Это на стороне датчика. На другом конце кабеля обычный биполярный тр-р тоже каскодом. Выбрав оптимальные значения истокового резистора первого полевика и его тока (ну тип полевика), можно получить оптимальные значения линейности, широкополосности и отношения с/ш для данного датчика.

[Tiro]

А вообще имея 2 жилы и экран можно ведь передавать по одной жиле питание, по другой сигнал?

Можно, но не нужно. Правильнее все же передавать питание по 2 жилам и по ним же сигнал. Предложение было правильное, запитать усилитель через резисторы, переменку сигнала отделить конденсаторами на приемной части.

[Tarbal]

Извините что вклиниваюсь, вопрос для меня тоже актуальный. А как у такой схемы с линейностью?

Все линейно.

В истоке стоит резистор и в стоке на другом конце провода. Схемотехнически резистор в истоке осуществляет отрицательную обратную связь. Отношение резисторов дает коэффициент усиления по напряжению. Для борьбы с емкостью линии надо побольше тока вдуть, то есть поменьше номинал резисторов поставить.

Там должна быть каскодная схема. Лично я поставил бы первый полевик усилителем, второй полевик каскодом для уменьшения входной емкости. Это на стороне датчика. На другом конце кабеля обычный биполярный тр-р тоже каскодом. Выбрав оптимальные значения истокового резистора первого полевика и его тока (ну тип полевика), можно получить оптимальные значения линейности, широкополосности и отношения с/ш для данного датчика.

Не согласен. Каскодная схема нейтрализует емкость сток-затвор у обоих каскадов, но не емкость кабеля. Это позволяет бороться с эффектом (забыл имя), когда на высоких частотах усиление падает благодаря этой емкости.
У первого каскада сток не меняет напряжение и нечему идти через емкость, а у второго затвор под постоянным напряжением и емкость сток-затвор не влияет.

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 9 2013, 12:13

[sergk]

Может подойдет преобразователь 4-20мА, типа AD420 или любой другой +оу на JFET

[minzh]

Это позволяет бороться с эффектом (забыл имя)

Наверное, эффект Миллера...

Может подойдет преобразователь 4-20мА, типа AD420 или любой другой +оу на JFET

Это мне? Да, имхо, лучшее решение, но входы у платы только аналоговые.

И ещё вопрос, что с защитой от перегрузки?

[sergk]

minzh:
входы у платы только аналоговые.

посмотрите например http://www.ti.com/lit/ds/symlink/xtr117.pdf
защита по перегрузке (по входу)- стандартная для всех ОУ.

[Tarbal]

Наверное, эффект Миллера...


Это мне? Да, имхо, лучшее решение, но входы у платы только аналоговые.

И ещё вопрос, что с защитой от перегрузки?

Да эффект Миллера.

Лучшее решение вам предложил Proffessor.

Если под перегрузкой вы понимаете подключение к высокому напряжению, то поставьте стабилитроны параллельно полевикам и небольшие резисторы между стоком и линией. Они должны быть хотя бы раз в 10 меньше сопротивления нагрузки (которая на другом конце линии).
Стабилитроны должны быть не двунаправленными, а если нет другого выхода, то добавьте еще диоды в параллель к стабилитронам. при обратной полярности они защитят полевик.

[Alexashka]

Все линейно.

В истоке стоит резистор и в стоке на другом конце провода. Схемотехнически резистор в истоке осуществляет отрицательную обратную связь. Отношение резисторов дает коэффициент усиления по напряжению.

Что, абсолютно линейно? У самого полевика жуткая нелинейность, а резистор в истоке снижает нелинейность ровно на столько, насколько снижает усиление, если это в 10 раз, то боюсь что недостаточно.
Хорошая линейность нужна чтобы не было интермодуляции, т.к в сигнале гидрофона может наличествовать мощный посторонний сигнал (фон), то слабый полезный сигнал может быть искажен, и в спектре появятся гармоники, которых не было.

Еще. Для БОЛЬШИХ гидрофонов с большой емкостью (и сравнительно малым уровнем сигнала) желательно применять ЗЧУ, что намного проще реализуется на ОУ с полевыми тр-ми на входе, нежели на отдельных полевиках. Почему и предложил вариант с питанием по отдельному проводу. Хотя можно и ОУ заставить работать по двухпроводной линии, но тут нужно хорошенько подбирать ОУ и макетировать.

[Tiro]

Для БОЛЬШИХ гидрофонов с большой емкостью (и сравнительно малым уровнем сигнала) желательно применять ЗЧУ, что намного проще реализуется на ОУ с полевыми тр-ми на входе, нежели на отдельных полевиках. Почему и предложил вариант с питанием по отдельному проводу. Хотя можно и ОУ заставить работать по двухпроводной линии, но тут нужно хорошенько подбирать ОУ и макетировать.

Что за гидрофоны такие странные? Обычно большая емкость = большая чувствительность. Но это
Вы можете сделать так (предусилитель, ПУ):
1) запитать ОУ через резистор с сопротивлением, большим, чем минимальное нагрузочное для ОУ, резистор разместить в предусилителе;
2) застабилизировать питание ОУ стабилитроном и зашунтировать емкостью после резистора;
3) выход ОУ через конденсатор подключить к линии до резистора.
С другой стороны кабеля:
4) отделить приемник конденсатором;
5) подать питание на линию, чтобы в ПУ застабилизировалось питание ОУ, через дроссель или резистор, нужно считать;
6) приемник защитить от бросков на линии питания;
7) и очень хорошо убрать шумы с источника питания.

[Tarbal]

Что, абсолютно линейно? У самого полевика жуткая нелинейность, а резистор в истоке снижает нелинейность ровно на столько, насколько снижает усиление, если это в 10 раз, то боюсь что недостаточно.
Хорошая линейность нужна чтобы не было интермодуляции, т.к в сигнале гидрофона может наличествовать мощный посторонний сигнал (фон), то слабый полезный сигнал может быть искажен, и в спектре появятся гармоники, которых не было.

Абсолютно ничто не линейно.
Полевик нелинейный, а схема на полевике с отрицательной обратной связью линейна.


Вы ведь не будете возражать, что данная схема линейна:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm...ollower.svg.png

[Alexashka]

Что за гидрофоны такие странные? Обычно большая емкость = большая чувствительность. Но это

U=Q/C, мое мнение такое, что если вы увеличиваете рабочую поверхность -возрастает отдача (количество генерируемых зарядов), но пропорционально растет и емкость, т.е напряжение на обкладках датчика не меняется. Однако ЗЧУ реагирует именно на заряд, поэтому он обнаружит увеличение чувствительности датчика.
С остальным - идея ясна, а эта схема опробована?

[Tarbal]

Из линейности истокового повторителя следует линейность такого усилителя напряжения:
http://www.talkingelectronics.com/projects...es/image019.gif

[Alexashka]

Абсолютно ничто не линейно.
Полевик нелинейный, а схема на полевике с отрицательной обратной связью линейна.


Вы ведь не будете возражать, что данная схема линейна:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm...ollower.svg.png

Как так? Куда же она исчезла, нелинейность? Если нелинейный элемент остается в схеме.
Давайте всетаки рассуждать как инженеры, а не радиолюбители. У любой схемы, даже у повторителя на полевике есть такой параметр как КНИ, вот его порядок и давайте оговаривать. А точнее не повторителя, а то что Вы предлагаете - усилителя с ОИ с местной ООС по напряжению.

[Tiro]

С остальным - идея ясна, а эта схема опробована?

Насчет чувствительности подумаю, но мне кажется к заряду привязка неверная.
Насчет питания операционников через резистор - схема рабочая, только нужно все рассчитать, напряжения питания, нагрузки.

[Tarbal]

Как так? Куда же она исчезла, нелинейность? Если нелинейный элемент остается в схеме.
Давайте всетаки рассуждать как инженеры, а не радиолюбители. У любой схемы, даже у повторителя на полевике есть такой параметр как КНИ, вот его порядок и давайте оговаривать. А точнее не повторителя, а то что Вы предлагаете - усилителя с ОИ с местной ООС по напряжению.

Вот статья про эмиттерный повторитель говорит, что вторая гармоника 5*10^-5, а третья 5*10^-8.
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downl...p1&type=pdf


В полевике есть эффект подложки, который вносит нелинейность Судя по статье это будет 1.32% для второй гармоники. Однако при тех маленьких уровнях сигнала, что нам надо передавать, нелинейность будет значительно ниже. Но если это будет чрезвычайно принципиально, то в статье есть методы борьбы с нелинейностью.

http://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&am...b2I&cad=rja

Об усилении заряда:
Если надо измерять заряд, то надо сначала конвертитовать его в напряжение. Или хотябы ток конвертитовать в напряжение.


Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 16 2013, 00:27

[Proffessor]

Однако ЗЧУ реагирует именно на заряд, поэтому он обнаружит увеличение чувствительности датчика.

