МШУ, Покритикуйте схему Опции

[Alexashka]

Назрела необходимость сделать МШУ с малым потреблением. Перебрав все известные ОУ и не удовлетворившись результатом решил попробовать на входе малошумящий биполярный транзистор.
Сейчас в железе собран каскад на одном транзисторе по схеме 1.

На схеме только первый каскад усиления, дальше идет остальная часть усилителя и фильтр НЧ, ограничивающий полосу пропускания в 350Гц.
Работает отлично, шумы 2,8нВ/sqrt(Гц) приведен.ко входу при токе коллектора 260мкА (практически это потребление всей схемы).
Для сравнения в схеме с OPA378 (20нВ/sqrt(Гц)) на выходе интегральный шум в 5 раз больше при соизмеримом токе потребления.
Скорей всего этот вариант схемы не пойдет -нелинейные искажения да и температурная стабильность будет проблемой. Сразу походу вопрос- можно ли получить тут КНИ меньше 0,1% если применить только локальную ОС (в эмиттере). Усиление транзистора нужно сохранить максимальным, чтобы не нахватать шумов по цепям питания и в последующих каскадах.

На второй схеме усилитель с ОУ в обратной связи.

В модели работает не хуже первого варианта, но емкость в 2200мк смущает. Хотелось бы от нее както избавиться, но обрезать НЧ нужно не выше 2Гц. Подскажите, какие еще схемотехнические решения тут можно применить?
ЗЫ. Референс на Х107 чтобы задавать уровень напряжения на коллекторе (и ток коллектора), Х108 призван генерировать "чистое" питание для первого каскада, поскольку шумы питания в данном варианте будут подавляться только в Ку транзистора раз, т.е цепь питания весьма критична к "чистоте".

[HardJoker]

Назрела необходимость сделать МШУ с малым потреблением. Перебрав все известные ОУ и не удовлетворившись результатом решил попробовать на входе малошумящий биполярный транзистор.

Работает отлично, шумы 2,8нВ/sqrt(Гц) приведен.ко входу при токе коллектора 260мкА (практически это потребление всей схемы).

А как насчет AD604 - 0.80 nV/√Hz, 3.0 pA/√Hz? Вообще тема low noise в операционниках разработана достаточно мощно. Если не нравится AD, можно посмотреть на Burr-Brown (теперь Texas Instr.)

Для построения мшу нужны характеристики Fш от Iэ и качественные пассивные компоненты. Да, использовать в мшу в/омные резисторы в принципе не годится. Лучше пойти на дополнительные затраты на двуполярный источник питания, если требуется обеспечить экономичность каскада.

Если двигаться дальше в сторону экзотики, можно попробовать реализовать входной каскад на нескольких параллельных транзисторах и помнить о необходимости согласования по шумам с источником сигнала. Ключевое слово - трансформатор.

[yrbis]

AD604

у ad604 нижняя граница полосы пропускания зависит от разделительного конденсатора, для герц это тысячи мкФ если не милли

укажите полосу, коэффицент усиления может ещё чего-нибудь) а так на вскидку транзисторный каскад обладает плохой термостабилизацией, в резистор 430к ток практически не пойдёт, т.к. при, допустим, бета транзистора = 300, входное сопротивление равно 300*Re = 300*10=3k, т.е. R503 можно из схемы выкинуть.
Ещё параметры источника нужны, конкретно импеданс

[Guest_TSerg_*]

>можно попробовать реализовать входной каскад на нескольких параллельных транзисторах

+1

[yrbis]

ещё 0.8 вольта там не будет при 260 мкА, 3 - 260мкА*Rk = 0.4 В, при этом на базе должно быть больше чем 0.6, т.е напряжение базы больше коллектора, транзистор на грани или в начале насыщения

[HardJoker]

у ad604 нижняя граница полосы пропускания зависит от разделительного конденсатора, для герц это тысячи мкФ если не милли

А воспользоваться поиском компонентов по параметрам нельзя? Крайне вероятно, что среди всего разнообразия low noise и ultralow noise все-таки найдется экземпляр, работающий в желаемой полосе от dc до 20kHz.

Что касается AD604, смотри Data Sheet Rev F, Page 22 of 32, Figure 52. TGC Circuit for Medical Ultrasound Application

[firstvald]

Мне кажется, надо существенно увеличивать резистор в цепи эмиттера. И коэффициент усиления этого каскада делать порядка десятки. Резистор увеличивать , по крайней мере, до 0.026/260мка=100 Ом, а то он сейчас роли не играет и усиление не определяет.

[Alexashka]

ещё 0.8 вольта там не будет при 260 мкА, 3 - 260мкА*Rk = 0.4 В, при этом на базе должно быть больше чем 0.6, т.е напряжение базы больше коллектора, транзистор на грани или в начале насыщения

Виноват, ток указал из моделирования, а напряжение- реально измеренное. Т.е в реальной плате ток коллектора =220мкА, но полного совпадения с расчетной величиной тут бы и не получилось учитывая всего 10 Ом в цепи эмиттера
Если поставить в эмиттер 1кОм для стабилизации раб.точки, нужно его блокировать емкостью тоже порядка 2200мкФ.
Не хочу электролит ставить, хотя возможно придется.
Полоса пропускания всего усилителя 2...350Гц, усиление порядка 5тыс. Но в первом каскаде нужно получить Ку от 50 до 100, тогда требования по шумам к остальной части будут уже не критичны.

А как насчет AD604 - 0.80 nV/√Hz, 3.0 pA/√Hz? Вообще тема low noise в операционниках разработана достаточно мощно. Если не нравится AD, можно посмотреть на Burr-Brown (теперь Texas Instr.)

Не пойдет, я рассчитываю сделать потребление порядка 200-300мкА, 1000мкА максимум!
А так то да, хорошие по шумам операционники есть, но все жрут.

[yrbis]

В схеме без термостабилизации ток расти будет

[Alexashka]

Для построения мшу нужны характеристики Fш от Iэ и качественные пассивные компоненты. Да, использовать в мшу в/омные резисторы в принципе не годится. Лучше пойти на дополнительные затраты на двуполярный источник питания, если требуется обеспечить экономичность каскада.

Если двигаться дальше в сторону экзотики, можно попробовать реализовать входной каскад на нескольких параллельных транзисторах и помнить о необходимости согласования по шумам с источником сигнала. Ключевое слово - трансформатор.

Да вроде подобрал неплохой транзистор, по шумам можно будет думаю еще улучшить, когда все спаяю на одной плате и помещю в экран, сейчас наводок еще много лезет. Но даже то, что удалось получить меня вполне устраивает, нужно теперь придумать как снизить КНИ и обеспечить полосу пропускания от 2Гц.
По моделированию КНИ с транзистором с ООС только по постоянному току дает от 0,05 до 0,2%, что вобщемто уже многовато. С ОУ в обратной связи снижается на 1-2 порядка. Вопрос собственно по схемотехнике связки BJT+OPAMP, может кто подскажет конкретную литературу? (построение ОС, оптимизация шумов, выбор компонентов и т.д)

[ledum]

Гляньте в Радиоежегоднике за 1986год статью Н.Сухова. С нынешними ОпАми можно попробовать сотворить что-то однополярное.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Alexashka]

Гляньте в Радиоежегоднике за 1986год статью Н.Сухова. С нынешними ОпАми можно попробовать сотворить что-то однополярное.

Транзистор похоже в микротоковом режиме?...да связь по эмиттеру чутка попроще получается Но тут похоже от 20Гц и выше, а от 2Гц будут те же 2200мк в цепи ОС.
Зер гут! хорошая статейка, кратенько и по существу

[HardJoker]

Не пойдет, я рассчитываю сделать потребление порядка 200-300мкА, 1000мкА максимум!
А так то да, хорошие по шумам операционники есть, но все жрут.

Тут может быть неучтенная засада. Суть в том, что работа транзисторов в микрорежиме имеет существенные особенности и отличается от обычного случая с рабочими токами на уровне единиц мА и выше. Основные h-параметры, Fш и т.п. будут иметь другие значения, отличные от указанных в качестве справочных. Подробно можно посмотреть в книжке Игумнов, Д.В.; Николаевский, И.Ф.: "Транзисторы в микрорежиме".

[alexkok]

Да вроде подобрал неплохой транзистор, по шумам можно будет думаю еще улучшить, когда все спаяю на одной плате и помещю в экран, сейчас наводок еще много лезет. Но даже то, что удалось получить меня вполне устраивает, нужно теперь придумать как снизить КНИ и обеспечить полосу пропускания от 2Гц.

Имхо есть смысл попробовать FXJ598

По моделированию КНИ с транзистором с ООС только по постоянному току дает от 0,05 до 0,2%, что вобщемто уже многовато. С ОУ в обратной связи снижается на 1-2 порядка. Вопрос собственно по схемотехнике связки BJT+OPAMP, может кто подскажет конкретную литературу? (построение ОС, оптимизация шумов, выбор компонентов и т.д)

Кни при каком уровне входного сигнала?

[Alexashka]

Имхо есть смысл попробовать FXJ598

Кни при каком уровне входного сигнала?

Источник сигнала- геофон, низкоимпедансная катушка (около 350Ом), поэтому я както сразу сориентировался на биполярник, полевики отбросил, Вы думаете стоит попробовать на полевичке?
Самый максимум 1мВ, вообще возможно что он пойдет как дополнительный предусилитель -будет включаться когда уровень сигнала будет опускаться до значений порядка микровольта. Но если милливольт позволит пропускать, тогда вообще отлично.

[Alexashka]

Тут может быть неучтенная засада. Суть в том, что работа транзисторов в микрорежиме имеет существенные особенности и отличается от обычного случая с рабочими токами на уровне единиц мА и выше. Основные h-параметры, Fш и т.п. будут иметь другие значения, отличные от указанных в качестве справочных. Подробно можно посмотреть в книжке Игумнов, Д.В.; Николаевский, И.Ф.: "Транзисторы в микрорежиме".

