Что скажут перцы по ОУ Опции

[Astor]

Озадачила схема преампа для пьезокерамического датчика. Схема правильная, макетировал - работает. Напряжения по постоянке на схеме приведены. При отключенной цепочке регулировки "Gain" усиление = 1. Полоса частот - от долей Гц до десятков кГц.
Собственно вопрос - а как это работает ? Из букварей что-то не припомню такого варианта использования ОУ : входы соединены по переменке через 1 кОм.
С ГСТ на Т5,Т6 ясно - вдувает ток порядка 1 ма в истоки. Всё остальное - непонятно

[Astor]

После четырёхкратной перерисовки схемы случайно поменял на ОУ ноги + и - местами. Поправил.

Сколько лет прибору сказать трудно - не пишут они дату выпуска на корпусе, но судя по внешнему виду деталей - вряд ли старше лет 5-ти

"..Про "почему не ПТ-ОУ?". Видимо, обычные ПТ-ОУ не подошли по шумам, а OPA129 и им подобные Ultra-low bias current ОУ дороги или очень дороги.."
- при цене прибора в 1,5 тонны евров разница в цене в 5 - 6 евро для OPA129 минус пару евров для 5534 и двух BF861 погоды не делает.
Правда OPA129 - 15nV/√Hz at 10kHz - негусто..
У OPA1612 - 1nV

Пост. напряжение на выходе ОУ +5,5 В - а почему оно такое ?
Напряжение смещения, приходящее на R2 = 5,5 B; напр. отпирания диодов на BFR31 порядка 0,5 В; напряжение отсечки T3 - тоже порядка 0.5 В.

И назначение С2 пока тоже неясно

Сообщение отредактировал Astor - Dec 25 2017, 08:40

[Tuvalu]

Правда OPA129 - 15nV/√Hz at 10kHz - негусто..
У OPA1612 - 1nV

Во-первых, это на СЧ. На "долях герца", о которых вы упоминали, будет доминировать фликкер-шум. Посмотрите график шума ОУ - начиная от какой-то частоты линия спектральной плотности U_шума начинает подниматься вверх к НЧ-ИНЧ, т.е. чем меньше частота, тем больше шум. Это и есть проявление фликкер-шума. Но и это не основной фактор, определяющий С/Ш. Повторю, ток шума - вот на что надо обращать внимание. Посчитайте импеданс своего датчика на "долях герца". Умножьте на ток шума. Там будет идти речь о сотнях nV/√Hz, если не больше. Поэтому и надо применять приборы с крайне малым током затвора, такие, как OPA129 или подходящие дискретные ПТ, как сделано в сабже. Примерно то же самое вам написал и коллега one_eight_seven

Это усилитель заряда. Надо смотреть токовый шум.

Пост. напряжение на выходе ОУ +5,5 В - а почему оно такое ?
Напряжение смещения, приходящее на R2 = 5,5 B; напр. отпирания диодов на BFR31 порядка 0,5 В; напряжение отсечки T3 - тоже порядка 0.5 В.

"напряжение отпирания 0,5 В" - это при каком токе? Посмотрите ВАХ-и диодов. При токе пА или даже долях пА, как в сабже, падение будет совсем маленьким. Режим дифкаскада вполне нормальный.

И назначение С2 пока тоже неясно

Следящая обратная связь по переменному сигналу между выходом и цепью смещения входа.
Очень сильно увеличивает входной импеданс: входное сопротивление увеличивается, входная емкость уменьшается.

Да, именно так, я тоже писал об этом в https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1537293 версия №2 (для случая "если схема снята верно").

Сообщение отредактировал Tuvalu - Dec 25 2017, 15:26

[prig]

...Поэтому и надо применять приборы с крайне малым током затвора, такие, как OPA129 или подходящие дискретные ПТ, как сделано в сабже. ...

К сожалению, "или" получается несколько другое.
У ОУ будет вылезать одно из двух: шум по напряжению или шум по току.
Поэтому берут ОУ с малыми шумами по напряжению, и делают входные каскады на дискретных ПТ.

Так что, схемы, аналогичные сабжу, используют уже достаточно давно, и альтернатив пока нет.
Зачастую, используют монолитные двойки, если нужен именно дифф. вход.

Вот пара примеров:
1
2

[Tuvalu]

Вот пара примеров:
1
2

Первый пример вообще не в тему - это преамп для микрофонов с их обычными импедансами 150 - 250 Ом, редко до 600 Ом. Сделана она не ради большого С/Ш (биполярные транзисторы на входе будут лучше где-то на 6дБ при прочих равных), а для получения некоего "ПТ-звука" - хай-эндные заморочки, одним словом. Кроме того, пара 2SK389 - чемпион по шумам в диапазоне Z примерно 1...100 кОм. Но посмотрите линию их шума - начиная со 100 кОм она начинает неуклонно ползти вверх, и эта прекрасная во всём остальном пара полностью сливает по шумам обычным ПТ, вроде их же 2SK30, 118, 184. А в сабже, ведь, речь идёт где-то о десятках-сотнях МОм. В таких схемах надо применять ПТ для Impedance Converter, Condenser Microphone Applications, High Impedance Signal Sources, ECM или что-то в этом роде.
А LSK489 - это, конечно, круто, но малодоступно и дороговато.