ЗЧУ не есть что-то особое, это всего лишь усилитель с высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью.
Неплохо, чтобы Вы еще конкретизировали требования по допустимому коэффициенту нелинейных искажений, тогда выбор будет более осмысленным - транзисторы или ОУ.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 16 2013, 06:11

[Alexashka]

Вот статья про эмиттерный повторитель говорит, что вторая гармоника 5*10^-5, а третья 5*10^-8.
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downl...p1&type=pdf

Посмотрел статью, для интермодуляционных искажений для истокового повторителя вижу следущее (на предпоследней странице) IM2=0,19%, но повторитель это ведь не интересно, чтобы не вылезли шумы нужно дать хотя бы усиление десятку, а лучше -больше. Но даже при десятке искажения будут уже порядка процентов (для примера на стр.6 приводится величина 2,5%).

Об усилении заряда:
Если надо измерять заряд, то надо сначала конвертитовать его в напряжение. Или хотябы ток конвертитовать в напряжение.

Этим и занимается ЗЧУ.

ЗЧУ не есть что-то особое, это всего лишь усилитель с высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью.
Неплохо, чтобы Вы еще конкретизировали требования по допустимому коэффициенту нелинейных искажений, тогда выбор будет более осмысленным - транзисторы или ОУ.

Не совсем так, по сути его входной импеданс - огромная емкость (порядок величины -миллифарады), ее задача состоит в том, чтобы принять в себя все заряды, сгенерированные датчиком.

[Proffessor]

Не совсем так, по сути его входной импеданс - огромная емкость (порядок величины -миллифарады), ее задача состоит в том, чтобы принять в себя все заряды, сгенерированные датчиком.

Вам не кажется, что с этим ЗЧУ Вы несколько перемудрили?
Огромная входная емкость - это явно усилитель только для постоянного медленно меняющегося напряжения, но ведь Вы имеете дело с сигналом звукового диапазона (гидрофон - тот же микрофон, различие в условиях применения). При большой входной емкости напряжение сигнала переменного тока будет шунтироваться на землю (при большом внутреннем сопротивлении источника - пьезоэлемента) и стремиться к нулю. Что тогда усиливать?

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 16 2013, 11:02

[Alexashka]

Вам не кажется, что с этим ЗЧУ Вы несколько перемудрили?
Огромная входная емкость - это явно усилитель только для постоянного медленно меняющегося напряжения, но ведь Вы имеете дело с сигналом звукового диапазона (гидрофон - тот же микрофон, только различие в условиях применения). При большой входной емкости напряжение сигнала переменного тока будет шунтироваться на землю (при большом внутреннем сопротивлении источника - пьезоэлемента) и стремиться к нулю. Что тогда усиливать?

С каким этим ЗЧУ?
Вот к примеру функциональная схема ЗЧУ. Благодаря ООС через емкость на вход усилителя его эквивалентный входной импеданс - это по сути данная емкость ООС помноженная на Кус ОУ с разомкнутой петлей обратной связи, а это порядка 10^6.
Ток сгенерированный датчиком (точнее заряд) потечет на вход ОУ, который благодаря ОС полностью его скомпенсирует, т.е ток через емкость ОС будет в точности равен току датчика. Таким образом весь заряд с датчика перейдет в емкость ОС. Усиление такого ЗЧУ определяется отношением емкости датчика и емкости ОС.
Нижняя частота среза определяется постоянной времени цепочки Сос и Rнагр (пунктиром на рисунке). Верхняя - емкостью датчика и сопротивлением R.

[Proffessor]

Благодаря ООС через емкость на вход усилителя его эквивалентный входной импеданс - это по сути данная емкость ООС помноженная на Кус ОУ с разомкнутой петлей обратной связи, а это порядка 10^6.
Ток сгенерированный датчиком (точнее заряд) потечет на вход ОУ, который благодаря ОС полностью его скомпенсирует, т.е ток через емкость ОС будет в точности равен току датчика. Таким образом весь заряд с датчика перейдет в емкость ОС. Усиление такого ЗЧУ определяется отношением емкости датчика и емкости ОС.
Нижняя частота среза определяется постоянной времени цепочки Сос и Rнагр (пунктиром на рисунке). Верхняя - емкостью датчика и сопротивлением R.

Здесь получается, что пьезодатчик работает в режиме КЗ. Напряжение сигнала на входе усилителя падает за счет огромной входной емкости практически до нуля, затем огромным коэффициентом усиления ОУ выводится на нормальный уровень, и еще больше. Игра на бесконечно малых и бесконечно больших величинах. ИМХО должно быть шумы и нелинейности больше, чем в обычном включении ОУ с резисторной ООС. Попробуйте, но мне кажется, ЗЧУ подходит олько для усиления медленных напряжений с промышленных датчиков.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 16 2013, 11:30

[Alexashka]

Здесь получается, что пьезодатчик работает в режиме КЗ. Напряжение сигнала на входе усилителя падает за счет огромной входной емкости практически до нуля, затем огромным коэффициентом усиления ОУ выводится на нормальный уровень, и еще больше. Игра на бесконечно малых и бесконечно больших величинах. ИМХО должно быть шумы и нелинейности больше, чем в обычном включении ОУ с резисторной ООС. Попробуйте, но мне кажется, ЗЧУ подходит олько для усиления медленных напряжений с промышленных датчиков.

Боюсь Вы немного не так понимаете работу этой схемы. Она по сути тоже самое, что инвертирующий усилитель на ОУ (пример), только вместо активных сопротивлений R1, R2 работают реактивные емкостные сопротивления - Zдатчика и Zoc.
Инвертирующее включение ОУ ничуть не хуже привычного неинвертирующего с большим входным сопротивлением, а в чем то даже лучше. По шумам схемы почти идентичны. Схема ЗЧУ имеет одно большое преимущество в случае если датчик подключен к ЗЧУ через длинный кабель -в этом случае емкость кабеля практически не влияет на сигнал и на чувствительность схемы.
Да я пробовал уже, и просто на ОУ и на связке транзистор+ОУ - шумы очень низкие.

[Proffessor]

Схема ЗЧУ имеет одно большое преимущество в случае если датчик подключен к ЗЧУ через длинный кабель -в этом случае емкость кабеля практически не влияет на сигнал и на чувствительность схемы.

В таком случае, может быть, и нет смысла ставить первый усилитель непосредственно у датчика?

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 16 2013, 11:56

[Tarbal]

С каким этим ЗЧУ?
Вот к примеру функциональная схема ЗЧУ. Благодаря ООС через емкость на вход усилителя его эквивалентный входной импеданс - это по сути данная емкость ООС помноженная на Кус ОУ с разомкнутой петлей обратной связи, а это порядка 10^6.
Ток сгенерированный датчиком (точнее заряд) потечет на вход ОУ, который благодаря ОС полностью его скомпенсирует, т.е ток через емкость ОС будет в точности равен току датчика. Таким образом весь заряд с датчика перейдет в емкость ОС. Усиление такого ЗЧУ определяется отношением емкости датчика и емкости ОС.
Нижняя частота среза определяется постоянной времени цепочки Сос и Rнагр (пунктиром на рисунке). Верхняя - емкостью датчика и сопротивлением R.

Внесу ясность.
ООС через конденсатор в ОУ называется интегратор. И сделано оно для того, чтобы интегрировать входной ток. Потому как интеграл тока есть заряд.
Но при наличии резистора R оно интегрирует напряжение, а вот если его убрать, то тогда будет ток.
Резистор почему-то названный нагрузкой, ставят в интеграторах для ограничения дрейфа нуля, потому как при огромном усилении ОУ с разомкнутой ООС, дрейф может наинтегрироваться огого как.


По сути это преобразователь заряда в напряжение.

Но при наличии резистора R оно интегрирует напряжение, а вот если его убрать, то тогда будет ток.

По сути это преобразователь заряда в напряжение.

Формула, связывающая заряд, емкость и напряжение, показывает, что напряжение на выходе пьезодатчика пропорционально заряду. А значит усиление напряжения тоже подходит для измерения величины заряда.
В режиме короткого замыкания, полагаю, высокочастотная составляющая сигнала будет менее ослаблена. Однако о ширине спектра речи не было.
Если нужна простая схема, то лучше чем предложил Профессор не найти. Тем более, что пьезодатчики проигрывателей, работая на полевой транзистор давали неплохие высокие частоты.

Алексашка, будем инженерами? Какой коэффициент нелинейных искажений у преобразователя заряда?
Ведь операционный усилитель собран из сильно нелинейных транзисторов.

В таком случае, может быть, и нет смысла ставить первый усилитель непосредственно у датчика?

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 16 2013, 12:47

[Alexashka]

Внесу ясность.
ООС через конденсатор в ОУ называется интегратор. И сделано оно для того, чтобы интегрировать входной ток. Потому как интеграл тока есть заряд.
Но при наличии резистора R оно интегрирует напряжение, а вот если его убрать, то тогда будет ток.

Алексашка, будем инженерами? Какой коэффициент нелинейных искажений у преобразователя заряда?
Ведь операционный усилитель собран из сильно нелинейных транзисторов.

1. Да, правильно, по сути это интегратор. Я лишь хотел объяснить "на пальцах" как работает схема.
Наличие резистора Rнагр не означает, что оно начинает интегрировать напряжение, скажем так...на высоких частотах, для которых импеданс конденсатора обратной связи много меньше сопротивления Rнагр, схема работает очень близко к интегратору, а для более низких частот ее усиление просто резко падает (увеличивается импеданс источника сигнала, а импеданс RC цепочки обратной связи остается примерно равным Rнагр).