Да нет, на этот транзистор приводятся графики NF для тока коллектора от 10мкА и выше. Для моего случая (импеданс источника 350 Ом) требуемые значения (NF=1...2дб) можно получить при токах коллектора порядка 100мкА. Да вроде особенностей там никаких нет- токовый шум снижается, а сопротивление эмиттера (и резистивный шум) увеличивается. Первое хорошо, второе- не хорошо, но все решается оптимизацией тока коллектора. Единственный проблем, то что у меня Uкэ будет порядка 0.4-1В, но тут видится только некоторое снижение усиления каскада..

[Tanya]

Назрела необходимость сделать МШУ с малым потреблением. Перебрав все известные ОУ и не удовлетворившись результатом решил попробовать на входе малошумящий биполярный транзистор.

А на специальные пары транзисторов для этих целей не смотрели?

[alexkok]

Источник сигнала- геофон, низкоимпедансная катушка (около 350Ом), поэтому я както сразу сориентировался на биполярник, полевики отбросил, Вы думаете стоит попробовать на полевичке?

Если использовать без согласующего трансформатора, то у биполярного шумы должны быть меньше.
Но если пытаться выжать предельную чувствительность и ставить трансформатор, то имхо полевик даст лучшую чувствительность.

Самый максимум 1мВ, вообще возможно что он пойдет как дополнительный предусилитель -будет включаться когда уровень сигнала будет опускаться до значений порядка микровольта. Но если милливольт позволит пропускать, тогда вообще отлично.

У биполярных без ООС Кни по второй гармонике численно примерно равен входному напряжению в милливольтах.
А у этого полевика прикидочно будет порядка 0.01% по второй гармонике при 1мВ.

[Alexashka]

А на специальные пары транзисторов для этих целей не смотрели?

Типа MAT12 ? Смотрел, по шумам отличные транзисторы, но живьем нет попробовать. Диф каскад конечно удобнее- подавление помех по питанию будет порядка сотни, и ОС можно сделать без супербольших конденсаторов. С другой стороны, шумы в 1,4 раза больше чем у одиночного транзистора, да и корпус у них жуткий, почему они не делают в SOT23? Ретро-мода?

Если использовать без согласующего трансформатора, то у биполярного шумы должны быть меньше.
Но если пытаться выжать предельную чувствительность и ставить трансформатор, то имхо полевик даст лучшую чувствительность.

Трансформатор-монстр получится, чтобы от 2Гц работал

У биполярных без ООС Кни по второй гармонике численно примерно равен входному напряжению в милливольтах.

Это чеж КНИ единица выходит?!

[rloc]

может кто подскажет конкретную литературу? (построение ОС, оптимизация шумов, выбор компонентов и т.д)

Наткнулся на интересную pdf, может пригодится? (взято отсюда http://www.janascard.cz/PDF/Ultra%20low%20...amplifiers.pdf)
 Ultra_low_noise_amplifiers.pdf ( 206.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1225

[alexkok]

Трансформатор-монстр получится, чтобы от 2Гц работал

Вам же милливольты нужны вроде...

Это чеж КНИ единица выходит?!

1мВ = 1%

Сообщение отредактировал alexkok - Oct 22 2010, 17:00

[Alexashka]

Вам же милливольты нужны вроде...

1мВ = 1%

Я так понимаю надо получить определенное индуктивное сопротивление первичной обмотки, скажем равное сопротивлению источника 350Ом на частоте 2Гц. Получается 28Гн. Вторичка будет раз в 5-10 больше. Большая обмотка получится

1%, ясно...это много.

Наткнулся на интересную pdf, может пригодится?
 Ultra_low_noise_amplifiers.pdf ( 206.25 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1225

Прикольно! очень в тему статья, спасибо!

[alexkok]

Я так понимаю надо получить определенное индуктивное сопротивление первичной обмотки, скажем равное сопротивлению источника 350Ом на частоте 2Гц. Получается 28Гн. Вторичка будет раз в 5-10 больше. Большая обмотка получится

Скорее всего уровень шумов в Вашей системе определяется внешними акустическими шумами, а не шумами усилителя и то, что Вы здесь задали этот вопрос говорит лишь о том, имхо, что человек отвечающий за систему, в Вашей конторе "мышей не ловит", или его вообще нет.
А трансформатор приемлемых габаритов для таких частот, если оно действительно надо, делается на суперпермаллое, что-то типа этого
http://www.ec21.com/product-details/Custom...e--3541942.html
Но, имхо, Вам это не нужно и, скорее всего, можно обойтись операционником с малым потреблением.

1%, ясно...это много.

ledum Вам подсказал как эта проблема решается.

Сообщение отредактировал alexkok - Oct 24 2010, 08:11

[Alexashka]

Скорее всего уровень шумов в Вашей системе определяется внешними акустическими шумами, а не шумами усилителя и то, что Вы здесь задали этот вопрос говорит лишь о том, имхо, что человек отвечающий за систему, в Вашей конторе "мышей не ловит", или его вообще нет.
А трансформатор приемлемых габаритов для таких частот, если оно действительно надо, делается на суперпермаллое, что-то типа этого
http://www.ec21.com/product-details/Custom...e--3541942.html
Но, имхо, Вам это не нужно и, скорее всего, можно обойтись операционником с малым потреблением.

ledum Вам подсказал как эта проблема решается.

Да нет, не совсем так. Геофон работает отлично, по крайней мере звуки он не ловит (если Вы имели ввиду это) и чувствительность у него неплохая. Проблема зимой- почва твердеет и сейсмические колебания практически не передаются (по крайней мере от человека). Сигнал (если он и есть) теряется в собственных шумах усилителя.
Схемка из ежегодника неплохая, но только для КТ3107 (помню их как раз юзали в микротоковом режиме, где они лучше всего работают), для моего sc2240 сгодится чтото из статейки которую любезно предоставил rloc, в понедельник смоделирую и попробую спаять
Кстати а какой уровень насыщения у этих трансов? Как они будут себя вести при наличии достаточно сильного внешнего поля (скажем в 10 раз сильнее поля земли)?

[alexkok]

Кстати а какой уровень насыщения у этих трансов? Как они будут себя вести при наличии достаточно сильного внешнего поля (скажем в 10 раз сильнее поля земли)?

0.7Тл, вероятно придется экранировать.

[Tanya]

0.7Тл, вероятно придется экранировать.

0.7 Т.Это трудно экранировать. 7 килоэрстед. (или килогаусс. Кому как удобнее.) Улетит экран... вместе с трансформатором.

[sergk]

Посмотрите www.cirrus.com/en/pubs/proDatasheet/CS3001-02_F9.pdf , может устроит игрушка.

[Alexashka]

0.7 Т.Это трудно экранировать. 7 килоэрстед. (или килогаусс. Кому как удобнее.) Улетит экран... вместе с трансформатором.

Не особо силен в магнитных расчетах, но если в формулу для магнитной индукции B=мю*мю0*H подставить типовые величины мю=100000, Н=40А/м (среднее поле земли), получим B = 4*Пи*10e-7*10e5*40 = 5 Тл. Это внутри пермаллоя. Так что он видимо уже насытится.

Посмотрите www.cirrus.com/en/pubs/proDatasheet/CS3001-02_F9.pdf , может устроит игрушка.

У Линеара есть намного лучше - LT6233, но потребление хотелось бы на порядок меньше.

[Tanya]

Не особо силен в магнитных расчетах, но если в формулу для магнитной индукции B=мю*мю0*H подставить типовые величины мю=100000, Н=40А/м (среднее поле земли), получим B = 4*Пи*10e-7*10e5*40 = 5 Тл. Это внутри пермаллоя. Так что он видимо уже насытится.

По Вашей логике магнитные экраны не должны работать. Это, однако, не так. И всегда (мало)сигнальные трансформаторы экранируют. Что и Вам придется, если будете их делать.
Если намотать обмотку на тонкий тороид, то такое поле будет везде внутри примерно одинаковое и, действительно, можно насытить сердечник... А в поле Земли... Будет экранирование внутренних частей наружными. Размагничивающий фактор...

[alexkok]

0.7 Т.Это трудно экранировать. 7 килоэрстед. (или килогаусс. Кому как удобнее.) Улетит экран... вместе с трансформатором.

Зазор не учёл.

Не особо силен в магнитных расчетах, но если в формулу для магнитной индукции B=мю*мю0*H подставить типовые величины мю=100000, Н=40А/м (среднее поле земли), получим B = 4*Пи*10e-7*10e5*40 = 5 Тл. Это внутри пермаллоя. Так что он видимо уже насытится.

Надо эффективную проницаемость брать, она практически равна единице, а не 100000.

[Tanya]

Надо эффективную проницаемость брать, она практически равна единице, а не 100000.

Экран нужен для экранировки от меняющихся полей, которые могут модулировать проницаемость... как в феррозондах.
В прецизионных приборах трансформатор с экраном на амортизаторах стоит(ял).

[Alexashka]

По Вашей логике магнитные экраны не должны работать. Это, однако, не так. И всегда (мало)сигнальные трансформаторы экранируют. Что и Вам придется, если будете их делать.
Если намотать обмотку на тонкий тороид, то такое поле будет везде внутри примерно одинаковое и, действительно, можно насытить сердечник... А в поле Земли... Будет экранирование внутренних частей наружными. Размагничивающий фактор...

Пермаллой разный есть, есть с высоким мю, есть с высоким уровнем насыщения. Почему экраны не работают? Работают Они вбирают в себя линии магнитного поля и внтури образуется область "разреженного" поля. А внутри ферромагнетика магнитные моменты вещества повернуты по полю и усиливают его. В свежеспеченном пермаллое до миллиона раз.
Поэтому и не хочу применять трансформаторы, и без них проблем хватает

Надо эффективную проницаемость брать, она практически равна единице, а не 100000.