У ОУ будет вылезать одно из двух: шум по напряжению или шум по току.
Поэтому берут ОУ с малыми шумами по напряжению, и делают входные каскады на дискретных ПТ.
Так что, схемы, аналогичные сабжу, используют уже достаточно давно, и альтернатив пока нет.

Да прекрасно делаются зарядочувствительные схемы только на ОУ. Вы все (почти все) почему-то зациклились на напряж. шумов. Смоделируйте в симуляторе схему, работающую от ёмкостного датчика. Вы увидете, что там эти "большие" 15 нВ/к_Гц OPA129-го будут вообще незаметны на фоне значительно бОльшего шума.

=======
Через пару часов:

Анализировать что-то на долях Гц - это видимо актуально для сейсмологии и контроля за цунами

Ну, не я же первым написал про "доли Гц". Если так, то надо обращать пристальное внимание и на плотность ш. напряжения. И не мешало бы ограничить полосу снизу, иначе на фоне полезного сигнала будет проявляться сильный фликкер (колебания уровня, "кипение" и т.п.) - импеданс-то датчтка растёт, как раз, с понижением частоты. А какие, кстати, типичные уровни с вашего датчика, может, в этом случае и не так важна борьба за малые шумы?

Почитал по следящей ОС - там преимущественно всё расписано для транзисторных схем. Ближайшее, что нашёл на ОУ...

А какая разница, ОУ или не-ОУ? Смысл в том, чтобы обеспечить одинаковый сигнал на обоих выводах того элемента, импеданс которого вы собираетесь виртуально увеличить. В данном случае, на ПТ-диодах с одной стороны приложен вх. сигнал, с другой - практически тот же самый входной, только буферизированый (ОУ-повторитель). В этом случае ток практически не течёт, что и есть признак бесконечно большого сопротивления.

Сообщение отредактировал Tuvalu - Dec 25 2017, 19:06

[Astor]

А какая разница, ОУ или не-ОУ? Смысл в том, чтобы обеспечить одинаковый сигнал на обоих выводах того элемента, импеданс которого вы собираетесь виртуально увеличить. В данном случае, на ПТ-диодах с одной стороны приложен вх. сигнал, с другой - практически тот же самый входной, только буферизированый (ОУ-повторитель). В этом случае ток практически не течёт, что и есть признак бесконечно большого сопротивления.
..разброс параметорв в такой схеме не играет никакой роли, это же не УПТ, да и Кус=1. ..
..Конечно, подбирать незачем, т.к. Кус=1,...

Многие выводы сделаны исходя из того, что Ку = 1, хотя это только частный случай, когда регулятор Gain стоит в положение "0 дБ", а вообщ-то Ку преампа переключаемый - от 0 дБ до +50 дБ. В самом начале я написал, что для простоты регулятор Gain отключен.

[Tuvalu]

..разброс параметорв в такой схеме не играет никакой роли, это же не УПТ, да и Кус=1. ..
..Конечно, подбирать незачем, т.к. Кус=1,...

Многие выводы сделаны исходя из того, что Ку = 1, хотя это только частный случай, когда регулятор Gain стоит в положение "0 дБ", а вообщ-то Ку преампа переключаемый - от 0 дБ до +50 дБ. В самом начале я написал, что для простоты регулятор Gain отключен.

Во-первых, имелся ввиду Кус=1 по постоянному току, что минимизирует влияние напр. смещения и его дрефа на состояние выхода этого гибридного ОУ. Просто, знание этого факта помогает ответить на вопрос "необходимо ли подбирать ПТ в пары". Нет, не надо, т.к. это не УПТ, повторю в какой-то там раз.

Во-вторых, посмотрите, куда включён С2. Не на выход, где величина вых. сигнала действительно будет зависеть от текущего Кус (по переменному току), а на инв. вход - затвор Т4. Почитайте про принцип работы ОУ - ОУ посредством цепи ООС уравнивает напряжения на своих входах (правило №1 в "Искусстве схемотехники"). Иначе говоря, напряжение на затв. Т4 повторяет входное (затвор Т3), каким бы ни был Кус. Так вот, из этой относительно низкоомной точки и берётся сигнал для организации следящей связи.

Сообщение отредактировал Tuvalu - Dec 29 2017, 11:32