2. Я уже писАл выше, но специально для Вас повторю. Как я говорил, в схеме с ООС КНИ снижается во столько раз, во сколько ООС снижает усиление каскада. Если усиление ОУ с разомкнутой петлей ОС порядка 10^6, а усиление каскада с ООС скажем=10, то снижение КНИ будет 10^5.
Т.е какой бы плохой КНИ не был у схемы без ООС, с ООС он будет очень и очень мал.

Update: исправил R на Rнагр.

[Tarbal]

1. Да, правильно, по сути это интегратор. Я лишь хотел объяснить "на пальцах" как работает схема.
Наличие резистора R не означает, что оно начинает интегрировать напряжение, скажем так...на высоких частотах, для которых импеданс конденсатора обратной связи много меньше сопротивления R, схема работает очень близко к интегратору, а для более низких частот ее усиление просто резко падает (увеличивается импеданс источника сигнала, а импеданс RC цепочки обратной связи остается примерно равным R).

2. Я уже писАл выше, но специально для Вас повторю. Как я говорил, в схеме с ООС КНИ снижается во столько раз, во сколько ООС снижает усиление каскада. Если усиление ОУ с разомкнутой петлей ОС порядка 10^6, а усиление каскада с ООС скажем=10, то снижение КНИ будет 10^5.
Т.е какой бы плохой КНИ не был у схемы без ООС, с ООС он будет очень и очень мал.

Знаю я, что КНИ низким будет, я просто вам вернул вашу фразу

А по поводу усиления тока и напряжения почитайте здесь:

http://en.wikipedia.org/wiki/Current-to-voltage_converter

Вот преобразователь тока в напряжение:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/e...Classic_300.jpg

[Alexashka]

А по поводу усиления тока и напряжения почитайте здесь:

http://en.wikipedia.org/wiki/Current-to-voltage_converter

Вот преобразователь тока в напряжение:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/e...Classic_300.jpg

Спасибо, почитаю, если вдруг забуду

Знаю я, что КНИ низким будет, я просто вам вернул вашу фразу

Повторитель на одном транзисторе это далеко не тоже самое, что повторитель на одном ОУ

[Proffessor]

1. Да, правильно, по сути это интегратор. Я лишь хотел объяснить "на пальцах" как работает схема.
Т.е какой бы плохой КНИ не был у схемы без ООС, с ООС он будет очень и очень мал.

Неплохо бы еще определить конкретные в числовом выражении "без распальцовки" требования по нелинейным и интермодуляционным искажениям, по шумам, а также по максимальным уровням сигналов датчика или если это влом, хотя бы выразить какой нужен динамический диапазон.

[Tarbal]

Спасибо, почитаю, если вдруг забуду

Так вы не знаете чем отличается инвертирующий усилитель от усилителя тока.

[Alexashka]

Неплохо бы еще определить конкретные в числовом выражении "без распальцовки" требования по нелинейным и интермодуляционным искажениям, по шумам, а также по максимальным уровням сигналов датчика или если это влом, хотя бы выразить какой нужен динамический диапазон.

Тема вообщем-то не моя, но коль Вы спрашиваете меня, то я считаю (цифры довольно грубые, т.к сам еще не определился с требованиями к гидрофонам): КНИ<=0,1%, SNR>=70дБ.

Так вы не знаете чем отличается инвертирующий усилитель от усилителя тока.

Update.
Хм...кажется я понял в чем дело, мы говорим про разные резисторы. Вы имели ввиду резистор, который последовательно с датчиком. А я говоря про резистор R имел ввиду Rнагр. Исправил сообщение #32 изза которого начался весь сыр-бор

[Tarbal]

Тема вообщем-то не моя, но коль Вы спрашиваете меня, то я считаю (цифры довольно грубые, т.к сам еще не определился с требованиями к гидрофонам): КНИ<=0,1%, SNR>=70дБ.


А чем отличается горькое от зеленого?
Ладно, тогда скажите в чем я не прав.

1. Операционный усилитель в линейном режиме изменяет потенциал инвертирующего входа так, чтобы он был равен потенциалу неинвертирующего входа.

2. Входной ток ОУ настолько мал, что его считают нулевым.

Исходя из этих двух замечаний устройством с токовым входом будет только устройство c источником непосрeдственно подключенным к инвертирующему входу.

Источник, подключенный через резистор будет представлен током, через этот резистор, а значит (через закон Ома) напряжением, приложенным к этому резистору.
Отсюда легко получить коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ (по напряжению).

Можно другими словами. Измеритель тока имеет нулевое сопротивление.

Кстати верхние частоты не будут ослаблены только если нулевое сопротивление нагрузки. Ток есть, а изменения напряжения нет. Конденсатор может влиять на напряжение, а не на ток.


Про самовозбуждение это вы преувеличили. Никогда не видел чтобы интегратор самовозбудился.

Кстати со времен К140УД1 и К140УД2 ни разу не видел, чтобы линейная схема на ОУ возбуждалась.

Хотите расскажу от чего возбуждаются усилители?

[Alexashka]

1. Операционный усилитель в линейном режиме изменяет потенциал инвертирующего входа так, чтобы он был равен потенциалу неинвертирующего входа.

2. Входной ток ОУ настолько мал, что его считают нулевым.

Исходя из этих двух замечаний устройством с токовым входом будет только устройство c источником непосрeдственно подключенным к инвертирующему входу.

Источник, подключенный через резистор будет представлен током, через этот резистор, а значит (через закон Ома) напряжением, приложенным к этому резистору.
Отсюда легко получить коэффициент усиления инвертирующего усилителя на ОУ (по напряжению).

Можно другими словами. Измеритель тока имеет нулевое сопротивление.

Кстати верхние частоты не будут ослаблены только если нулевое сопротивление нагрузки. Ток есть, а изменения напряжения нет. Конденсатор может влиять на напряжение, а не на ток.


Про самовозбуждение это вы преувеличили. Никогда не видел чтобы интегратор самовозбудился.

Кстати со времен К140УД1 и К140УД2 ни разу не видел, чтобы линейная схема на ОУ возбуждалась.

Хотите расскажу от чего возбуждаются усилители?

Прочитал все тезисы. Вообщем согласен, только это все действительно для идеальных ОУ, в реальных нужно учитывать и входные токи и то что выходной импеданс !=0.
Я уже отписал выше, почему мы не поняли друг друга. Я написал вместо Rнагр просто R (лень было переключать раскладку и дописывать букавки, но потом взгялнув на схему понял что произошла путаница -R это совсем другое сопротивление, так что я извиняюсь что ввел в заблуждение).
Про измеритель тока я не спорю, у идеального амперметра собственное сопротивление =0. Но надо понимать, что в инженерной области нет ничего идеального, приходится сталкиваться с реальными ОУ, реальными источниками сигналов (где Вы видели источник ЭДС с нулевым импедансом? ), поэтому приходится идти на компромисы стараясь не замечать некоторые неидеальности окружающего мира.
Вот Вы говорите

Источник, подключенный через резистор будет представлен током, через этот резистор, а значит (через закон Ома) напряжением, приложенным к этому резистору.

А о каком источнике речь? Напряжения? Тогда да. А если это источник тока? Будет влиять этот резистор? Продолжу мысль...а если это просто источник с очень большим импедансом (Z>>R), будет влиять резистор? Наверно нет или практически нет. Ну а теперь посмотрите на схему еще раз и скажите, заменив пьезокерамический датчик условно емкостью С=10нФ, на каких частотах будет сказываться это R=1кОм. И сравните с частотами гидроакустических сигналов.

Про самовозбуд. Да я видел его много раз. Попробуйте подключить емкость между инвертирующим входом ОУ и землей, а даже в случае интегратора- подумайте, как себя поведет ОУ с подключенной к его выходу цепочкой из 2 конденсаторов.
Про быстродействующие ОУ вообще говорить нечего, они возбуждаются даже от емкости монтажа на инвертирующем входе. И возбуд не всегда виден. Он может быть незаметным, величиной в единицы милливольт и проявиться в самый неподходящий момент.

[Tarbal]

Емкость подключать к инвертирующему входу не доводилось. Хотя допускаю, что может возбудиться. Спорить не буду.

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 18 2013, 02:52

[rudy_b]

ЗЧУ используются для пъезокерамических датчиков по нескольким причинам.
1. Коэффициент передачи заряда пары датчик-усилитель практически перестает зависеть от частоты
2. Шум предусилителя минимизируется - нет резистивных элементов
3. Коэффициент передачи (преобразования заряд-напряжение) перестает зависеть от емкости датчика.

Генерации не будет, поскольку цепь ОС оказывается частотно независимой - емкость ОС - емкость датчика образуют частотно независимый делитель без лишних фазовых сдвигов. Ну если схема сделана без глупостей ессно.

Но сделать усилитель с малыми искажениями при однопроводной фантомной схеме питания трудно. Если есть возможность, лучше сделать дифференциальный выходной сигнал. Или питать по одному проводу, а сигнал гнать по другому.

[Tarbal]

ЗЧУ используются для пъезокерамических датчиков по нескольким причинам.
1. Коэффициент передачи заряда пары датчик-усилитель практически перестает зависеть от частоты
2. Шум предусилителя минимизируется - нет резистивных элементов
3. Коэффициент передачи (преобразования заряд-напряжение) перестает зависеть от емкости датчика.

