Кто нибудь видел ОУ типа opa655/656 но с 4-5 нв/гц1/2 ? Опции

[DS]

Хотя видимо 6-7 нв предел для FET. Надо менять на что-то снятые с производства 655, а 656 даже больше шумят, обидно ...

[_artem_]

Esli tolko po noise density to viberite noise na parametric search dopustim 10 i celiy spisok viydet :

http://www.analog.com/dynamic/parametric/s...ProductLine=OPA

[DS]

Да нет, это весьма специфический усилитель. Меня интересует, делает ли кто-нибудь похожее, но с меньшим шумом входного касакада. Я ОУ от AD и TI на память и так знаю, без поиска. По интернету не нашел ничего похожего на 656, может есть что-то малоизвестное ?

P.S. У AD самое ближнее - это 8065, но кака жуткая. Я тут вступил разок, потом отсюда в США письма слал, как их на лету менять, хорошо там народ толковый оказался, а то бы вышли мне эти ОУ в поездку туда сервис инженера за мой счет. Шумы оказались раз этак в 10 больше того, что по паспорту, за счет хитрого поведения фазовой характеристики ОУ. Т.е. если мерить собственно ОУ - шумы соотвествуют. Если ставишь в схему - сразу порядок в горку.

[_artem_]

Может тогда что то комбинированное . Вот для случая с трансимпендансным усилителем есть статья :
http://www.elecdesign.com/Articles/ArticleID/4346/4346.html

[Donetsk]

INA163

[DS]

У меня это скорее скоростной интегратор заряда. Уточню характеристики

settling time 0.1 % - 25 нс
common-mode input capacitanse - <3.5 pf
input bias current <100 pa

Усиление в 1000, как у 655, годится.

[Lonesome Wolf]

У меня это скорее скоростной интегратор заряда. Уточню характеристики

settling time 0.1 % - 25 нс
common-mode input capacitanse - <3.5 pf
input bias current <100 pa

Усиление в 1000, как у 655, годится.

Сначала вопросы

Если у Вас скоростной интегратор заряд, то, IMHO, намного важнее флуктуации входного тока. Опять же, интегратор подразумевает некое накопление, т.е. почему важно время установление? Почему специфицируется усиление интегратора ? Я бы понял, если бы еще и частота приводилась, где это самое усиление должно обеспечиваться...

[DS]

Мне надо "принять" заряд в интегратор и его измерить с 14 разрядной (настоящей) точночтью за 400 нс, за следующие 400 нс его подготовить к следующему измерению. Отсюда время установления.
Заряд очень маленький, единицы pCu, я отлично вижу дробовой шум электронов. Флуктуации тока из-за того, что измерение короткое, не так важны( поскольку малы), а вот сам ток важен, чтобы не создавл излишнего, да еще ползающего с температурой смещения.

Усиление я привел на 0 частоте - opa655 отличается от других усилителей именно небольшим усилением на низких частотах, которое снижается только с частоты около 100 Кгц. В данном случае меня это устраивает.

Есть еще несколько осложняющих жизнь факторов, из-за которых такие требования по шумам, но про это можно целый трактат писать.

[_artem_]

А почему не хотите ставить согласованную пару полевых на вход?
Или истоковый повторитель. В той статье наверху , показывается что шум можно уменьшить до 3, но можно его еше уменьшить за счет увеличения емкости по входу .
А интегрируюший конденсатор какой емкости у вас? Нелинейность емкости по входу (в зависимости от входного напряжения) очень важна?
Может можно найти fet с меньшей емкостью по входу и поставить паралельно так что суммарая емкость оставалась в пределах требуемого .

[DS]

Интегрирующая емкость реально 8 пф (со всеми паразитными). Поэтому любая емкость между входом и землей линейно увеличивает шумы. Внешние полевики сразу грохнут быстродействие.

[Lonesome Wolf]

Мне надо "принять" заряд в интегратор и его измерить с 14 разрядной (настоящей) точночтью за 400 нс, за следующие 400 нс его подготовить к следующему измерению. Отсюда время установления.
Заряд очень маленький, единицы pCu, я отлично вижу дробовой шум электронов. Флуктуации тока из-за того, что измерение короткое, не так важны( поскольку малы), а вот сам ток важен, чтобы не создавл излишнего, да еще ползающего с температурой смещения.