А по Вашей логике выходит, что что с воздухом в качестве сердечника, что с пермаллоем- результат будет одинаковый (мю воздуха =1 и эффективное мю пермаллоя по Вашему =1). Катушка намотанная на пермаллоевом сердечнике чуствует изменения внешнего магнитного поля гораздо сильнее, проверено на практике

[alexkok]

Экран нужен для экранировки от меняющихся полей, которые могут модулировать проницаемость... как в феррозондах.
В прецизионных приборах трансформатор с экраном на амортизаторах стоит(ял).

Речь была о возможном насыщении, а не влиянии помех.
А прецизионность в данном случае не нужна.

А по Вашей логике выходит, что что с воздухом в качестве сердечника, что с пермаллоем- результат будет одинаковый (мю воздуха =1 и эффективное мю пермаллоя по Вашему =1). Катушка намотанная на пермаллоевом сердечнике чуствует изменения внешнего магнитного поля гораздо сильнее, проверено на практике

Ну может и несколько больше единицы, но не 100000.

[Tanya]

А по Вашей логике выходит, что что с воздухом в качестве сердечника, что с пермаллоем- результат будет одинаковый (мю воздуха =1 и эффективное мю пермаллоя по Вашему =1). Катушка намотанная на пермаллоевом сердечнике чуствует изменения внешнего магнитного поля гораздо сильнее, проверено на практике

А на торе?

[Alexashka]

А на торе?

Ну если линии внешнего поля направлены перпендикулярно плоскости тора, то можно считать что длина его стала равна толщине. Да, эффективная проницаемость думаю в разы упадет.

Вы вот что лучше подскажите
зачем в этой схеме ПОС на базу сделана? По постоянному току. И как рассчитать значения R1, R2, R8 -хочу их номиналы увеличить, т.к емкость тут опять получается 2200мк.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Tanya]

Ну если линии внешнего поля направлены перпендикулярно плоскости тора, то можно считать что длина его стала равна толщине. Да, эффективная проницаемость думаю в разы упадет.

Вы вот что лучше подскажите
зачем в этой схеме ПОС на базу сделана? По постоянному току. И как рассчитать значения R1, R2, R8 -хочу их номиналы увеличить, т.к емкость тут опять получается 2200мк.

Во всем с Вами несогласная. И положительную обратную связь не вижу.

[Alexashka]

Во всем с Вами несогласная. И положительную обратную связь не вижу.

Ну какжешь- с выхода ОУ через R8 и R2 на базу Т1 -ПОС по постоянке.

[rloc]

ПОС по постоянке.

У меня складывается впечатление, что в схему действительно закралась какая-то ошибка. Не должно быть ПОС и тем более описание не совсем стыкуется с самой схемой. Мне кажется схема была перерисована из того же источника, откуда она появилась в Радиоежегоднике за 1986, которую любезно предоставил ledum в 11-ом посте http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
[attachment=49185:radioezh...dnik1986.zip]

[Alexashka]

У меня складывается впечатление, что в схему действительно закралась какая-то ошибка. Не должно быть ПОС и тем более описание не совсем стыкуется с самой схемой. Мне кажется схема была перерисована из того же источника, откуда она появилась в Радиоежегоднике за 1986, которую любезно предоставил ledum в 11-ом посте http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
[attachment=49185:radioezh...dnik1986.zip]

Мдя, при любом удобном случае схема улетает в ограничение
Возможно этой ПОС автор пытался добиться уменьшения потребления по выходу ОУ (через 4,7к).
А я вернулся к своей первой схеме

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Alexashka, есть вопросы по вашей схеме:
1) Зачем подавать питание с усилителя?
2) Зачем диод D2?
3) Чем ограничивается общее усиление схемы?

[rudy_b]

Самые правильные с малыми шумами на низких частотах - это AD797 и AD8671_4. Но у хороших по шумам оперов всегда проблема - питание +/-15 в и большой ток потребления - 8 мА у AD797 и 3 мА у AD8671. Первый лучше идет с меньшими сопротивлениями источника сигнала, второй - с большими.

[Alexashka]

Alexashka, есть вопросы по вашей схеме:
1) Зачем подавать питание с усилителя?
2) Зачем диод D2?
3) Чем ограничивается общее усиление схемы?

1. Шумов меньше чем от LDO и можно моделировать (задавать) шумы резистором на входе ОУ- удобно для оценки влияния шумов по цепи питания.
2. Это я пытался сделать температурную компенсацию, еще не разобрался как лучше сделать, но скорей всего диоды надо ставить в нижнее плечо делителя.
3. В идеале должно быть К=(R497+R502)/R502*R501/R468. Но в реале меньше, т.к в ОУ введена местная ООС. Сделал так чтобы избежать возбуда, т.к. петлевое усиление схемы очень большой, но если удастся, то R498 выкину.

[rudy_b]

А какой шум у этой схемы? При закоротке входа через резистор соответствующий сопротивлению источника синала? И в какой полосе частот?

[Alexashka]

На замкнутом источнике мерять нельзя, т.к усиление зависит от сопротивления источника сигнала как при инвертирующем включении ОУ. На 50 Омном источнике получается приведенная ко входу спектральная плотность шумов 1,5нВ/sqrt(Гц) -эквивалентное шумовое сопротивление 136 Ом. А поскольку у меня источник 600-Омный, то для меня это более чем достаточно.

[rloc]

1. Шумов меньше чем от LDO и можно моделировать (задавать) шумы резистором на входе ОУ- удобно для оценки влияния шумов по цепи питания.

Вместо LDO можно использовать фильтр на транзисторе.

2. Это я пытался сделать температурную компенсацию, еще не разобрался как лучше сделать, но скорей всего диоды надо ставить в нижнее плечо делителя.

В каком плече ни стоял бы диод, термокомпенсации он не обеспечит.

3. В идеале должно быть К=(R497+R502)/R502*R501/R468. Но в реале меньше, т.к в ОУ введена местная ООС. Сделал так чтобы избежать возбуда, т.к. петлевое усиление схемы очень большой, но если удастся, то R498 выкину.

Еще раз хочется вернуться к 11-му посту http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
Эта схема более линейная, меньше вероятность самовозбуждения и легче термокомпенсировать путем добавления диода в базовую цепь смещения транзистора. Переработать ее для работы при однополярном питании, по моим прикидкам, не составляет труда.

У National есть аппноут AN-222.pdf, по измерениям схема на двух транзисторах обладает КНИ < 0.016% при выходном сигнале до 300mV

[Alexashka]

Вместо LDO можно использовать фильтр на транзисторе.

Ваш вариант интересен, но чем Вам не нравится мой вариант с ОУ? Тем более если нужно сделать 3В из 5, то с фильтром уже надо чтото городить, а с ОУ пробем нет-просто подбираешь коэффициент делителя. К томуже, фильтр как последовательный регулирующий элемент не обеспечит отбор вытекающего тока, а в схеме с емкостями и микропотребляющими ОУ это может быть запросто.

В каком плече ни стоял бы диод, термокомпенсации он не обеспечит.

Абсолютно согласен!
Сейчас он стоит у меня в делителе ОС, вроде нормально работает -уход нуля всего 9мВ во всем диапазоне температур.

Еще раз хочется вернуться к 11-му посту http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
Эта схема более линейная, меньше вероятность самовозбуждения и легче термокомпенсировать путем добавления диода в базовую цепь смещения транзистора. Переработать ее для работы при однополярном питании, по моим прикидкам, не составляет труда.

Линейность определяется насколько я понимаю только коэфф. обратной связи и чем он больше, тем больше вероятность возбуда кстати.
Я уже говорил что в этой схеме транз работает в микротоковом режиме (20мкА если верить цифрам с напряжениями), а для каждого источника сигнала существует свой оптимальный по шумам ток коллектора. Для моего случая этот ток находится в пределах 0,6...1,5мА.

У National есть аппноут AN-222.pdf, по измерениям схема на двух транзисторах обладает КНИ < 0.016% при выходном сигнале до 300mV

это хорошая схема, но с ОУ проще- легче все настраивается, хочу еще поиграться с режимами работы транзистора, попробовать различные транзисторы. Все работает отлично, но мне пока не удалось получить теже шумы что и у автора той статьи, так что буду продолжать экспериментировать

[rloc]

Линейность определяется насколько я понимаю только коэфф. обратной связи и чем он больше, тем больше вероятность возбуда кстати.

Линейность определяется не только коэффициентом обратной связи. Резистор в эмиттере хорошо линеаризует входную цепь за счет локальной ООС и несколько ограничивает усиление.
Мне думается усилитель AD8541 взяли слишком шумный, если у него только на 1kHz 40nV/sqrtHz, то на 100 и 10 вообще страшно предположить, усиления входного каскада не хватит для снижения коэффициента шума.

хочу еще поиграться с режимами работы транзистора, попробовать различные транзисторы. Все работает отлично, но мне пока не удалось получить теже шумы что и у автора той статьи, так что буду продолжать экспериментировать

Маломощные биполярные транзисторы как правило, за исключением специальных малошумящих сборок типа SSM2212 THAT300 или сверхвысокочастотных, обладают большим сопротивлением базы и соответственно сильно шумят, даже такие как BC549C:
http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html

[enom]

Назрела необходимость сделать МШУ с малым потреблением. Перебрав все известные ОУ и не удовлетворившись результатом решил попробовать на входе малошумящий биполярный транзистор.
Сейчас в железе собран каскад на одном транзисторе по схеме 1.

Делаете дифференциальный усилитель, искажения уменьшаются на ~30дб, термостабильность лучше на ~ 60дб(если на одном кристалле), шумы увеличиваются на 3 дб.
Если добавить ОУ, искажения можно уменьшить до практически любой требуемой величины(я получал <0.0001% в звуковом диапазоне частот)

Причина редактирования: Избыточное цитирование!