Генерации не будет, поскольку цепь ОС оказывается частотно независимой - емкость ОС - емкость датчика образуют частотно независимый делитель без лишних фазовых сдвигов. Ну если схема сделана без глупостей ессно.

Но сделать усилитель с малыми искажениями при однопроводной фантомной схеме питания трудно. Если есть возможность, лучше сделать дифференциальный выходной сигнал. Или питать по одному проводу, а сигнал гнать по другому.

Если бы мне предстояло решать эту задачу, то я бы начал с предложенной Профессором схемы.
Преимущества:
1. Симметричный сигнал сильно помехоустойчив
2. Простота
3. Естественность при подключении питания.
4. Симметричный сигнал погасит наводку 50 герц, которая зачастую бывает между землями.

Недостатки:
1. Завал верхних частот. Возможно его можно будет вытянуть. Ведь виниловые пластинки не использовали преобразователей заряда, но качество звука с пьезо датчика было вполне достойным и на верхних частотах. Какой спектр надо обеспечить?


Шум предусилителя обеспечивается полупроводниками в большей мере чем резисторами.

А если хочется частотно-независимого сигнала, то поставить два транзистора с общей базой. Тока не усилит, но по напряжению можно неплохо поднять. В принципе можно добавить эмиттерный повторитель. Но схема сложнее выходит. К тому же ток преобразует в напряжение, но надо будет проинтегрировать в конце для получения сигнала пропорционального заряду.

Схема такая:

в коллектор включается линия с нагрузочным резистором на другом конце. С коллектора идет делитель на землю. База подключена к средней точке делителя. Между базой и емлей ставится конденсатор. Последовательно с эмиттером резистор на землю. Собрать две такие схемы и между эмиттерами включить датчик. C питанием нет проблем и симметричный выход налицо.

Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 18 2013, 02:51

[Alexashka]

В таком случае, может быть, и нет смысла ставить первый усилитель непосредственно у датчика?

Смысл есть. Дело в том что эквивалентный шумовой заряд Qc предусилителя (при заданном Enoise ОУ) будет пропорционален полной входной емкости: Qc = Enoise*(Спэ + Свх + Скаб + Сос), куда входит в том числе емкость кабеля. Поэтому длинный кабель будет ухудшать соотношение сигнал/шум.

Генерации не будет, поскольку цепь ОС оказывается частотно независимой - емкость ОС - емкость датчика образуют частотно независимый делитель без лишних фазовых сдвигов. Ну если схема сделана без глупостей ессно.

Возможно тогда надо ставить резистор последовательно с выходом? Не каждый ОУ способен работать на емкостную нагрузку, это даже оговаривается в ДШ. Я обычно использую маломощные ОУ, с ними вообще беда, генерация запускается от каждого чиха.

Вот статейка, обратите внимание на рисунок 3 и резонансный пичок на частоте выше 1МГц -это оно самое и есть, как говорится в статье - trouble

[rudy_b]

Возможно тогда надо ставить резистор последовательно с выходом? Не каждый ОУ способен работать на емкостную нагрузку, это даже оговаривается в ДШ. Я обычно использую маломощные ОУ, с ними вообще беда, генерация запускается от каждого чиха.

Вот статейка, обратите внимание на рисунок 3 и резонансный пичок на частоте выше 1МГц -это оно самое и есть, как говорится в статье - trouble

Это несколько отдельный вопрос.

В теории - да визг может возникать. Делитель емкостной, а выходное сопротивление опера не ноль и получается дополнительное интегрирующее звено в ОС. И в указанной статье все правильно сказано. И для предотвращения этого действительно необходимо ставить резистор последовательно с датчиком, только величина резистора - деясяток-другой ом, а не килооомы. Это легко посмотреть на модели.

На практике - нет, поскольку датчик совсем не идеальная емкость. Он имеет потери и, следовательно, последовательный резистор в нем уже существует. Обычно его вполне хватает, особенно если усилитель подключен непосредственно к датчику, а не через кабель. Но, даже если потери малы - продольный резистор в 10-20 ом решает проблему и, практически, не добавляет шума.

И подобная проблема возникает только при малых усилениях, порядка 1-2. При усилениях более 10 (Сос=1/10 Сдатчика) такого, практически, не наблюдается.

P.S. Последовательный резистор на выходе опера только ухудшит ситуацию.

[Tarbal]

Кстати предложенный Проффессором вариант тоже работает:
http://www.megalithia.com/sounds/tech/piezo/fetamp.html

И даже патентован:
http://www.google.com/patents/US20040164647

А музыканты на заряд вообще плевать хотели
http://www.openmusiclabs.com/learning/sensors/piezos/

[Alexashka]

В теории - да визг может возникать. Делитель емкостной, а выходное сопротивление опера не ноль и получается дополнительное интегрирующее звено в ОС. И в указанной статье все правильно сказано. И для предотвращения этого действительно необходимо ставить резистор последовательно с датчиком, только величина резистора - деясяток-другой ом, а не килооомы. Это легко посмотреть на модели.

На практике - нет, поскольку датчик совсем не идеальная емкость. Он имеет потери и, следовательно, последовательный резистор в нем уже существует. Обычно его вполне хватает, особенно если усилитель подключен непосредственно к датчику, а не через кабель. Но, даже если потери малы - продольный резистор в 10-20 ом решает проблему и, практически, не добавляет шума.

Спасибо за подробный ответ.
С 1ком я конечно перезаложился -партия изделий была большая, решил сделать запас. А по шумам там все нормально было -уровень сигнала довольно большой и плотность шумов у 1кОм 4нВ/sqrt(Гц), а у используемого ОУ - 30нВ/sqrt(Гц), так что он кашу не портил
Я правда больше доверяю теории, чем практике. Практика только подтверждает теорию, но не всегда является адекватным показателем. Вот недавно был случай -сделал референс на 3,3В на REF3033 по схеме из даташита, на входе и выходе по 1мк. И долго не мог понять -почему шумовая полоска у референса такая здоровая -неск.милливольт. Потом отстроил осциллограф и понял что это генерешка. Поставил 4.7Ом по выходу и все стало замечательно. А мог ведь и не заметить этого. Кстати симуляция предсказывала генерешку, но я понадеялся на практический опыт ребят из Тексас Инструментс, и зря.

Кстати предложенный Проффессором вариант тоже работает:
http://www.megalithia.com/sounds/tech/piezo/fetamp.html

И даже патентован:
http://www.google.com/patents/US20040164647

А музыканты на заряд вообще плевать хотели
http://www.openmusiclabs.com/learning/sensors/piezos/

Дык схема не новая, она и в электретах применялась 20лет назад, и в PIR-сенсорах. А Профессор предложил сделать схему симметричной, что действительно хорошо, единственное что согласованную пару полевиков подобрать не легко, а сборки мне чтото не попадались.

[rudy_b]

Да, с источниками от TI я тоже на это нарывался. Т.е. идет генерация в зонах, указанных как стабильные.

А с музыкантов - что возьмешь, у них 1% нелинухи это нормально, даже "круто". Сборки полевиков (matched pair) есть, но нелинуха все равно будет большой если без ОС.

[Tarbal]

Дык схема не новая, она и в электретах применялась 20лет назад, и в PIR-сенсорах. А Профессор предложил сделать схему симметричной, что действительно хорошо, единственное что согласованную пару полевиков подобрать не легко, а сборки мне чтото не попадались.

Это не дифференциальный каскад усилителя постоянного тока, где должны быть одинаковые дрейфы от температуры, а микрофонный усилитель, где постоянная составляющая пофиг.
Так что нет необходимости подбирать пары. Пропустить сигнал через кондер, чтобы отсечь постоянную составляющую и делу конец.

[Proffessor]

...Профессор предложил сделать схему симметричной, что действительно хорошо, единственное что согласованную пару полевиков подобрать не легко, а сборки мне чтото не попадались.

Вглядитесь внимательно. Кроме симметрии еще одна интересная особенность: идеальная линейность. Известно всем, что полевой транзистор работает в идеально линейном режиме, если у него поддерживается постоянным напряжение сток-исток (не болтается в такт синусоиде). Здесь относительно земли на стоках будет напряжение постоянно, как у всякого дифкаскада, а на стоках поддерживается постоянным напряжениями на эмиттерах баполяров (у них на базах фиксированный постоянный потенциал). А значит напряжение сток-исток тоже будет постоянным. Если хочется идеальной симметрии, существуют согласованные пары полевиков в одном корпусе, например
U440, U441, LS5911, LS5912 от Linear Systems.
Биполярные пары: PMP4201, PMP4501, BCM847 от NXP Semiconductors.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 19 2013, 13:51

[Tarbal]

Вглядитесь внимательно. Кроме симметрии еще одна интересная особенность: идеальная линейность. Известно всем, что полевой транзистор работает в идеально линейном режиме, если у него поддерживается постоянным напряжение сток-исток (не болтается в такт синусоиде). Здесь относительно земли на стоках будет напряжение постоянно, как у всякого дифкаскада, а на стоках поддерживается постоянным напряжениями на эмиттерах баполяров (у них на базах фиксированный постоянный потенциал). А значит напряжение сток-исток тоже будет постоянным. Если хочется идеальной симметрии, существуют согласованные пары полевиков в одном корпусе, например
U440, U441, LS5911, LS5912 от Linear Systems.
Биполярные пары: PMP4201, PMP4501, BCM847 от NXP Semiconductors.