Усиление я привел на 0 частоте - opa655 отличается от других усилителей именно небольшим усилением на низких частотах, которое снижается только с частоты около 100 Кгц. В данном случае меня это устраивает.

Есть еще несколько осложняющих жизнь факторов, из-за которых такие требования по шумам, но про это можно целый трактат писать.

Интересно а как Вы его "подгатавливаете" - неужели обнуляете ключом? Второе, а почему бы не усилить заряд перед интегрированием?

[DS]

Ключом в конечном итоге, а чем еще.
А как Вы себе представляете усилитель именно заряда (а не тока) с динамическим диапазоном 10 000 ?
с 655 у меня сейчас все прилично при квантовом пределе шума в 16000 электронов я вижу 17 500. Но очень бы не хотелось, чтобы с переходом на 656 увеличилось - мне генеральный плешь тогда проест, это как бы показатель качества прибора - шумы должны четко лежать на теорпределе.

[Lonesome Wolf]

Ключом в конечном итоге, а чем еще.
А как Вы себе представляете усилитель именно заряда (а не тока) с динамическим диапазоном 10 000 ?
с 655 у меня сейчас все прилично при квантовом пределе шума в 16000 электронов я вижу 17 500. Но очень бы не хотелось, чтобы с переходом на 656 увеличилось - мне генеральный плешь тогда проест, это как бы показатель качества прибора - шумы должны четко лежать на теорпределе.

1) А как с инжекцией боретесь? У меня с этим были большие проблемы с этим в системе с интегратором и ключом- периодическая коррекция нуля применялась.

2)Так ведь у Вас заряд преобразуется в ток, который и заряжает конденсатор интегратора в конце концов. Почему бы его и не усилить собственно, Вы же сами пишите, что считаете электроны - я так понял по крайней мере...

P.S. 3) Как насчет биболярных ОУ - ведь по прикидке из-за тока смещения (20 нА, к примеру) перенесенный за 400 нс заряд будет 0.008 пКл? И это будет вносить систематическую погрешность.

[TED17]

2)Так ведь у Вас заряд преобразуется в ток, который и заряжает конденсатор интегратора в конце концов. Почему бы его и не усилить собственно

Действительно, ведь помимо nV производитель часто дает шумы и в fA. При низкоомном источнике цифры С/Ш могут оказаться лучше.

[DS]

Источник - тоже конденсатор в первом приближении. Токовые шумы для используемых операционников не играют роли.
Ключ, конечно, инжектирует заряд - около 150 мв на 8 пф. Но есть все равно референсный канал, так что разностная помеха от ключа не превышает 5 мв (в среднем 2 -3 мв) и ее флуктуации в принципе не способны сказаться на сигнале.
Ток усилить нечем, т.к. среднего тока нет - заряды образуются за 0.1 пс где-то. Интегратор тем хорош, что он их все за не очень большое время "сгребает" в свою емкость, вне зависимости от того, как они распределялись по проводникам и всему прочему. Любой усилитель будет иметь какие-то ограничения, которые только ухудшат сигнал.
Ток от биполярника создаст заметное смещение на кондере, которое во первых само по себе будет флуктуировать, а во вторых будет меняться от температуры, а мне надо чтобы 0 удерживался с точночтью примерно 0.1 - 0.15 мв в течении нескольких часов. Скоростные малошумящие биполярники ток существенно поболе 20 na имеют., ближе к 1 мка скорее.
655 хорошо справлялся со всем этим делом, но их сняли с производства, а как справится 656 покажет только эксперимент. А похоже в случае ухудшения параметров менять не на что.

[Stanislav]

Простите, но, по-моему, если Ку опера не превышает 1000, во входной цепи интегратора к концу его установления останется, вообще говоря, неизвестный заряд, так что "честная" 14-битная точность измерения может быть поставлена под сомнение.

[DS]

Заряд остается известный т.к. входная емкость постоянна. Усиление там чуть поболее 1000 на самом деле, (мне кажется, что около 2000), так что вызывает отклонение от расчетного преобразования заряд/напряжения меньше, чем на 0.1 %
Соседние измерения не могут отличаться по значением заряда настолько, что оставшийся заряд может повлиять на результат. Если бы у меня случалось, что в первом измерении 3 отсчета, а во вотором - 15000, то Ваше замечание было бы справедливо. Но по счастью такого нет. Для меня важно, чтобы повторяющиеся измерения давали одинаковый результат, с учетом всех мешающих факторов. Т. е. систематические погрешности убираются методикой измерения, а от шумов никуда не денешься.