[Alexashka]

Линейность определяется не только коэффициентом обратной связи. Резистор в эмиттере хорошо линеаризует входную цепь за счет локальной ООС и несколько ограничивает усиление.
Мне думается усилитель AD8541 взяли слишком шумный, если у него только на 1kHz 40nV/sqrtHz, то на 100 и 10 вообще страшно предположить, усиления входного каскада не хватит для снижения коэффициента шума.

Есть менее шумные, правда и с бОльшим потреблением. Скорей всего Вы правы, для отработки схемы лучше взять чтото менее шумное.

Маломощные биполярные транзисторы как правило, за исключением специальных малошумящих сборок типа SSM2212 THAT300 или сверхвысокочастотных, обладают большим сопротивлением базы и соответственно сильно шумят, даже такие как BC549C:
http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html

Приложил даташит на используемый транзистор. Нойс фигура при токе 600мкА и сопротивлении источника сигнала 100 Ом дает 3дБ на 10Гц. Это в пересчете на собственные шумы транзистора дает 1,3нВ/sqrt(Гц) (на 1кГц эта цифра вообще 0,8нВ/sqrt(Гц)), что соответствует самым лучшим из малошумящих транзисторов что мне попадались. Так что не знаю на счет базового сопротивления, возможно оно тут минимизируется в процессе изготовления кристалла.
Кстати спасибо за ссылку, давно ее искал!
У автора проблема постоянки решена введением генератора тока в цепь эмиттера первого каскада, но по переменке все равно нужно ставить чтото порядка 2200мкФ в эмиттер...т.е по факту вернулись к изначальному вопросу

Прикрепленные файлы

 2SC2240.pdf ( 225.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 57

 

[enom]

..все равно нужно ставить чтото порядка 2200мкФ в эмиттер...т.е по факту вернулись к изначальному вопросу

С дифкаскадом никакого 2200мк не надо, вообще, можно без электролитов обойтись .
Неужели, лишние 3дб шума так так критичны?

[Alexashka]

С дифкаскадом никакого 2200мк не надо, вообще, можно без электролитов обойтись .
Неужели, лишние 3дб шума так так критичны?

Конечно, я же экстремал.
Шутю Если серьезно, то можно и диф каскад сделать, но сначала хочу понять почему у меня не выходит уровень шумов как в даташите, вот а еще из минусов диф каскада- кроме лишнего шума еще потребление возрастет в 2 раза.

Update от 02.11.10
Ну вот теперь схема запитана от штатного источника 5В (схема 1). Шумы не изменились по сравнению с батарейкой. Это обнадеживает Значит можно обойтись без диф каскада.
Результаты такие:
При Rgen=50 Ом (выход делителя 80дБ) имеем
общее усиление К=1380мВ/0,0046мВ = 300000;
Uшума=85мВ п-п или 12,9мВ эфф.по В3-57
(на треть больше чем расчетное)
Т.е Uш приведен. ко входу = 40нВ в полосе 360Гц
или 2,1нВ/sqrt(Гц).

Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных? и почему меньше чем в схеме 2 (в ней было получено 53нВ приведенных ко входу шумов)?
Полосы пропускания в обоих случаях одинаковые (2..360Гц).
>>> Упс, наврал, у первой схемы нижняя граница полосы частот примерно от 6 Гц, у второй -от 9Гц. Ладно вопрос со второй схемой снимаю, возможно я некорректно измерил там Ку

Эскизы прикрепленных изображений

 

[enom]

Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных? и почему меньше чем в схеме 2

Элементарно: 220мк > 22, посчитайте сопротивление конденсатора на 2 герцах.

Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных?

Например, из-за монтажа:земля плохо разведена, а скорее всего из-за тех же кондёров, электролиты шумят,
(да и искажения от них бывают)я когда делал себе усилитель, вообще обошёлся без них, только по питанию стояли, полоса, кстати, была от 2Гц.

[Alexashka]

Элементарно: 220мк > 22, посчитайте сопротивление конденсатора на 2 герцах.

Например, из-за монтажа:земля плохо разведена, а скорее всего из-за тех же кондёров, электролиты шумят,
(да и искажения от них бывают)я когда делал себе усилитель, вообще обошёлся без них, только по питанию стояли, полоса, кстати, была от 2Гц.

Вы хотите сказать изза токового шума транзистора?

Кстати у меня везде тантал стоит и керамика, электролиты не применяю.

[rloc]

Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных?

Не забыли вычесть тепловые шумы источника сигнала? Для 50 Ом как раз получается около 0.9nV/sqrtHz
Неужели перешли на более низкоомные датчики?

Вот какой интересный момент хочу отметить: у Toshiba есть более малошумящий транзистор 2SC3324, так графики для NF ничем не отличаются от графиков на 2SC2240. Как говорится найдите 10 отличий По большому счету они этот график печатают во всех даташитах, так что надо более критично подходить к этим данным.
 2SC3324_en_datasheet_071101.pdf ( 271.43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 182


Не пробовали параллельно 2 транзистора включать?

В целом молодцом, хорошие результаты получаются, очень не хватает научно-исследовательской работы в нашей профессии.

[enom]

Вы хотите сказать изза токового шума транзистора?

Из-за него, но не только: к сопротивлению источника, подключается сопротивление кондёра, и у обоих тепловые(как минимум) шумы.
Источник сигнала я бы включил вместо R511, если возможно, а на диод - отдельное смещение,
обратную связь лучше заводить в эмиттер.

Тантал тоже электролит, хотя лучше.

Не пробовали параллельно 2 транзистора включать?

На низкоомном источнике можно 1дб выцарапать.

Сообщение отредактировал enom - Nov 3 2010, 09:47

[rloc]

Вы хотите сказать изза токового шума транзистора?

Из-за него, но не только: к сопротивлению источника, подключается сопротивление кондёра, и у обоих тепловые(как минимум) шумы.

ESR электролита можно пренебречь. А токовые шумы транзистора (дробовые переходов BE + CE) уже учтены на графике NF в даташите, для выбранной рабочей точки транзистора (тока коллектора) и сопротивления источника.

[enom]

А токовые шумы транзистора (дробовые переходов BE + CE) уже учтены на графике NF в даташите, для выбранной рабочей точки транзистора (тока коллектора) и сопротивления источника.

Так вот сопротивление источника, это сопротивление собственно источника+сопротивление конденсатора,
на низких частотах значимо, тем более в области шумов 1/f.
Впрочем, автор, надеюсь, поменяет кондёры, и скажет, что получилось.

[rloc]

Так вот сопротивление источника, это сопротивление собственно источника+сопротивление конденсатора,
на низких частотах значимо, тем более в области шумов 1/f.

Не встречал электролитических конденсаторов с ESR > 2 Ом из низковольтных с большой емкостью, а фликкер-шум для резисторов всегда был пренебрежимо мал.

[enom]

фликкер-шум для резисторов всегда был пренебрежимо мал.

Для резистора мал, но с уменьшением частоты растёт спектральная плотность токового шума транзистора, который ещё и умножается на увеличивающееся сопротивление источника (за счёт конденсатора).
ESR тут не причём, играет роль комплексное сопротивление конденсатора.

Сообщение отредактировал enom - Nov 3 2010, 17:58

[rloc]

Для резистора мал, но с уменьшением частоты растёт спектральная плотность токового шума транзистора, который ещё и умножается на увеличивающееся сопротивление источника (за счёт конденсатора).

В 49 посте автор топика приводил даташит на входной транзистор, в нем есть два графика NF для двух случаев F=10Hz (учтен фликкер-шум) и F=1KHz. В обоих случаях при росте сопротивления источника сигнала хоть с 50 Ом, хоть с 600 Ом коэффициент шума при рабочей точке коллектора в 600uV падает.

[enom]

В 49 посте автор топика приводил даташит на входной транзистор, в нем есть два графика NF для двух случаев F=10Hz (учтен фликкер-шум) и F=1KHz. В обоих случаях при росте сопротивления источника сигнала хоть с 50 Ом, хоть с 600 Ом коэффициент шума при рабочей точке коллектора в 600uV падает.

Но автор спрашивал не про коэффициент, а про сам шум.
Коэффициент, может, и падает, а шум с ростом сопротивления растёт - законы физики.

[rloc]

Но автор спрашивал не про коэффициент, а про сам шум.

Если обратиться к определению коэффициента шума - это есть отношение сигнал/шум на входе к сигнал/шум на выходе. Таким образом уменьшение коэффициента шума при неизменном уровне сигнала и постоянстве коэффициента передачи означает уменьшение уровня шума, как на входе так и на выходе!

Коэффициент, может, и падает, а шум с ростом сопротивления растёт - законы физики.

Если сопротивление реактивное - никакой шум не растет и никакого противоречия с законами физики нет! Да и вообще, если внимательно почитаете, автор измеряет не общий шум, а шумы только усилителя (без источника), приведенные ко входу, которые в данном случае по замыслу целиком определяются входным транзистором.

[enom]

Замечательный пример, как вроде правильная логическая конструкция приводит к абсурду: поставьте на вход 1пф и померьте шум.

Другой пример: увеличивая сопротивление источника, шум на выходе увеличивается, несмотря на уменьшение коэффициента шума(в некоторой области, как следует из графика), вследствие того, что тепловые шумы активного сопротивления растут быстрее, чем уменьшается коэффициент шума.

Сообщение отредактировал enom - Nov 4 2010, 14:35

[Stanislav]

стабильность будет проблемой. Сразу походу вопрос- можно ли получить тут КНИ меньше 0,1% если применить только локальную ОС (в эмиттере).

Конечно, можно.
Для этого следует подать общую ООС в первый каскад усиления с одного из последующих. Ессно, позаботившись об устойчивости усилка.
В Вашей первой схеме её удобнее всего подать в эмиттер.

 

Усиление транзистора нужно сохранить максимальным, чтобы не нахватать шумов по цепям питания и в последующих каскадах.

Подход правильный. Но общая ООС не уменьшит усиление первого каскада - оно останется таким, какое есть.
Необходимым условием сохранения малого уровня шумов является малость фазового сдвига по петле ООС в рабочей полосе частот. Об этом часто принято "забывать".