Снимаю шляпу.
Меня кстати искажения не сильно напрягали.
Eсли учесть, что сигнал имеет маленькую амплитуду, то он и на нелинейном усилителе не имел бы сильных искажений.

Кстати еще одно достоинство этой схемы это повышенная помехоустойчивость, т.к. по кабелю идет сигнал в виде тока, а не напряжения.

[rudy_b]

При входных сигналах порядка 1 мв такая схема работает неплохо. Но уже на 10 мв 3-я гармоника выходит на -80 дб, а при 100 мв она превышает -40 дб. А обычно хотят динамику более 100 дб. Т.е. для музыки сойдет, а для нормальных применений - вряд-ли. И кто мешает поставить опер и избавиться от проблем?

[Tarbal]

При входных сигналах порядка 1 мв такая схема работает неплохо. Но уже на 10 мв 3-я гармоника выходит на -80 дб, а при 100 мв она превышает -40 дб. А обычно хотят динамику более 100 дб. Т.е. для музыки сойдет, а для нормальных применений - вряд-ли. И кто мешает поставить опер и избавиться от проблем?

На казенной части все равно ставится ОУ для преобразования симметричного сигнала, так на нем и усилить.

ОУ в качестве предусилителя -- вот где проблемы с питанием.

[Alexashka]

Вглядитесь внимательно. Кроме симметрии еще одна интересная особенность: идеальная линейность. Известно всем, что полевой транзистор работает в идеально линейном режиме, если у него поддерживается постоянным напряжение сток-исток

Действительно...Ну а чтож Вы раньше молчали, а то уже 3 страницы исписаны про какието повторители.

[Proffessor]

Действительно...Ну а чтож Вы раньше молчали, а то уже 3 страницы исписаны про какието повторители.

Как говаривали в старину - бумага все стерпит.

При входных сигналах порядка 1 мв такая схема работает неплохо. Но уже на 10 мв 3-я гармоника выходит на -80 дб, а при 100 мв она превышает -40 дб. А обычно хотят динамику более 100 дб. Т.е. для музыки сойдет, а для нормальных применений - вряд-ли. И кто мешает поставить опер и избавиться от проблем?

Если эти Ваши цифири не с потолка, то может быть схему моделировали? Тогда пожалуйста представьте исходный файл или хотя бы скриншоты, а то я пробовал моделировать в микрокапе, он почему-то у меня тупо заглючил.

От решения поставить ОУ проблемы только начнутся.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 19 2013, 17:57

[rudy_b]

Если эти Ваши цифири не с потолка, то может быть схему моделировали? Тогда пожалуйста представьте исходный файл или хотя бы скриншоты, а то я пробовал моделировать в микрокапе, он почему-то у меня тупо заглючил.

От решения поставить ОУ проблемы только начнутся.

Ессно моделировал. Но и делал подобное тоже. Схемка и картинки такие (Orcad). Это для 100 мВ, коэффициент усиления порядка 6. Но и при других параметрах будет примерно то же.


Наоборот, с ОУ проблем существенно меньше, но это уже дело вкуса.

[Alexashka]

Вглядитесь внимательно. Кроме симметрии еще одна интересная особенность: идеальная линейность. Известно всем, что полевой транзистор работает в идеально линейном режиме, если у него поддерживается постоянным напряжение сток-исток

Тут видимо надо указать, что транзисторы работают на параболическом участке, т.е при малом Uси. Обычно то их используют на пологом участке, где вых.сопротивление и усиление больше. Но на этом участке зависимость Ic(Uзи) чисто квадратическая.

Вот сток-затворные характеристики для разных Uси. Самая нижняя (выделена серым) кривая довольно линейная в широком диапазоне напряжений затвора (ось Х), она соответствует напряжению Uси=0,25В, для каждой следующей кривой Uси увеличивается на 0,25В и зависимость все больше и больше начинает походить на параболу.

[rudy_b]

Ага. И в ОУ напряжение на полевике поддерживается строго постоянным при изменении синфазного напряжения. А в ЗЧУ и синфазного нет. Плюс ОС.

Я много раз пробовал "простые" схемы. И головная боль при этом куда больше, чем если просто поставить хороший опер. Ну ессно ежели качество требуется.

[Proffessor]

Ессно моделировал. Но и делал подобное тоже. Схемка и картинки такие (Orcad). Это для 100 мВ, коэффициент усиления порядка 6. Но и при других параметрах будет примерно то же.

Видите ли, я предлагал несколько другую схему - с биполярами в верхнем этаже. С полевиками линейность должна быть заведомо хуже из-за их большого входного сопротивления со стороны истока (десятки Ohm у JFET против единиц и долей Ohm у BJT). Обратите внимание - в моей схеме сток нижнего JFET нагружен на эмиттер верхнего BJT и тем самым фактически по переменному току зашунтирован на землю, благодаря чему на стоке поддерживается в динамике постоянный потенциал.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 19 2013, 18:55

[rudy_b]

Я поставил вместо верхних полевиков BC107B и снизил напряжение смещения до 2 вольт, т.е. падение на полевиках стало 0.5 в.
Нелинуха уменьшилась, но 3 гармоника все равно на уровне 60 с небольшим дб. Т.е. как ни крути - все равно много.

[Tarbal]

Я поставил вместо верхних полевиков BC107B и снизил напряжение смещения до 2 вольт, т.е. падение на полевиках стало 0.5 в.
Нелинуха уменьшилась, но 3 гармоника все равно на уровне 60 с небольшим дб. Т.е. как ни крути - все равно много.

-60dB это 0.1% Вы делаете сверхточный измерительный микрофон?

[rudy_b]

Для микрофона такого не нужно. А вот для виброметров обычное требование порядка 100 дб. Не знаю как для гидроакустики, но и там, наверное, тоже. Просто приходится ловить слабые сигналы на фоне больших помех и плохо когда все загажено их гармониками.

Посмотрите параметры виброакустических систем тут. Стандартная цифра с переключением усиления - 120 дб, а ведь усиление идет дальше, предусилитель не переключается. Да и мгновенный (без переключения усиления) диапазон 117 дб. Отсюда и требования к нелинухе. И они вполне реальны, вот параметры некоторых ОУ

[Tarbal]

Для микрофона такого не нужно. А вот для виброметров обычное требование порядка 100 дб. Не знаю как для гидроакустики, но и там, наверное, тоже. Просто приходится ловить слабые сигналы на фоне больших помех и плохо когда все загажено их гармониками.

Посмотрите параметры виброакустических систем тут. Стандартная цифра с переключением усиления - 120 дб, а ведь усиление идет дальше, предусилитель не переключается. Да и мгновенный (без переключения усиления) диапазон 117 дб. Отсюда и требования к нелинухе. И они вполне реальны, вот параметры некоторых ОУ

Ну если все настолько серьёзно, то надо тщательнее подходить к вопросу.


Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 20 2013, 03:02

[Proffessor]

Я поставил вместо верхних полевиков BC107B и снизил напряжение смещения до 2 вольт, т.е. падение на полевиках стало 0.5 в.
Нелинуха уменьшилась, но 3 гармоника все равно на уровне 60 с небольшим дб. Т.е. как ни крути - все равно много.

Тогда положение с нелинейностью должен спасти источник тока вместо истокового резистора дифкаскада. И более тщательный выбор режима постоянного тока полевиков. 0,5V напряжения сток-исток - это ненормально, транзисторы почти в насыщении, там должна быть приблизительно половина напряжения питания каскада. И проанализировать гармоники начиная не с 10kHz, как Вы делаете, а с 1-5kHz. Тогда будет честнее.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 20 2013, 06:04

[Alexashka]

Тогда положение с нелинейностью должен спасти источник тока вместо истокового резистора дифкаскада.

А можно спросить откуда Ваша схема? Хотелось бы почитать подробнее.

[Proffessor]

А можно спросить откуда Ваша схема? Хотелось бы почитать подробнее.

Схема эта - практически такая же, как первый каскад любого JFET-операционника. Читайте материалы о внутренней структуре ОУ.

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 20 2013, 05:59

[НЕХ]

Схема эта - практически такая же, как первый каскад любого JFET-операционника.

тогда ещё может проситься стабилитрон, фиксирующий напряжение между общей точкой истоков и базами верхних транзисторов каскода.
Если интересуют частоты выше 2 кГц, то нет равных полевику BF862.

Сообщение отредактировал НЕХ - Sep 20 2013, 05:32

[Tarbal]

Схема эта - практически такая же, как первый каскад любого JFET-операционника. Читайте материалы о внутренней структуре ОУ.

А вслед за ними и в лучших усилителях мощности низкой частоты конца 70-х середины 80-х годов.
Шушуринский усилитель, Бриг 001, Электроника 001

[rudy_b]

тогда ещё может проситься стабилитрон, фиксирующий напряжение между общей точкой истоков и базами верхних транзисторов каскода...

Вот именно про это я и говорю. А потом еще, еще и еще... Не лучше сразу ОУ поставить, в нем все это уже сделано?

[Proffessor]

Вот именно про это я и говорю. А потом еще, еще и еще... Не лучше сразу ОУ поставить, в нем все это уже сделано?