Т.е. я имел в виду честную точность измерения резкльтирующего сигнала, а не измерения заряда с такой (тем более абсолютной) точностью.

[Stanislav]

Заряд остается известный т.к. входная емкость постоянна. Усиление там чуть поболее 1000 на самом деле, (мне кажется, что около 2000), так что вызывает отклонение от расчетного преобразования заряд/напряжения меньше, чем на 0.1 %

Если емкость постоянна, заряд также будет постоянным. Однако, не известным, если не известна эта ёмкость.
Если же она известна, можно попробовать обойтись и без интегратора на ОУ, прямым измерением напряжения на ней. Для сброса, понятно, хороший ключ нужен, но это в любом случае.
Для достижения 14-бит абсолютной точности нужно иметь отклонение лучше 0,006%.

...Т.е. я имел в виду честную точность измерения резкльтирующего сигнала, а не измерения заряда с такой (тем более абсолютной) точностью.

То есть, для Вас важна относительная точность, как я понял.

[Lonesome Wolf]

Источник - тоже конденсатор в первом приближении. Токовые шумы для используемых операционников не играют роли.
Ключ, конечно, инжектирует заряд - около 150 мв на 8 пф. Но есть все равно референсный канал, так что разностная помеха от ключа не превышает 5 мв (в среднем 2 -3 мв) и ее флуктуации в принципе не способны сказаться на сигнале.
Ток усилить нечем, т.к. среднего тока нет - заряды образуются за 0.1 пс где-то. Интегратор тем хорош, что он их все за не очень большое время "сгребает" в свою емкость, вне зависимости от того, как они распределялись по проводникам и всему прочему. Любой усилитель будет иметь какие-то ограничения, которые только ухудшат сигнал.

1. Вы говорите о 14 битной точности а потом

...разностная помеха от ключа не превышает 5 мв (в среднем 2 -3 мв)...

. Такая же точно "помеха" будет и от входного тока ОУ. Вообще говоря, использование ключей не выглядит такой уж хорошей идеей, вспоминая Ваши слова о требуемой долговременной стабильности.

2. Опять же - непонятен мне, уж простите, такой момент. Действие интегратора, построенного на ОУ, основано на действии обратной связи, а как она будет замыкаться за время 0.1 пс? Интегратора, как такового не будет вовсе, а будет конденсатор подключенный концом своим не на землю, а на выход ОУ с шумами на нем присутствующими. Вот отчасти источник проблемы с шумами. Почему бы Вам просто не запомнить сигнал на конденсаторе и потом спокойно его передать за разумное время с помощью повторителя?
Кстати, не хватает быстродействия действительно малошумящих ОУ (AD8610/20) - используйте два переключаемых канала.

[DS]

Заряд остается известный т.к. входная емкость постоянна. Усиление там чуть поболее 1000 на самом деле, (мне кажется, что около 2000), так что вызывает отклонение от расчетного преобразования заряд/напряжения меньше, чем на 0.1 %

Если емкость постоянна, заряд также будет постоянным. Однако, не известным, если не известна эта ёмкость.
Если же она известна, можно попробовать обойтись и без интегратора на ОУ, прямым измерением напряжения на ней. Для сброса, понятно, хороший ключ нужен, но это в любом случае.
Для достижения 14-бит абсолютной точности нужно иметь отклонение лучше 0,006%.

...Т.е. я имел в виду честную точность измерения резкльтирующего сигнала, а не измерения заряда с такой (тем более абсолютной) точностью.

То есть, для Вас важна относительная точность, как я понял.

Емкость известна - она в районе 45 пф. Измерять в лоб, конечно можно, но это по точностям не лучше - интегратор усиливает результирующее напряжение, а для сброса к кключу все равно надо будет операционник городить, это что называется, что в лоб, что по лбу.
Мне действительно важна относительная точность, т.е. мне надо увидеть небольшие изменения от измерения к измерению на фоне постоянного сигнала в 8 - 10 тыс. отсчетов АЦП. Сейчас порог обнаружения примерно 2.5 отсчета.
Усиление шумов ОУ за счет соотношения емкостей пока находится ниже уровня квантовых шумов собственно системы, но на грани. Шум в 5 нв/гц1/2 дал бы гарантию, что не вылезет именно шум ОУ.

Все операционники, которые я находил, хуже по параметрам применительно к данному случаю. У того же 8610 шумы такие же, а быстродействие меньше в 40 раз.