ЗЫ. Кстати, шумовые параметры Вашего усилка отнюдь не героические... Вы бы требования к нему обнародовали, чтоб можно было определиться. 

ЗЗЫ. И ещё. Оценивать уровень шума транзисторных каскадов по Spice-моделям транзисторов настоятельно не советую. Здесь надо ручками считать...

 

...Вообще тема low noise в операционниках разработана достаточно мощно.

Давайте признаем очевидное: она хорошо разработана только для мозгов потребителя.
Настоящие малошумящие ОУ можно пересчитать по пальцам. Многие уже не производятся. И, всё равно, до дискретных решений им далеко.

Источник сигнала- геофон, низкоимпедансная катушка (около 350Ом), поэтому я както сразу сориентировался на биполярник, полевики отбросил, Вы думаете стоит попробовать на полевичке?

Полный импеданс датчика в рабочей полосе надо приводить. Иначе расчёт будет некорректным, и уровень шума реального устройства может оказаться сюрпризом.

Поскольку какие-то характеристики Вы привели, сразу парочка вопросов:
- каков максимально допустимый ток потребления усилителя?
- каков максимально допустимый к-т шума усилителя при работе с данным источником в заданной полосе частот?
- каков полный импеданс датчика?
Собственно, этими вопросами следовало бы озаботиться ещё до начала проектирования.

ЗЗЗЫ. Думаю, одним из основных шумовых факторов будет фликкер, по причине 2 Гц нижней границы полосы пропускания. 

Сообщение отредактировал Stanislav - Nov 4 2010, 21:10

[Alexashka]

Конечно, можно.
Для этого следует подать общую ООС в первый каскад усиления с одного из последующих. Ессно, позаботившись об устойчивости усилка.
В Вашей первой схеме её удобнее всего подать в эмиттер.

Пока не придумал как это сделать без увеличения потребляемого тока и больших емкостей, вариант без ООС я даже не рассматриваю.

 Подход правильный. Но общая ООС не уменьшит усиление первого каскада - оно останется таким, какое есть.
Необходимым условием сохранения малого уровня шумов является малость фазового сдвига по петле ООС в рабочей полосе частот. Об этом часто принято "забывать".

А вот это как раз не просто сделать, чтобы задавить петлевое усиление ниже 1 до того как фаза повернет на 180*, нужна по крайней мере одна частотная коррекция, которая задавит остальные, т.е сдвиг как минимум в 90* неизбежен. Либо надо снижать петлевое усиление и мириться с увеличением КНИ.

ЗЫ. Кстати, шумовые параметры Вашего усилка отнюдь не героические... Вы бы требования к нему обнародовали, чтоб можно было определиться.

ЗЗЫ. И ещё. Оценивать уровень шума транзисторных каскадов по Spice-моделям транзисторов настоятельно не советую. Здесь надо ручками считать...

Параметры такие: полоса пропускания по -3дб: 2...350Гц, усиление 1500, потребление не более 1мА (желательно получить порядка 100-200мкА), напряжение питания 3В (имеется 5В источник, но он грязный, в крайнем случае можно сделать 4...4,5В чистого питания). Импеданс датчика 350 Ом (индуктивным сопротивлением можно пренебречь на рабочих частотах). Коэф.шума усилителя не более 3дб. Макс.входной сигнал 1мВ. КНИ не более 0,1%. ВРоде все огласил?

Поскольку какие-то характеристики Вы привели, сразу парочка вопросов:
- каков максимально допустимый ток потребления усилителя?
- каков максимально допустимый к-т шума усилителя при работе с данным источником в заданной полосе частот?
- каков импеданс датчика?
Собственно, этими вопросами следовало бы озаботиться ещё до начала проектирования.

Вопрос не стоял таким ребром сначала было желание проверить возможность получения характеристик лучших, чем у ОУ, и уже получив конкретные результаты, попытаться их улучшить.
Можно сказать что это научно исследовательская работа

[Stanislav]

Пока не придумал как это сделать без увеличения потребляемого тока и больших емкостей, вариант без ООС я даже не рассматриваю.

По идее, можно обойтись без больших емкостей. Честно говоря, не совсем понял, для чего оне вообще нужны...

А вот это как раз не просто сделать, чтобы задавить петлевое усиление ниже 1 до того как фаза повернет на 180*, нужна по крайней мере одна частотная коррекция, которая задавит остальные, т.е сдвиг как минимум в 90* неизбежен.

Нельзя даже 90*. Шумы увеличатся кардинально.

Либо надо снижать петлевое усиление и мириться с увеличением КНИ.

Есть выход.
Называется многоканальная ООС. В данном случае, достаточно и 2-х петель.
Одна петля - быстрая. А другая- точная. В нулевом приближении, примерно так.
Идея требует проработки, но чую, что решение где-то здесь.

...Параметры такие: полоса пропускания по -3дб: 2...350Гц, усиление 1500, потребление не более 1мА (желательно получить порядка 100-200мкА), напряжение питания 3В (имеется 5В источник, но он грязный, в крайнем случае можно сделать 4...4,5В чистого питания). Импеданс датчика 350 Ом (индуктивным сопротивлением можно пренебречь на рабочих частотах).

Понятно.
Из этого следует, что полевики нужно отбросить - они бОльших токов требуют.
Индуктивность (и даже ёмкость) всё-таки хотелось бы знать.

Коэф.шума усилителя не более 3дб. Макс.входной сигнал 1мВ. КНИ не более 0,1%. ВРоде все огласил?

Почти. Теперь думать надо...
Скажите, а как отнесётся датчик к тому, чтоб его нагрузить на КЗ?
Коррекцию АЧХ соорудить не проблема. Только не во входном каскаде.

...Можно сказать что это научно исследовательская работа 

Ну... насчёт науки не уверен, но исследовательская - несомненно. 

Сообщение отредактировал Stanislav - Nov 4 2010, 21:53

[Alexashka]

Из-за него, но не только: к сопротивлению источника, подключается сопротивление кондёра, и у обоих тепловые(как минимум) шумы.
Источник сигнала я бы включил вместо R511, если возможно, а на диод - отдельное смещение,
обратную связь лучше заводить в эмиттер.

Да, по хорошему, его бы вообще выкинуть со входа. Хотя в схеме автора, которую я брал за основу стоит 10мк на входе (22мк во втором "улучшенном" варианте) и однакоже он получил 1,7нВ/sqrt(Гц). Ладно будем считать что это изза более малошумящего транзистора (хотя мне всетаки не верится что мой "low noise" 2sc2240 хуже, чем этот "general purpose" BC337).
Со своим первым вопросом вроде тоже стало ясно- фликкер шум у этого транзистора не прописан в модели, соответственно моделирование дает заниженный результат.
Update: Еще я думаю увеличение сопротивления (комплексного) источника сигнала не должно сильно проявляться изза токовых шумов, поскольку при этом падает усиление каскада на низких частотах.

По идее, можно обойтись без больших емкостей. Честно говоря, не совсем понял, для чего оне вообще нужны...

Нельзя даже 90*. Шумы увеличатся кардинально.

Есть выход.
Называется многоканальная ООС. В данном случае, достаточно и 2-х петель.
Одна петля - быстрая. А другая- точная. В нулевом приближении, примерно так.
Идея требует проработки, но чую, что решение где-то здесь.

Понял, но не совсем. У Вас есть схемка для наглядности?

Индуктивность (и даже ёмкость) всё-таки хотелось бы знать.
...
Скажите, а как отнесётся датчик к тому, чтоб его нагрузить на КЗ?
Коррекцию АЧХ соорудить не проблема. Только не во входном каскаде.

К сожалению в паспорте она не указывалась, а померить живьем смогу только на той неделе.
...
Вот это тоже пока вопрос, известно то что собственное сопротивление датчика 600 Ом и его необходимо нагрузить по крайней мере на 1кОм, чтобы задавить резонансный пик. При этом АЧХ датчика абсолютно плоская. Если уменьшить нагрузочное сопротивление, то резонанс вообще исчезнет и видимо будет небольшой спад чуствительности на низких
частотах (датчик работает также как дифузор НЧ динамической головки - выше резонансной частоты)

Ну... насчёт науки не уверен, но исследовательская - несомненно.

Стараюсь применять научный подход- моделирование

[карабас]

А не смотрели в сторону предусилителей - корректоров для головок MC-LP, требуемые параметры очень похожи (полоса от единиц герц, импеданс источника десятки-сотни ом, микровольтовый сигнал).

Сообщение отредактировал карабас - Nov 5 2010, 12:18

[Alexashka]

А не смотрели в сторону предусилителей - корректоров для головок MC-LP, требуемые параметры очень похожи (полоса от единиц герц, импеданс источника десятки-сотни ом, микровольтовый сигнал).

где бы их посмотреть?

[enom]

Когда-то(в раннем детстве) делал подобный усилитель, представляю адаптированный вариант,
Кни < 0.02% при 0.5mV на входе(питание5V), Кu~1500, шум был сравним с шумом резистора.
Напряжение на выходе выставляется подстроечником, у меня сопротивление было ~1k.


Сообщение отредактировал enom - Nov 5 2010, 13:41

Эскизы прикрепленных изображений

 

[galya]

....может подобрать что-то из готового...типа 538УН3....или у буржуев типа LMV771.....http://www.national.com/analog/amplifiers/precision_op_amps....здесь раскладка их продукции по шумам и прочему....
....если прикинуть .... напряжения шума создаваемого сопротивлением источника сигнала при нормальной температуре и в полосе 350гц то получим порядка 45нВ....

Сообщение отредактировал galya - Nov 5 2010, 14:33

[Alexashka]

....может подобрать что-то из готового...типа 538УН3....или у буржуев типа LMV771.....http://www.national.com/analog/amplifiers/precision_op_amps....здесь раскладка их продукции по шумам и прочему....
....если прикинуть .... напряжения шума создаваемого сопротивлением источника сигнала при нормальной температуре и в полосе 350гц то получим порядка 45нВ....