Поставил ОУ и нет проблем - не получится. Вы сперва решите проблему подачи питания по сигнальной паре.

[rudy_b]

А это, как раз, совсем не проблема. Решений несколько, зависят от требуемой полосы частот. Самое простое - транс с отводом от средней точки на обоих концах кабеля. Он, реально, работает как дроссель и не вносит искажений. Но если полоса широкая он заменяется на пары резисторов - менее эффективно, но результат тот же.

Да, забыл про самое эффективное решение - поставить туда-же АЦП и сразу гнать цифру. На современных компонентах можно, заодно, и процессор вставить.

PPS. А кто мешает гнать питание по одному проводу и сигнал по другому?

[Proffessor]

PPS. А кто мешает гнать питание по одному проводу и сигнал по другому?

Да, но здесь желательно сигнал передавать по витой паре (помехоустойчивый вариант). Это если Вы возьмете например четырехпарный кабель FTP 5 категории, там можете использовать одну пару для сигнала, остальные три - двухполярное питание, контрольный сигнал и прочее...

Сообщение отредактировал Proffessor - Sep 20 2013, 13:52

[Tarbal]

А это, как раз, совсем не проблема. Решений несколько, зависят от требуемой полосы частот. Самое простое - транс с отводом от средней точки на обоих концах кабеля. Он, реально, работает как дроссель и не вносит искажений. Но если полоса широкая он заменяется на пары резисторов - менее эффективно, но результат тот же.

Да, забыл про самое эффективное решение - поставить туда-же АЦП и сразу гнать цифру. На современных компонентах можно, заодно, и процессор вставить.

PPS. А кто мешает гнать питание по одному проводу и сигнал по другому?

И как вы собираетесь передавать сигнал постоянного тока через трансформатор?

Я тоже могу фантазировать, поставить Блутус и обойтись без кабеля, однако задача поставлена иначе.


Сообщение отредактировал Tarbal - Sep 20 2013, 15:00

[Alexashka]

А вслед за ними и в лучших усилителях мощности низкой частоты конца 70-х середины 80-х годов.
Шушуринский усилитель, Бриг 001, Электроника 001

Чет вы батенька не того...УМ Шушурина: на входе КТ503, УКУ "Бриг 001 Стерео": на входе КТ315, входное сопротивление микрофонного входа 20кОм... дальше не стал смотреть.
Хорошие усилители, но явно не в тему тут.

Схема эта - практически такая же, как первый каскад любого JFET-операционника. Читайте материалы о внутренней структуре ОУ.

Спасибо, кэп. Но использовать интегральную схемотехнику не хочу, уж больно она специфическая -вместо одного резистора там скорее поставят 3 транзистора. Мне не этого хотелось. Ну нет так нет.

[rudy_b]

И как вы собираетесь передавать сигнал постоянного тока через трансформатор?

Это какого постоянного тока? С пьезодатчика?

Alexashka, а что именно вам нужно? Почему вам так интересна рассыпуха?

[Alexashka]

Alexashka, а что именно вам нужно? Почему вам так интересна рассыпуха?

Основное требование- отечественная элем.база, плюс т.к система автономная и много датчиков -нужно снизить потребление. Плюс динамический диапазон хотелось бы нормальный. На низких частотах в море огромные естественные шумы (особенно в шторм), поэтому большое усиление не сделаешь, а с малым усилением можно нахватать ненужных шумов и помех.
Ну транзисторы еще можно какието подобрать, а вот ОУ... Малошумящий и малопотребляющий, да еще с полевыми структурами на входе...Скорей всего буду делать в первом каскаде одиночный JFET, потом какой-нибудь микропотребляющий ОУ. ЗЧУ естественно (обратная связь с выхода ОУ на затвор JFET).

ЗЫ. Идея сделать симметричный вход для датчика походу себя не оправдывает- датчик как правило цилиндр с отверстием (электродами является внешняя и внутренняя поверхности), и емкость между внешней обкладкой и средой на порядок больше, чем для внутренней. Поэтому наводка по входам не будет синфазной. Делать диф.выход? Ну не знаю, имеет ли смысл, если сопротивление драйвера низкое, да плюс сигнальные провода в экране.

[rudy_b]

Отечественные компоненты это строгая обязаловка? Или можно буржуйские если нет отечественных аналогов?
И какой частотный диапазон?

[Alexashka]

Отечественные компоненты это строгая обязаловка? Или можно буржуйские если нет отечественных аналогов?
И какой частотный диапазон?

В принципе можно и буржуинских, но такая система уже имеется, хотелось бы переделать под наши, не сильно изгадив характеристики
Диапазон 10-6000 Гц.

[rudy_b]

На отечественных компонентах делать - намучаетесь. Несколько раз пробовали и влетали.

Посмотрите ADA4001-2. Дешевый, вход можно прямо к датчику подцепить, шумы и искажения малые, ток потребления - 2 мА (4 ма в сумме). На рассыпухе такого не сделать.

Да, если есть больная неравномерность сигналов по спектру - вы говорите большие сигналы на низких частотах - можно использовать предыскажение частотной характеристики с последующим ее восстановлением. Например продифференцировать сигнал в предусилителе, а затем восстановить его интегратором в усилителе.

[Tiro]

В принципе можно и буржуинских, но такая система уже имеется, хотелось бы переделать под наши, не сильно изгадив характеристики
Диапазон 10-6000 Гц.

Раньше для пьезокерамики были вне конкуренции AD743, AD745. Теперь они не рекомендованы для разработки, можно глянуть на ADA4627-1. Усилитель может получиться не хуже.

[rudy_b]

ADA4627-1 получше, но стоит втрое дороже и жрет в 4 раза больше. Но это уже пусть Alexashka сам выбирает, у AD есть и еще несколько приемлемых деталей.

[Tiro]

ADA4627-1 получше, но стоит втрое дороже и жрет в 4 раза больше. Но это уже пусть Alexashka сам выбирает, у AD есть и еще несколько приемлемых деталей.

Так просто усилитель не сделать. Была давно напечатана статья Н.Сухова Проектирование малошумящих усилителей звуковой частоты. Она уже совсем старая, но подход там грамотный и изложен последовательно, учтены источники шума, влияние шумового тока на шум связки источник сигнала-усилитель. В общем, нужное чтиво для ликбеза, рекомендую.

[Alexashka]

На отечественных компонентах делать - намучаетесь. Несколько раз пробовали и влетали.

Посмотрите ADA4001-2. Дешевый, вход можно прямо к датчику подцепить, шумы и искажения малые, ток потребления - 2 мА (4 ма в сумме). На рассыпухе такого не сделать.

Да, если есть больная неравномерность сигналов по спектру - вы говорите большие сигналы на низких частотах - можно использовать предыскажение частотной характеристики с последующим ее восстановлением. Например продифференцировать сигнал в предусилителе, а затем восстановить его интегратором в усилителе.

А влетали по какой причине? Я знаю что нас ждет -и скудная документация и поставки по пол года и куча бумажек на поставку, с другой стороны, пока у нашего электронпрома не будет заказов мы так и будем сидеть в опе. Но это все лирика, а теперь по делу. На рассыпухе делал ЗЧУ на 2SK117 (на входе) и ОУ, с выхода ОУ на вход полевика ОС через параллельную RC цепь. Получилось очень неплохо по шумам, по искажениям не замерял, но симуляция давала хорошую оценку. И что самое главное - потребление всей схемы порядка 500мкА. Если подыскать отечественную замену полевику, то все бы получилось, т.к к ОУ особых требований уже нет (по входному сопротивлению и шумам,- т.к он идет вторым каскадом его вклад гораздо меньше).
По поводу предыскажений - сейчас так и планируем, т.е фильтр ВЧ 1-го, или 2-го порядка, своего рода компрессор для сигнала. И ослабление полезного сигнала в данном случае думаю не страшно, поскольку его затухание на низких частотах гораздо меньше, чем на высоких. Своего рода коррекция искажений в канале получается.
Но тут одна закавыка, довольно проблематично обеспечить устойчивость по такой схеме при малом усилении, а его хотелось бы сделать малым, т.к ФВЧ в предусилитель не вписывается. Точнее его можно было бы влепить между полевиком и ОУ, но тогда теряется вся фишка стабилизации рабочей точки полевика за счет ОС по постоянному току.

Так просто усилитель не сделать. Была давно напечатана статья Н.Сухова Проектирование малошумящих усилителей звуковой частоты. Она уже совсем старая, но подход там грамотный и изложен последовательно, учтены источники шума, влияние шумового тока на шум связки источник сигнала-усилитель. В общем, нужное чтиво для ликбеза, рекомендую.

Спасибо, шумовые расчеты у меня все есть. Правда в половине случаев расчет не сошелся с экспериментом. Например ОУ OPA244 c биполярами на входе при работе на высокоомный источник (использовался эквивалент пьезика -керамический конденсатор) должен давать гораздо бОльшие шумы благодаря своим большим токовым шумам нежели OPA342, у которого фемтоамперные токи. Однако на макете первый оказался менее шумным. Конечно я не испытывал их при различных условиях -температура, питание и т.д, но факт есть факт и это не единственный пример.
Кстати сказать у нас выпускают такой интересный трансимпедансный усилитель 1432УП1 для ЗЧУ, с приведенным ко входу шумовым зарядом всего-навсего 270 электронов скв.
Правда и кушает это чудо 50мА!