5 мв помехи от ключа флуктуируют менее 0.3 отсчетов АЦП во всем диапазоне температур (не промышленном, конечно).

Обратная связь работает с той скоростью, с которой может работать ОУ, и переливает заряд в емкость интегратора. Чем интегратор и хорош в данном случае - нет привязки скорости ОУ к скорости изменения сигнала.

[_artem_]

Kak vam opa300 BurrBrown ?

[DS]

Хороший кандидат. Только, жаль питание максимум 5 В - у меня сейчас +-5 в , просто купить и проверить нельзя. Но похоже, интеграл шума великоват - из-за MOS транзисторов ниже 100 Кгц безобразный совсем шум.

[_artem_]

А нельзя ли усреднение брать по большЕму количеству отсчетов нежели 8 - 10 тыс. Таким образом можно избавиться от низкочастотных шумов (до 1 МГц) а также фильтровать полезные данные (изменение от отсчета к отсчету) с интегратора (выше 1 МГц так как вы мерите за 400 наносекунд ) для сравнения.

[DS]

А нельзя ли усреднение брать по большЕму количеству отсчетов нежели 8 - 10 тыс. Таким образом можно избавиться от низкочастотных шумов (до 1 МГц) а также фильтровать полезные данные (изменение от отсчета к отсчету) с интегратора (выше 1 МГц так как вы мерите за 400 наносекунд ) для сравнения.

Отсчеты тут имелись в виду АЦП. Измерение усредняется от 100 до 10 000 раз, дальше плывет уже сам источник сигнала. Полосу к сожалению не подожмешь снизу т.к. сравнивать надо отсчтеты, отстоящие примерно на 1 мс, а не соседние.

Странно, что я opa300 не находил по поиску в ТI, как то он зашифрован.

[Lonesome Wolf]

Емкость известна - она в районе 45 пф. Измерять в лоб, конечно можно, но это по точностям не лучше - Все операционники, которые я находил, хуже по параметрам применительно к данному случаю. У того же 8610 шумы такие же, а быстродействие меньше в 40 раз.

5 мв помехи от ключа флуктуируют менее 0.3 отсчетов АЦП во всем диапазоне температур (не промышленном, конечно).

Обратная связь работает с той скоростью, с которой может работать ОУ, и переливает заряд в емкость интегратора. Чем интегратор и хорош в данном случае - нет привязки скорости ОУ к скорости изменения сигнала.

Вы правильно заметили, что обратная связь в Вашем случае не работает в момент генерации заряда. И не она "переливает заряд". Интегратор используется как преобразователь заряд-напряжение, а во время генерации заряда не поддерживается входное сопротивление в точке втекания заряда нулевым, как ему положено. Поэтому и, как Вы правильно заметили, скорость ОУ не играет роли. Она нужна исключительно для обеспечения цикла измерения.
Опять вопрос - почему интегратор? Конденсатор+повторитель - чем хуже? Вы же сами упоминали, что у AD8066 шумы в Вашей системе сильно вырастают. Зачем Вам включать конденсатор в цепь обратной связи?

Да, кстати у AD8610 приводится размах шумового напряжения - шумовая дорожка - это характерный показатель, я ориентируюсь на него, обычно для low noise усилителей он приводится. А вот для AD8066, равно как и для OPA656 - нет.

[DS]

Скорость ОУ нужна, чтобы его выход установился за 400 нс с нужной точностью. Мерить без интегратора - терять часть времени на разряд входной емкости. А времени и так не хватает на установление сигнала.

На 8065 я нарвался в другой схеме, когда его врисовал в обычный трансимпедансный усилитель вместо 825, из соображений, что он получше. И, естественно, не стал проверять на стенде. Всплыло во время эксплуатации, что шум не 6 нв/гц1/2 а все 80. И это точно прокол AD, поскольку в ЗИПе мы положили модули с теми же 8065, но произведенными на год позже, они шумели уже около 30 нв.

8610 - это дешевая замена opa627/637. В принципе можно и их попробовать, но это на самый крайний случай - вызывает сомнение способность быстро завершать переходные процессы - в фазовой характеристике есть дополнительные полюса, как то это мне эпопею с 8065 напоминает.

Вы же наверное с низкими частотами работаете, если шумовой дорожкой интересуетесь - я там пока лучше opa627 не встречал.