Ток потребления 5мА. Не пойдет, максимум 1мА.
У буржуинов смотрел, есть хороший один, но абсолютно недоставабельный.

Когда-то(в раннем детстве) делал подобный усилитель, представляю адаптированный вариант,

А для чего там R5- вроде как он дает ПОС?

[enom]

А для чего там R5- вроде как он дает ПОС?

Сорри, не то взял, праздники.... Исправил. Параметры были в самом деле такие, только у меня питание было -5V, транзисторы с обратной полярностью - pnp транзисторы немного меньше шумят.
Ток потребления можно ещё уменьшать, но шум расти будет.

Сообщение отредактировал enom - Nov 5 2010, 17:47

[Alexashka]

Сорри, не то взял, праздники.... Исправил. Параметры были в самом деле такие, только у меня питание было -5V, транзисторы с обратной полярностью - pnp транзисторы немного меньше шумят.
Ток потребления можно ещё уменьшать, но шум расти будет.

Вопросы по Вашей схеме.
Вы имели ввиду Т7 был pnp?
И "шумы были как у резистора" -это как у R2+P1= 2кОм? я так понимаю Т1 не добавляет шумов во входную часть?
И еще вопрос, как у этой схемы с температурной стабильностью? (диапазоне -30+70)

[enom]

Да, Т7 был pnp, про шумы только помню, что дальше можно не улучшать, меня искажения волновали, шумы больше зависели от конретного экземпляра тр-ра, чем от типа.
Шумы источника и P1 складываются как корень из суммы квадратов.
Термостабильность зависит от сочетания конкретного т-ра и диода. Работало в помещении и проблем не вызывало - не фокусировался на этом.
Можно взять сдвоенные тр-ры и один использовать в качестве диода в Вашем случае.

Сообщение отредактировал enom - Nov 6 2010, 13:34

[карабас]

где бы их посмотреть?

Шкритек, кажется "Справочное пособие по звуковой схемотехнике", книжка на троечку с плюсом, но сабжевый вопрос расписан.

[Alexashka]

Продолжаем наши лабораторные работы по теме "усилители на биполярных транзисторах"
Сегодня мы включим наш транзистор по схеме ОЭ и попробуем определить коэффициент шума. Заглядываем в даташит чтобы определиться с рабочим режимом: Ic=100мкА, Rgen=90 Ом, должны получить коэф.шума NF=3дб (см.рисунок ниже)


Тааак, а чтоже мы получаем в нашей схеме с ОЭ (рисунок ниже, коэф.шума на нижнем графике, на нем несколько кривых соотвующие сопротивлениям в коллекторе от 1Ом до 10кОм - они идут с логарифмическим шагом)?


Ой! оказывается коэф.шума зависит от сопротивления в коллекторе!
Вопрос, может мы не правильно нарисовали схему измерения? Что должно быть в коллекторе?

PS. величина 1,22нВ, на которую делится inoise - собственно спектральное шумовое напряжение генератора сигнала (сопротивление 90 Ом). Видно что даже при нагрузке в коллекторе в 10кОм коэф.шума не дотягивает до 3дБ (он составляет 3,8).

[rloc]

Сегодня мы включим наш транзистор по схеме ОЭ и попробуем определить коэффициент шума.

Поясните пожалуйста, где и как измеряется inoise? Приведите Spice модель транзистора.

[Alexashka]

Поясните пожалуйста, где и как измеряется inoise? Приведите Spice модель транзистора.

inoise измеряется приведением выходного шума (точка out) к источнику сигнала (Vgen). По сути выходной шум делится на усиление.
Я же дополнительно делю входной шум на шум источника сигнала и беру децибелы от этого отношения - тем самым получаю noise figure.
Параметры модели на рисунке ниже

Update Поставлю вопрос иначе, как (каким образом) измеряются шумовые характеристики транзисторов, в частности те, что мы видим в даташитах. или еще более конкретно -графики на первом рисунке поста №77

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

inoise измеряется приведением выходного шума (точка out) к источнику сигнала (Vgen). По сути выходной шум делится на усиление.

При малых значениях Rh (сопротивления в коллекторе) транзистор вообще работает в режиме насыщения. Судя по Spice модели h21=444.22 и при токе базы 416nA желательно сопротивление в коллекторе взять ~16KOm, чтобы напряжение на коллекторе по постоянному току было около 3V.
Правильнее бы конечно было делить не на Vgen, а на Vin.

Update Поставлю вопрос иначе, как (каким образом) измеряются шумовые характеристики транзисторов, в частности те, что мы видим в даташитах. или еще более конкретно -графики на первом рисунке поста №77

В книге "Полупроводниковая схемотехника. Титце-Шенк.12-е изд. 2008.Том I" очень хорошо расписаны эти графики и оптимизация коэффициента шума.

[Alexashka]

При малых значениях Rh (сопротивления в коллекторе) транзистор вообще работает в режиме насыщения. Судя по Spice модели h21=444.22 и при токе базы 416nA желательно сопротивление в коллекторе взять ~16KOm, чтобы напряжение на коллекторе по постоянному току было около 3V.
Правильнее бы конечно было делить не на Vgen, а на Vin.


В книге "Полупроводниковая схемотехника. Титце-Шенк.12-е изд. 2008.Том I" очень хорошо расписаны эти графики и оптимизация коэффициента шума.

В режиме насыщения?
Вы наверно имели ввиду при малых значениях Uкэ?

Не знаю, но моделятор входные шумы приводит только к источникам.

К сожалению не имею под рукой...
Update Нашел книгу Титце Шенка 1982г. На стр 52-53 читаю

...необходимо определить напряжение шума на выходе транзистора для двух граничных случаев Rgen<<rBE и Rgen>>rBE и полученное значение разделить на коэффициент усиления по напряжению.

Ну так у меня так и получается. Но ведь коэф.усиления зависит от Rh (в коллекторе)!!! А тут в книге его величина не входит ни в одну формулу, т.к они определяют входной шум напрямую по шуму внутренних источников, которые никак не связаны с усилением каскада.

[rloc]

В режиме насыщения?
Вы наверно имели ввиду при малых значениях Uкэ?

Ой ошибся, конечно в режиме усиления. При малых значениях Rh снижается коэффициент передачи по напряжению, а дробовые шумы коллектора остаются теми же, вот и растет коэффициент шума.
Updated
Именно по этой причине желательно добавить сопротивление в эмиттер, чтобы ограничить коэффициент передачи по току до уровня Rh/Rэ и сделать его независимым от температуры, также как и коэффициент шума.

Не знаю, но моделятор входные шумы приводит только к источникам.

Нельзя ли в свойствах источника задать сопротивление?

К сожалению не имею под рукой...

На местном ftp, где-то в upload находится

[тау]

Нельзя ли в свойствах источника задать сопротивление?

нет, спайс в режиме расчета шумов (AC) не оперирует сопротивлением источника , надо задавать ручками в формуле коэффициента шума, как сделал Alexashka

Сообщение отредактировал тау - Nov 8 2010, 13:01

[Alexashka]

Ой ошибся, конечно в режиме усиления. При малых значениях Rh снижается коэффициент передачи по напряжению, а дробовые шумы коллектора остаются теми же, вот и растет коэффициент шума.
Updated
Именно по этой причине желательно добавить сопротивление в эмиттер, чтобы ограничить коэффициент передачи по току до уровня Rh/Rэ и сделать его независимым от температуры, также как и коэффициент шума.

Нельзя ли в свойствах источника задать сопротивление?

При росте Rh увеличиваются тепловые шумы по выходу от самого Rh, но поскольку они растут как корень квадратный из Rh, а усиление почти пропорционально Rh, предполагаю что изготовители меряют Enoise при запитке коллектора через источник тока При этом шумы приведенные ко входу будут минимальны.

Можно перенести Rgen внутрь источника Egen (если отказаться от коэф.шума и рассматривать шумовое напряжение). При этом inoise немного уменьшается (с 1,9 до 1,44нВ/sqrt(Гц)) что логично вобщемто- усиление между точками in2 и out больше чем между Egen и out. И вроде бы тогда шумы становятся меньше чем по даташиту (что тоже логично если принять что модель не учитывает фликер-шум).
Точку кот.я выбрал на графике Rg=90 Ом, Ic=100мкА, Uce=6В дает NF=3дб, т.е шум транзистора равен тепловому шуму резистора 90 Ом. А это 1,22нВ/sqrt(Гц). Суммируем шумы того и другого -т.е умножаем 1,22 на корень из (2), получаем 1,73нВ/sqrt(Гц).
Т.е теперь мне нужно подобрать такие AF и KF чтобы при симуляции получалось тоже 1,73нВ?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Update Нашел книгу Титце Шенка 1982г. На стр 52-53 читаю
Ну так у меня так и получается. Но ведь коэф.усиления зависит от Rh (в коллекторе)!!! А тут в книге его величина не входит ни в одну формулу, т.к они определяют входной шум напрямую по шуму внутренних источников, которые никак не связаны с усилением каскада.

Есть более новое издание, 12-е. Токовые шумы коллектора также приводятся ко входу через коэффициент h21 (betta). Поправляюсь, при определении коэффициента шума в коллекторе берут сопротивление равное эквивалентному сопротивлению коллектора в рабочей точке, и шумы этого сопротивления действительно не учитывают.

Т.е теперь мне нужно подобрать такие AF и KF чтобы при симуляции получалось тоже 1,73нВ?

Еще бы добавить RB, для учета тепловых шумов объемного сопротивления базы. Обычно оптимальное сопротивление источника определятся как компромисс между этими шумами и суммарными токовыми (дробовые + фликкер базы и коллектора)

[Alexashka]

Есть более новое издание, 12-е. Токовые шумы коллектора также приводятся ко входу через коэффициент h21 (betta). Поправляюсь, при определении коэффициента шума в коллекторе берут сопротивление равное эквивалентному сопротивлению коллектора в рабочей точке, и шумы этого сопротивления действительно не учитывают.