[Tiro]

Например ОУ OPA244 c биполярами на входе при работе на высокоомный источник (использовался эквивалент пьезика -керамический конденсатор) должен давать гораздо бОльшие шумы благодаря своим большим токовым шумам нежели OPA342, у которого фемтоамперные токи. Однако на макете первый оказался менее шумным. Конечно я не испытывал их при различных условиях -температура, питание и т.д, но факт есть факт и это не единственный пример.

А какая была эквивалентная емкость пьезопреобразователя? И частотный диапазон вниз?

P.S. Делали предусилители на AD743 с нижней рабочей до 5 Гц, но даже на 1 кГц не смогли приблизиться к шумам ОУ. Тракт шумел сильнее раза в 3, чем собственно ОУ.

[rudy_b]

Ну, с отечественной электроникой проблемы видны сходу - серия 1432 на Пульсаре представлена так.
Кроме проблем с документацией, заказом и получением, несоответствием параметров, и т.п. дважды напарывались на откровенный брак - микросхемы в штатном режиме (без нагрузок, в чисто тепличных условиях) работали час, потом дохли - т.е. наладку проходили, а 100% дохли уже у заказчика в течении первого дня работы. И это не одна деталь, а вся партия. И никаких претензий, сами понимаете, не предъявишь. Пришлось отзывать все приборы и менять чипы на буржуйские, сами понимаете последствия таких казусов. Снова наступать на те же грабли уже не хочется.

Кстати, по слухам, и с AD-шными деталями случались подобные казусы, но это исключения и там можно договориться. Сами не напарывались.

У нас нет электропрома - у нас есть только кучка воров, которые наживаются на этом понятии. И на тех людях, которые пытаются его поддержать. Проходили многократно, с тех пор не пытаемся спасать отрасль (читай - кормить толстопузых паразитов) из своего кармана.

А по делу - зачем нужен внешний полевик, если он уже есть в опере? Он там оптимизирован по площади, току и т.д. На внешнем полевике можно получить меньший шум - его площадь больше и получается как бы параллельное соединение нескольких маленьких полевиков, но всегда за счет тока потребления (выбор из сотен одного хорошего не рассматриваем).

Если вам реально нужен малый ток (т.е. батарейное питание аппаратуры) то можно подобрать с током менее 100 мка, но будут хуже параметры. Ежели брать с током менее 1 ма - то есть, например, AD8627 - 0.7 мА и неплохие параметры - поройтесь у AD. Хорошие шумовые параметры у оперов с током порядка 0.5 ма и более.

Т.е. поставить на входе опер с током порядка 0.5-1 ма с хорошими шумами, а вторым (или третьим) малопотребляющий опер с номальными выходными токами для работы в линию, на нем и частотку скорректировать.

[Tarbal]

Чет вы батенька не того...УМ Шушурина: на входе КТ503, УКУ "Бриг 001 Стерео": на входе КТ315, входное сопротивление микрофонного входа 20кОм... дальше не стал смотреть.
Хорошие усилители, но явно не в тему тут.


Спасибо, кэп. Но использовать интегральную схемотехнику не хочу, уж больно она специфическая -вместо одного резистора там скорее поставят 3 транзистора. Мне не этого хотелось. Ну нет так нет.

Я про диффкаскад.

Это какого постоянного тока? С пьезодатчика?

Откуда я знаю, что надо измерять. Может давление? Используется схемотехника постоянного тока. Невероятные требования по нелинейным искажениям.
Если трансформатор можно поставить, то это самый простой способ преобразования сигнала в симметричный и обратно.



Про усиление.
Если вам подойдет автоматическое переключеное усиления х1, х10, х100, х1000, то я могу поделиться своей давней идеей, которая была реализована в железе и даже готовились выпускать устройство. Во всяком случае у меня есть заводская документация.
Полностью на отечественных компонентах. ОУ, пара корпусов 561 и один 752ПА1.

[rudy_b]

Кстати, случайно нашел такую деталь http://www.linearsystems.com/assets/media/file/LSK389.pdf
Согласованная пара и шум нормирован на 10 Гц - 2.5(макс-4) нВ/Гц^0.5 при 2 мА.

И стоит 3$ при 1000 шт.

[Tiro]

Кроме проблем с документацией, заказом и получением, несоответствием параметров, и т.п. дважды напарывались на откровенный брак - микросхемы в штатном режиме (без нагрузок, в чисто тепличных условиях) работали час, потом дохли - т.е. наладку проходили, а 100% дохли уже у заказчика в течении первого дня работы. И это не одна деталь, а вся партия. И никаких претензий, сами понимаете, не предъявишь. Пришлось отзывать все приборы и менять чипы на буржуйские, сами понимаете последствия таких казусов. Снова наступать на те же грабли уже не хочется.

Спасибо, напомнили.
Сделали для гражданки усилители с интеграторами на КР544УД2, DIP-8, 1995 год примерно. Все прекрасно работало примерно месяц, прошло настройку, предъявление и прогон. Начали отправку заказчику усилителей, всего 5 штук. Перед отправкой сдох интегратор в последнем усилке. При предъявлении у заказчика сдохли еще 3. Заменили все потом на LF411, которые были под рукой. Больше проблем не было.

Кстати, случайно нашел такую деталь http://www.linearsystems.com/assets/media/file/LSK389.pdf
Согласованная пара и шум нормирован на 10 Гц - 2.5(макс-4) нВ/Гц^0.5 при 2 мА.

И стоит 3$ при 1000 шт.

А шумовой ток? Там еще есть дробовый шум на НЧ, нормируется в мкВ.

[rudy_b]

Обычно нормируется в фа/sqrt(Гц). Для jfet, как правило - единицы.

Обычно он мал у JFET, но кто его знает. Указано только максимальное значение при 25*С - 200 пка - многовато, но часто просто перезакладываются.

[Tiro]

Обычно нормируется в фа/sqrt(Гц). Для jfet, как правило - единицы.

Обычно он мал у JFET, но кто его знает. Указано только максимальное значение при 25*С - 200 пка - многовато, но часто просто перезакладываются.

Этого маловато. У AD743 дробовый шум напряжения 0,38 мкВ п-п в диапазоне 0,1-10Гц.

[rudy_b]

У AD743 малый напряженческий шум, зато большой шумовой ток (входной ток порядка 200 пА), и вообще, в его описании они сильно мухлюют не указывая нормальных параметров, а приводя всякие кривые графики.

Но тут все зависит от сопротивления источника сигналов и/или его емкости. Если емкость пьезодатчика 1нФ, то на 1 Гц эквивалентное сопротивление будет порядка 160 МОм - посчитайте шум для AD743. Шум AD795 будет намного меньше. Для источников с низким сопротивлением - наоборот, но и тут есть лучшие альтернативы - AD797 - у него "50 nV p-p input voltage noise, 0.1 Hz to 10 Hz" при входном токе 250 нА.

[Tiro]

У AD743 малый напряженческий шум, зато большой шумовой ток (входной ток порядка 200 пА), и вообще, в его описании они сильно мухлюют не указывая нормальных параметров, а приводя всякие кривые графики.

Но тут все зависит от сопротивления источника сигналов и/или его емкости. Если емкость пьезодатчика 1нФ, то на 1 Гц эквивалентное сопротивление будет порядка 160 МОм - посчитайте шум для AD743. Шум AD795 будет намного меньше. Для источников с низким сопротивлением - наоборот, но и тут есть лучшие альтернативы - AD797 - у него "50 nV p-p input voltage noise, 0.1 Hz to 10 Hz" при входном токе 100 пА.

Так я как раз спросил про Ваш источник.

[rudy_b]

Пардон, неправильно указал входной ток AD797 - не пА, а нА, и не 100, а 250 (и не выиграл, а проиграл...) - поправил в посте.

Это вопрос не ко мне, но ТС, похоже, тихо испарился. Лучше задать его Алексашке, у него конкретный датчик.

Да, если интересно, то тут неплохая статья по выбору ОУ с нужными параметрами.

[Tiro]

Пардон, неправильно указал входной ток AD797 - не пА, а нА, и не 100, а 250 (и не выиграл, а проиграл...) - поправил в посте.

Это вопрос не ко мне, но ТС, похоже, тихо испарился. Лучше задать его Алексашке, у него конкретный датчик.

Да, если интересно, то тут неплохая статья по выбору ОУ с нужными параметрами.

Статью потом посмотрю. А Алексашке поможем, если сможем. Тут все подкованные )))

[Alexashka]

У нас нет электропрома - у нас есть только кучка воров, которые наживаются на этом понятии. И на тех людях, которые пытаются его поддержать. Проходили многократно, с тех пор не пытаемся спасать отрасль (читай - кормить толстопузых паразитов) из своего кармана.

Хм..печально это все
Мы вот были в Миландре недавно, понравилось, видно что ребята хотят делать чтото хорошее и нужное, но спроса нет, посему и движение очень медленное. Накупили кучу отладочных плат и микросхем, посмотрим что получится.

По теме топика.

А какая была эквивалентная емкость пьезопреобразователя? И частотный диапазон вниз?