[_artem_]

Я так понял суммарное напряжение наведенное зарядом в раёне вольта а вам требуется точность в десятки микровольт .

Может вы интегратор на одном быстром fet'е сделаете, а пост усиление свехбыстрым мшу оу с меньшим требованием на входной ток ?

[Lonesome Wolf]

У меня есть некоторое чувство, что я недопониманию несколько ситуацию. С одной стороны, сам процесс генерации заряда происходит фактически мгновенно. С другой

Скорость ОУ нужна, чтобы его выход установился за 400 нс с нужной точностью. Мерить без интегратора - терять часть времени на разряд входной емкости. А времени и так не хватает на установление сигнала.

Т.е. по моему, Вы имеете в виду, что интегратор должен установиться с заданной точностью за указанное время. Но OPA656 имеет settling time of 21nsec@0.02%, т.е. до 12 с кусочком битной точности. Откуда "притык" со временем? Или до 14 битной точности время установления на порядок больше? Или дело опять в интеграторе. Так руки и чешуться помоделировать

Вы же наверное с низкими частотами работаете, если шумовой дорожкой интересуетесь - я там пока лучше opa627 не встречал.

Мне приходится работать не только с низкими частотами, ибо шумовые параметры ОУ для меня важны в схемах PLL. Если интервал измерения мал у Вас, то низкочастотные шумы действительно не должны оказывать влияние, но Вы же упоминали о необходимости долговременной стабильности параметров Вашей системы...

[DS]

Проблема заключаеся в том, что на 655 все работает, как надо, но их TI больше не продаст - нету на складе и сняты с производства. 656 я не пробовал и поэтому интересуюсь у общественности на предмет других ОУ из того же класса. Чтобы было куда дергаться, если не прокатит 656. У всякой проблемы, конечно, много решений, но, согласитесь, очень не хочеться начинать все с начала, когда прибор уже 6 лет в серии.

[Lonesome Wolf]

Проблема заключаеся в том, что на 655 все работает, как надо, но их TI больше не продаст - нету на складе и сняты с производства. 656 я не пробовал и поэтому интересуюсь у общественности на предмет других ОУ из того же класса. Чтобы было куда дергаться, если не прокатит 656. У всякой проблемы, конечно, много решений, но, согласитесь, очень не хочеться начинать все с начала, когда прибор уже 6 лет в серии.

Да, мотив понятен . Очевидно, Вам пришлось много повозиться вначале. Хотя у меня подход несколько иной - не повторяться

[DS]

Повозиться к счастью не пришлось - более менее сразу на нужный уровень шума вышло, потом потихоньку оптимизировали номиналы, дорожки двигали, пока не опустили шумы схемы ниже шумов сигнала. Т.е. примерно в первом приборе 7 отсчетов - в третьем - 3.5, в восьмом и далее 2.3.
Мне нельзя с первого раза не попасть - при разборке системы запросто можно инфаркт от напряжения получить. Там, где моя электроинка кончается, начинаются сплошные килобаксы.
А не повторяться мне есть где - на мне разработка/выпуск/сопровождение электронной начинки 6 разных приборов висит, причем от блоков питания до систем управления шаговиками, затворами,керамическими позиционерами, лазерами и прочей радостью. Так что такие вещи, как снятие с производства хорошо отлаженной и проверенной микросхемы напрягают очень сильно.

[Lonesome Wolf]

Повозиться к счастью не пришлось - более менее сразу на нужный уровень шума вышло, потом потихоньку оптимизировали номиналы, дорожки двигали, пока не опустили шумы схемы ниже шумов сигнала. Т.е. примерно в первом приборе 7 отсчетов - в третьем - 3.5, в восьмом и далее 2.3.
Мне нельзя с первого раза не попасть - при разборке системы запросто можно инфаркт от напряжения получить. Там, где моя электроинка кончается, начинаются сплошные килобаксы.
А не повторяться мне есть где - на мне разработка/выпуск/сопровождение электронной начинки 6 разных приборов висит, причем от блоков питания до систем управления шаговиками, затворами,керамическими позиционерами, лазерами и прочей радостью. Так что такие вещи, как снятие с производства хорошо отлаженной и проверенной микросхемы напрягают очень сильно.

Не в тему, конечно, но - я стараюсь толькое самое новое ставить - и меня за это ругают как бы... Но с другой стороны - вот есть UC3823/25 - я ее лет 10 назад ставить начал - и ведь ничего и не придумали получше...