Интересно всетаки по какой схеме они его включают при реальных замерах шумов.
Книжку попробую найти, пока не все ясно.

Еще бы добавить RB, для учета тепловых шумов объемного сопротивления базы. Обычно оптимальное сопротивление источника определятся как компромисс между этими шумами и суммарными токовыми (дробовые + фликкер базы и коллектора)

Я тоже поправлюсь, с помощью RB доганяем шум до 1,73нВ на 1кГц, а затем с помощью AF и KF догоняем шум до величины, которую находим из другой диаграммы -которая для 10Гц наверно так будет более правильно.
Но в целом неплохое приближение к эксперименту, спасибо, rloc, за помощь. Теперь на очереди -активная нагрузка в коллекторе и возможно заменю ОУ на транзисторы, т.к. быстрый ОУ я не могу позволить изза большого потребления, а медленные ОУ дают всетаки большой набег фазы, изза чего возникает проблема возбуда и как сказал Statnislav также возможен рост шумов усилителя...

[rloc]

Я тоже поправлюсь, с помощью RB доганяем шум до 1,73нВ на 1кГц.

Кстати обычно RB и определяют из коэффициента шума, примерно по той же методике, что и у Вас. Хотя мне не понятно почему это сопротивление не вычисляют более точно из аппроксимации по модели, например Эберса-Молла? В студенческие годы именно так и считали на лабораторных.

[Alexashka]

Кстати обычно RB и определяют из коэффициента шума, примерно по той же методике, что и у Вас. Хотя мне не понятно почему это сопротивление не вычисляют более точно из аппроксимации по модели, например Эберса-Молла? В студенческие годы именно так и считали на лабораторных.

Помнится rб мы всегда пренебрегали, т.к rэ*iэ >> rб*iб, в моем случае сопротивление эмиттера порядка сотен Ом, больше чем rб, а если учесть что iэ в 400раз больше iб, то...по наклону входных ВАХ rб точно не определить
Вообще этот параметр должен тупо давать производитель транзистора...имхо

[rloc]

Помнится rб мы всегда пренебрегали, т.к rэ*iэ >> rб*iб, в моем случае сопротивление эмиттера порядка сотен Ом, больше чем rб, а если учесть что iэ в 400раз больше iб, то...по наклону входных ВАХ rб точно не определить

Мне думается, что Rб не должно зависеть от тока коллектора, который при измерении можно сделать равным нулю. По всем параметрам Toshiba 2SC2240 очень близок к NXP BC850C, можно попробовать использовать его Spice модель.

[Alexashka]

Мне думается, что Rб не должно зависеть от тока коллектора, который при измерении можно сделать равным нулю. По всем параметрам Toshiba 2SC2240 очень близок к NXP BC850C, можно попробовать использовать его Spice модель.

У него RB=10 Ом, я могу добавить в модель 10-20 Ом, но они погоду совершенно не сделают.

[rloc]

Как я понял методики измерения шумов могут быть разные:
Bipolar Junction Transistor 1/f Noise Simulation and Parameter Extraction Technique

[Alexashka]

Появилось время отписаться. Итак что сделано: немного изменил схему (см.приложенный рисунок, на схеме не показаны 2 аттенюатора по 40дб на входе, привел полностью схему на всякий случай). Т.е нагрузил транзисторный каскад такимже малошумящим источником тока (усиление транзисторного каскада стало несколько тысяч), усиление ОУ уменьшил (впринципе теперь достаточно даже повторителя). Целью этого было проверка снижения шумов при увеличении тока коллектора до 0,6мА..1мА (что с резистором в коллекторе было проблематично получить).
Как видно из схемы, ВЧ коррекция в каскаде BJT+ОУ вообще отсутствует, и нет никаких следов автоколебаний. А учитывая GBWP=5МГц у ОУ и малое усиление предполагается, что в полосе до 360Гц он не вносит сколь нибудь значимого фазового сдвига, и, соответственно, не может увеличивать собственные шумы усилителя.
Получено на выходе О9 1В п-п сигнал при входном сигнале 23мВ и шумы 10мВ эфф. Если сравнить с предыдущими результами (сигнал 1,37В п-п и шумы 14мВ эфф.) видим, что отношение С/Ш не изменилось.

Пробовал заменить входной транзистор на BC850B (со слов многих авторов весьма малошумящий), усиление упало % на 20 и шумы увеличились, в целом С/Ш увеличился примерно в 1,5раза.

Также проверил гипотезу о том, что мощные (ключевые) биполярники работают лучше чем малошощные-малошумящие Для этого поставил на входе MJE13007 (по совету автора статьи кот.тут приводилась выше).
Схему с активной нагрузкой разобрал чтобы не складывать шумы MJE13007 и 2SA970 в коллекторе. Т.е вернул схему как в посте #51, тока пришлось уменьшить номиналы R501, R497, R502 для обеспечения нормального смещения транзюка. И R481 =5,1кОм. Ток коллектора составил 0,35мА.
Получил шумы 9,8мв эфф. и сигнал 1,33В п-п. Т.е С/Ш уменьшился на треть.
В предположении что это было следствием изменившихся параметров усилителя отпаял MJE13007 и припаял обратно 2SC2240. Получил все теже шумы 14,5мВ эфф. и сигнал 1,32В п-п!
И какбы по сравнению с MJE13007 шумы теперь увеличились в 1,5 раза


Итак подытоживая...
1) Шумы каскада не зависят от режима работы по постоянному току -при изменении напруги на коллекторе или коллекторного тока в некоторых приделах. При значительном уменьшении тока коллектора (менее 100мкА) заметно некоторое увеличение шумов. Возможно схема с активной нагрузкой не дает преимущества так как шумы обоих транзисторов складываются?
2) Шумы мощного-ключевого транзистора меньше, чем у хорошего-малошумящего-маломощного. Примерно 1,5нВ/sqrt(Гц), но всеже не опускаются до заветной границы 1нВ, как у OP797
3) Получить приведенный шум близкий к тому, что получен у автора статьи http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html не удалось, возможно причны в том, что у него Ic=4mA а не 0,4 как у меня. И еще я обратил внимание, цепочка С5-R10 в его схеме образует ФВЧ с частотой среза 160Гц. Т.е фликкер-шум он практически весь гасит благодаря 100% отрицательной ОС!

Как я понял методики измерения шумов могут быть разные:
Bipolar Junction Transistor 1/f Noise Simulation and Parameter Extraction Technique

Ага, заметили кстати, моя схема один в один совпадает с той, что он предложил как самую удачную
зы.про схему с запиткой в эмиттер у него не понял- что это за эффект "драмматического снижения шумов"?

Ну в целом я доволен результатом, схема малочувствительна к разбросу параметров элементов и температурным изменениям, и у нее неплохие показатели линейности. Один минус- входное сопротивление у нее около 50 Ом, а мне бы его надо увеличить до 1кОм. Пытался дополнительно ввести ОС в эмиттер, чтобы увеличить входное сопротивление, но температурный дрейф растет дико.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Пробовал заменить входной транзистор на BC850B (со слов многих авторов весьма малошумящий), усиление упало % на 20 и шумы увеличились, в целом С/Ш увеличился примерно в 1,5раза.

Встречал недовольных пользователей, но количественного подтверждения не видел, похоже фликкер шумы не такие маленькие.

Также проверил гипотезу о том, что мощные (ключевые) биполярники работают лучше чем малошощные-малошумящие Для этого поставил на входе MJE13007 (по совету автора статьи кот.тут приводилась выше).

Габариты бы поменьше найти, интересно а как бы повели себя сверхвысокочастотные транзисторы, те которые обычно используют в ГУН-ах спутниковых тюнеров и малошумящих кварцевых генераторах.

2) Шумы мощного-ключевого транзистора меньше, чем у хорошего-малошумящего-маломощного. Примерно 1,5нВ/sqrt(Гц), но всеже не опускаются до заветной границы 1нВ, как у OP797

Вы считаете интегрально, у AD797 - 1nV/sqrtHz без фликкер шумов, так что может быть с транзистором и лучше.

Ну в целом я доволен результатом, схема малочувствительна к разбросу параметров элементов и температурным изменениям, и у нее неплохие показатели линейности. Один минус- входное сопротивление у нее около 50 Ом, а мне бы его надо увеличить до 1кОм. Пытался дополнительно ввести ОС в эмиттер, чтобы увеличить входное сопротивление, но температурный дрейф растет дико.

Ранее вы уже пробовали использовать диод в базовой цепи. Не помогает?

[rudy_b]

Я, обычно, использую что-то вроде этой схемы. Это набросок, не конкретные детали, просто структура, хоть и работает. Попробуй по своей методе посчитать шумы поставив свои детали и режимы. Нижняя граница полосы пропускания - менее 3 Гц.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Я, обычно, использую что-то вроде этой схемы.

Ой, не читали вы предыдущих постов. Такая схема уже многократно рассматривалась. Ее еще нужно, как минимум, привести к однополярному питанию и компенсировать уход по температуре.

[rudy_b]

Ой, не читали вы предыдущих постов. Такая схема уже многократно рассматривалась. Ее еще нужно, как минимум, привести к однополярному питанию и компенсировать уход по температуре.

Читал, но со многим не согласен, а спорить лениво, очень со многим разбираться прийдеться.
Эта схема - с однополярным питанием, и симуляшка дает на ней 0.7 нВ/Sqrt(Гц) в районе 10 Гц, правда, возможно, без фликкера, хотя в моделях транзистора и опера фликкер вроде есть, непонятно насколько честный. Температурный уход в ней отслеживается опером. А с сопротивлением источника 50 Ом, общий входной шум - порядка 1.1 нВ/Sqrt(Гц).