50 нФ. Диапазон снизу от 1,5 Гц.

2 rudy_b: мы с Вами както года 2 назад обсуждали МШУ для геофона, и Вы предложили концепцию в виде биполяр+ОУ, эту же идеологию я продвинул в усилитель заряда, заменив биполяр на jfet и получилось очень хорошо. Поверьте, я перепробовал массу оперов с низкими шумами и сравнительно низким потреблением (я тогда ограничивал потребление на уровне 0,5мА, поэтому выбор оперов был небольшой), вот например нашел тогда MAX4250 -если посмотреть у него шумы даже чуть меньше чем у предложенного Вами AD795 при том что ток потребления у него в 3 раза ниже, чем у AD795.
Так вот схема с jfet на входе (с той же самой полосой и емкостью датчика) давала шумы интегрально в 4,3 раза меньше.

Вот такая была схема, питание не показано -оно однополярное=3В. Опер на схеме не принципиален как я уже говорил, годится практически любой малошумящий (20-30нВ/корень из Гц). Цепочка V25, С80 и R443 -эквивалент датчика. Сложная RC схема на входе JFET - для правильной симуляции фликкер-шума транзистора -подгонял по шумовым фигурам из даташита.

[rudy_b]

Мы вот были в Миландре недавно, понравилось, видно что ребята хотят делать чтото хорошее и нужное, но спроса нет, посему и движение очень медленное

Много таких ребят. И чем им помогает министерство? А стоит им потом и кровью добиться успеха - им на раз-два предьявят претензии по смехотворному поводу, обвинят в куче нарушений, сменят директора и ку-ку, нормальный государственный рейдерский захват и будут пахать под эгидой какого-нибудь "олигарха".

Мы с MAXовыми деталями в последнее время стараемся не работать. После того, как фирма резко изменилась, что-то стало не то с их продукцией. Если раньше они строго соответствовали сказанному и были сделаны очень грамотно, то после перемен напарывались на откровенные баги (неоговоренные) в их деталях. Может сейчас они снова взялись за ум?

По параметрам это деталь просто отличная. Но смотрим внимательно. В заголовке
"They draw 400μA of quiescent supply current per amplifier while featuring ultra-low distortion (0.0002% THD), as well as low input voltage-noise density (7.9nV/!Hz) and low input current-noise density (0.5fA/!Hz)."

Сразу видны некие странности - напряженческий шум (7.9 нИ/..) приведен для 30 кГц - это не принято, в худшем случае для низкочастотных оперов приводят для 1 кГц. И хотя далее в тексте дается цифра и для 10 Гц (27 нВ/...), но неприлично. Для сравнения у AD795 на 10 кГц - 10 нВ/.. а на 10 Гц - 20 нВ/... Т.е. чуть хуже на высоких частотах и заметно лучше на низких. Токовые шумы на 1 кГц близки - 0.5 фа для MAX и 0.6 для AD.

Дальше - THD. На одних графиках (они не пронумерованы в MAX) он просто великолепен - THD+noise 120 дб (Av=1), но по соседним графикам при Av=10 он всего 0.1%!!! И это при заяве 0.0002%. Чему верить?

Но это я не к тому, что AD лучше. Просто с последними деталями MAX нужно быть весьма осторожными и проверять все параметры.

Насчет опера с биполяром - странно, я обычно использую именно JFET + ОУ. Примерно так

Это для импульсов и на высокие частоты, но идеология - та же.

Alexashka, если несложно - выложите пожалуйста полученные шумовые параметры, интересно сравнить.

[Alexashka]

Alexashka, если несложно - выложите пожалуйста полученные шумовые параметры, интересно сравнить.

Я больше доверяю такому параметру как ЭДС шума в полосе 0,1...10Гц, т.к даже спектральная плотность данная для 10Гц ничего не говорит о характере распределения фликкер-шума. Точнее говорит конечно, но интегральная оценка всетаки достоверней, а у МАКса она меньше -0,76мкВ п-п, против 1мкВ п-п у Аналога. Хотя опять же это типовое значение. У Аналога хорошо, что они указывают максимально-возможное, на которое вообщемто и надо делать расчет. Но согласитесь по шумам они очень похожи.
А вот по искажениям смотрите- на первой странице они приводят значение чисто THD, а на графиках - THD+noise, нужно прикинуть, возможно это как раз изза вклада шумов. Если проинтегрировать шумовое напряжение на выходе во всей полосе частот и вычесть его из суммы (гармоники+шум) вполне возможно 0.0002% THD и получится. Зато у AD только один график и он без учето шумовой компоненты.

Биполяр я использовал для низкоомного датчика (геофон), по сравнению с маломощными сигнальными jfet они все-же выигрывают.

По шумам не могу сказать, все в тетрадке которая на работе, в связи с переездом я до нее не скоро видимо доберусь А что конкретно интересует? Я делал интегральную оценку в полосе 3кГц, спектральную плотность нечем было померять

По Вашей схеме: а это ЗЧУ или просто инвертирующий усилитель (емкость С35=1пФ смущает). С учетом делителя R42/R53 эквивалентное Roc выходит чтото порядка 1,7 ГОм

Причина редактирования: Избыточное цитирование. Т.

[rudy_b]

Жаль. Просто хотел прикинуть что можно отжать без входного полевика, только на ОУ и сравнить с вариантом с полевиком.

Это именно ЗЧУ, но для пропорционального счетчика, который собирает заряд. 1 пФ - для большого усиления, заряд порядка 240 электронов усиленный (примерно в 100 раз) в пропорциональном счетчике. На 1 пф получается сигнал порядка нескольких мВ.

[Alexashka]

Жаль. Просто хотел прикинуть что можно отжать без входного полевика, только на ОУ и сравнить с вариантом с полевиком.

Это именно ЗЧУ, но для пропорционального счетчика, который собирает заряд. 1 пФ - для большого усиления, заряд порядка 240 электронов усиленный (примерно в 100 раз) в пропорциональном счетчике. На 1 пф получается сигнал порядка нескольких мВ.

ЗЧУ на МАХ4250 в 4,3 раза больше шумы, чем 2SK117 на входе + MAX4250. Сами цифры в тетради остались. Мне нужно было знать именно соотношение (выигрыш).
Перепроверил, полоса у меня была такая: 1,7 - 350 Гц. Практически основной вклад дает фликкер
Кстати у Вас нижняя граница полосы пропускания 90 Гц примерно? Тогда весь фликкер отсекается...
R66 не увеличивает шум?

______________________________
Вот что нашел: макет №1 с ЗЧУ по схеме, которую привел выше, далее следует усилитель-фильтр с полосой 1,8...350Гц. Общее усиление схемы составляет 56тыс. (если считать от источника V25 и до выхода усилителя-фильтра): шум на выходе 4,2мВ эфф.
И макет №2: первый каскад - ЗЧУ на MAX4250, далее также следует усилитель-фильтр с полосой 1,8...350Гц. Эквивалент датчика тот же что и в первом макете, а вот цепь обратной связи другая: Roc=47M, Сос=2,2нФ, изза этого общее усиление примерно 13тыс. однако уровень шума на выходе 4,4мВ эфф. Т.е как я и говорил выше, приведенный ко входу напряженческий шум у второго макета в 4 раза меньше. А т.к емкость датчика не менялась это означает что и зарядовый шум в 4 раза меньше.
Ну вот както так.
Нашел тетрадь! Вообщем при питание от батареек получено в схеме с 2SK117 шумы 2,9мВ эфф., что дает 2,76нВ/sqrt(Hz) приведенные к полосе 350Гц. Вообще с этого транзистора должно было получится порядка 1нВ/sqrt(Hz). Оптимальный ток стока считал, но с ним не намного лучше было...

[rudy_b]

ЗЧУ на МАХ4250 в 4,3 раза больше шумы, чем 2SK117 на входе + MAX4250. Сами цифры в тетради остались. Мне нужно было знать именно соотношение (выигрыш).
Перепроверил, полоса у меня была такая: 1,7 - 350 Гц. Практически основной вклад дает фликкер
Кстати у Вас нижняя граница полосы пропускания 90 Гц примерно? Тогда весь фликкер отсекается...
R66 не увеличивает шум?
...

Спасибо, этого хватит для оценки.

R66 на шум влияет незначительно, выходное сопротивление источника сигнала намного больше. Но его наличие обязательно - при пробоях на вход попадает импульс с амплитудой до 1.5 кВ и это сопротивление защиты входа.

Эта схема - усилитель коротких импульсов длительностью несколько микросекунд. Дальше стоит фильтр, который обрезает полосу пропускания до, примерно, 300 кГц - 2 МГц, поэтому низкочастотные шумы не мешают.

[damasking]

Перечитав всю ветку возникло несколько вопросов. Стоит примерно такая же задача, создания усилителя для датчика(цилиндр цтс-19 400Мом,7нф) нужен сигнал от 50-50000Гц, с наименьшими возможными шумами. Применял схема Усилителя Заряда на Оу. Удалось улучшить результат но мне необходим максимально возможное соотношение сигнал шум. Применял OУ, op2177, op284, ad8627, op97. По расчетам лучше себя должен был показать 8627 но лучшим оказался результат на op2177. заказал max4477. Что можете сказать по этому поводу, почему теор не сходится с практикой?