Малошумящий усилитель, На 6,5 МГц Опции

[MegaElektronik]

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

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


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


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

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 11 2012, 13:52

[MegaElektronik]

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

Как замену позиционируют RF3827.

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

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

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 12 2012, 10:02

[Proffessor]

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

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

Сообщение отредактировал Proffessor - Apr 12 2012, 11:16

[MegaElektronik]

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Apr 12 2012, 15:37

[ledum]

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

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

[MegaElektronik]

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

Спасибо. Увидел.