Просто интересно посмотреть, какой шум получит на ней Alexashka по своей методике.
По рачету, при сопротивлении источника 600 ом, общий шум на входе - 3.33 нВ/Sqrt(Гц), резистор дает 3.12 нВ/Sqrt(Гц), т.е. сама схема добавляет 1.2 нВ/Sqrt(Гц).

Кстати, у AD797 на 10 Гц шум 1.7 нВ/Sqrt(Гц), против 0.9 на 1 кГц.

[Alexashka]

симуляшка дает на ней 0.7 нВ/Sqrt(Гц) в районе 10 Гц, правда, возможно, без фликкера, хотя в моделях транзистора и опера фликкер вроде есть, непонятно насколько честный. Температурный уход в ней отслеживается опером. А с сопротивлением источника 50 Ом, общий входной шум - порядка 1.1 нВ/Sqrt(Гц).

Вы можете привести модель транзистора которая используется? Интересно сравнить с тем что у меня в микрокапе.
А темп.уход сдесь будет равен уходу транзистора (если dT=100*C, то это примерно 200мВ), умноженному на усиление по постоянке (10), итого около 2В. Это многовато для 3-вольтового питания да и для 5-вольтового тоже.
Плюс моя цель была обеспечить входной импеданс усилителя =1кОм (желательно стабильный в полосе частот и температур и с возможностью регулировки), дабы обеспечить необходимое демпфирование датчика, не теряя при этом генерируемую им энергию впустую. Производитель рекомендует просто нагружать датчик резистором 1кОм, но это выглядит кощунством когда мы выцарапываем нанавольты полезного сигнала на фоне шумов.

Просто интересно посмотреть, какой шум получит на ней Alexashka по своей методике.
По рачету, при сопротивлении источника 600 ом, общий шум на входе - 3.33 нВ/Sqrt(Гц), резистор дает 3.12 нВ/Sqrt(Гц), т.е. сама схема добавляет 1.2 нВ/Sqrt(Гц).

Кстати, у AD797 на 10 Гц шум 1.7 нВ/Sqrt(Гц), против 0.9 на 1 кГц.

Вроде все правильно говорите. Только щас у меня импеданс 50 Ом (выход генератора и децибельников), так проще работать и получается что основной вклад в шумы дает всетаки усилитель (50 Ом шумит как 0,9нВ/sqrt(Гц), а усилок у меня пока максимум что показал это 1,5нВ).
Хммм...щас пересчитал еще раз этот результат, я ведь не вычитал шумы источника! Выходит у меня коэф.шума стал (1,5нВ/0.9нВ)^2 =2,78, что эквивалентно спектральной плотности шума самого усилителя 1,2нВ/sqrt(Гц). Во! совсем близко к 1нВ!
Кстати если верить даташиту на транзистор bc107a у него NF=2 при Rgen=2кОм. А это дает чистых шумов самого усилителя 4,4нВ/sqrt(Гц). Какже симулятор мог выдать 0,7нВ?

[rudy_b]

Вы можете привести модель транзистора которая используется? Интересно сравнить с тем что у меня в микрокапе.

Вот текст, но это Orcad. KF и AF не заданы, т.е. используются значения по умолчанию. А поскольку по умолчанию KF=0, то, фликкер не учитывается. Я просто вижу его отсутствие по частотной характеристике. Сам не понял, почему думал, что фликкер транзистора учитывается, наверно не на то посмотрел. Вот в опере он точно есть.
.model BC107A NPN(Is=7.049f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=116.3 Bf=375.5 Ise=7.049f
+ Ne=1.281 Ikf=4.589 Nk=.5 Xtb=1.5 Br=2.611 Isc=121.7p Nc=1.865
+ Ikr=5.313 Rc=1.464 Cjc=5.38p Mjc=.329 Vjc=.6218 Fc=.5 Cje=11.5p
+ Mje=.2717 Vje=.5 Tr=10n Tf=451p Itf=6.194 Xtf=17.43 Vtf=10)
* PHILIPS pid=bc107a case=TO18
* 91-08-02 dsq

А темп.уход сдесь будет равен уходу транзистора (если dT=100*C, то это примерно 200мВ), умноженному на усиление по постоянке (10), итого около 2В. Это многовато для 3-вольтового питания да и для 5-вольтового тоже.

Это крайне легко лечится, резистор R5 меняется на 1 кОм, а промежуточное питание увеличивается с 3 до 5 В (чтобы сохранить около 2 В на транзисторе, если не нужно - можно оставить). Кстати, для полосы чуть больше 3 Гц достаточно конденсатора 4700.

Плюс моя цель была обеспечить входной импеданс усилителя =1кОм (желательно стабильный в полосе частот и температур и с возможностью регулировки), дабы обеспечить необходимое демпфирование датчика, не теряя при этом генерируемую им энергию впустую. Производитель рекомендует просто нагружать датчик резистором 1кОм, но это выглядит кощунством когда мы выцарапываем нанавольты полезного сигнала на фоне шумов.

Это уже сложнее. Правильно было бы убрать ОС и подогнать входное сопротивление базовым током, но тогда начнутся искажения. Зато получится минимально возможный шум. Тут хорошенько подумать нужно. В вашей схеме это тоже нормально не получится - разброс транзисторов и большое изменение коэффициента усиления по току в столь широком температурном диапазоне будут сильно менять входное сопротивление схемы.

Вроде все правильно говорите. Только щас у меня импеданс 50 Ом (выход генератора и децибельников), так проще работать

Это плохо, при этом не учитывается токовый шум, который на штатном датчике (600 ом, если правильно помню) заметно увеличит шум.

Кстати если верить даташиту на транзистор bc107a у него NF=2 при Rgen=2кОм. А это дает чистых шумов самого усилителя 4,4нВ/sqrt(Гц). Какже симулятор мог выдать 0,7нВ?

Это, как раз, вполне возможно, просто модель транзистора барахло, учитываются только шум сопротивлений и статистика. Даже в даташите Philips про шум сказано < 10 дб, что говорить о модели. Нормальные по шумам модели - редкость. В библиотеке Orcada только у пары транзисторов есть фликкер, да и то, похоже, с потолка, специально посмотрел.

Вы сравните свою модель с этой и выложите ваш вариант, если они различны, поглядим. Я не предлагаю использовать именно этот транзистор, как раз интересно посмотреть что получится на тех, которые вы испытывали. Эта схема - просто для примера, эмиттерная связь, обычно, дает минимальный шум. И, независимо от качества модели, на симуляшке удобно сравнивать шумы разных способов включения.

[Alexashka]

Габариты бы поменьше найти, интересно а как бы повели себя сверхвысокочастотные транзисторы, те которые обычно используют в ГУН-ах спутниковых тюнеров и малошумящих кварцевых генераторах.

Да щас на такие токи есть и в меньших корпусах, типа SOT-223.
С СВЧ думаю будет хуже, у них частота фликер шума выше, т.к они ориентированы для работы на частотах гораздо выше звуковых.

Вы считаете интегрально, у AD797 - 1nV/sqrtHz без фликкер шумов, так что может быть с транзистором и лучше.

Ранее вы уже пробовали использовать диод в базовой цепи. Не помогает?

Ну вообщето да
А с диодом -хотелось бы вообще его выкинуть, так сказать со 100% ООС по постоянке.

[Alexashka]

Вот текст, но это Orcad. KF и AF не заданы
....
Это крайне легко лечится, резистор R5 меняется на 1 кОм, а промежуточное питание увеличивается с 3 до 5 В (чтобы сохранить около 2 В на транзисторе, если не нужно - можно оставить). Кстати, для полосы чуть больше 3 Гц достаточно конденсатора 4700.
.....
Это уже сложнее. Правильно было бы убрать ОС и подогнать входное сопротивление базовым током, но тогда начнутся искажения. Зато получится минимально возможный шум. Тут хорошенько подумать нужно. В вашей схеме это тоже нормально не получится - разброс транзисторов и большое изменение коэффициента усиления по току в столь широком температурном диапазоне будут сильно менять входное сопротивление схемы.
....
Это плохо, при этом не учитывается токовый шум, который на штатном датчике (600 ом, если правильно помню) заметно увеличит шум.
....
Вы сравните свою модель с этой и выложите ваш вариант, если они различны, поглядим. Я не предлагаю использовать именно этот транзистор, как раз интересно посмотреть что получится на тех, которые вы испытывали. Эта схема - просто для примера, эмиттерная связь, обычно, дает минимальный шум. И, независимо от качества модели, на симуляшке удобно сравнивать шумы разных способов включения.

Вот моя модель из Микрокапа: (отличия практически во всех параметрах!)
Фликер тоже не прописан, по симуляции (в моей схеме) BC107A дает чуток меньше приведенный шум, чем 2SC2240
....
Это да, но 4700мк...тут писали, что электролит сам по себе шумит (утечки), а на холоде (-40) емкость/внутр.сопротивление упадет/увеличится. Если только какойто полимерный кондер поставить, но опять же, размеры.
....
Я то рассуждал как: эмиттерной ОС мы задаем усиление всего каскада (BJT+OPAMP), скажем 100. А потом базовой ОС делаем нужное нам входное сопротивление (эту ОС уже нужно брать инвертированной относительно эмиттерной ОС), т.е если базовое сопротивление 100к и усиление=100, то это будет эквивалентно входному 100к/100=1к сопротивлению. Как Вам такая идея?
....
думаю токового шума можно не опасаться, если судить по Noise Figure для данного транзистора, 3дБ на 300мкА выскакивает тока на 10кОмах. Значения Rgen в промежутке между 140 Ом и 10 кОм дадут NF меньше 3дБ. Т.е с источником 600 Ом все будет проще.
У меня-то была мысль сделать универсальный усилитель, как говорится на все случаи жизни, тем более, что в будущем планируем сделать свой геофон с низкоомной обмоткой. Вот тут уже усилку придется поднапрячься изо всех сил!
....
А почему связь по эмиттеру дает минимальный шум?