малошумящий усилитель для ленточного микрофона, разработка малошумящего предварительного усилителя для ленточного микр Опции

[PrAlexey]

Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ
После рассмотрения многих схем остановился на варианте - двух каскадный усилитель, первая часть - параллельно включенные биполярные транзисторы с ОЭ, второй каскад ОУ.
Следующие недостатки - качественный ОУ довольно прожорлив, ток потребления всего устройства должен быть 4-6мА.
Как Вам вариант с парралельным вкл. транзисторов? Я таких усилителей ни когда не делал. Может быть есть другие варианты схемотехники малошумящих усилителей или конкретны примеры уже существующих, проверенных усилителей из бытовой аппаратуры? Насколько я понимаю, похожая ситуация складывается со звукоснимателями. Смотрел схемы некоторых из них, там все на ОУ и отдельных биполярах, отношение сигнал шум 60-80 дБ, правда не понятно, какой сигнал по величине.

[deemon]

Вообще-то , во всех хороших ленточных микрофонах сигнал перед усилением повышается с помощью трансформатора - это классическое решение , полностью себя оправдывающее по всем параметрам , и не совсем понятно , зачем от него отказываться .....
Но если охота испытать альтернативное решение - то я бы попробовал схему с ОБ на запараллеленных транзисторах ( штук 5-10 в параллель ) . МОжно применить также комплементарный каскад с ОБ , чтобы скомпенсировать постоянную составляющую на входе ....... хотя лично я не думаю , что это даст хоть какое-то улучшение звука против обычного трансформатора .

[Stanislav]

Вообще-то , во всех хороших ленточных микрофонах сигнал перед усилением повышается с помощью трансформатора - это классическое решение , полностью себя оправдывающее по всем параметрам , и не совсем понятно , зачем от него отказываться .....

Что ж тут непонятного - транс всегда неудобен...

...Но если охота испытать альтернативное решение - то я бы попробовал схему с ОБ на запараллеленных транзисторах ( штук 5-10 в параллель ) .

Это уже гигантомания какая-то. Почему ОБ, а не ОЭ или каскод? Шумы Вы получите больше, искажения - тоже, только и всего.

...МОжно применить также комплементарный каскад с ОБ , чтобы скомпенсировать постоянную составляющую на входе ....... хотя лично я не думаю , что это даст хоть какое-то улучшение звука против обычного трансформатора .

А это ещё как?

Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ
После рассмотрения многих схем остановился на варианте - двух каскадный усилитель, первая часть - параллельно включенные биполярные транзисторы с ОЭ, второй каскад ОУ.
Следующие недостатки - качественный ОУ довольно прожорлив, ток потребления всего устройства должен быть 4-6мА.

Если ОУ прожорлив, не ставьте его вообще.
Более того, самым прожорливым у Вас будет входной каскад, если действительно шумы нужны низкие.

...Как Вам вариант с парралельным вкл. транзисторов? Я таких усилителей ни когда не делал.

Честно говоря, не очень. Лучше брать транзисторы с большой площадью кристалла. Но на безрыбье и сам раком станешь...
Присоединюсь к вопросу: какой уровень шума на выходе при 40 дБ усиления Вам нужен?

Возьмите самый лучший доступный малошумящий ОУ с полевиками на рп-переходах на входах и не парьтесь с транзисторами - лучше сделать крайне тяжело, так как придется проводить сотни разнообразных комплексных измерений для достижения какого-либо значимого выигрыша.

На таких ОУ нормального результата гарантированно не получится. На дискретных БТ или даже ОУ с БТ на входе результат будет гораздо лучше.

[zzzzzzzz]

На таких ОУ нормального результата гарантированно не получится. На дискретных БТ или даже ОУ с БТ на входе результат будет гораздо лучше.

Это почему, интересно?
Насколько известно мне, самые малощумящие рекордсмены как раз ОУ с ПТ на входах. За счет того, что ток канала удален от поверности вглубь кристалла. А входной ток - только ток утечки обратносмещенного перехода. У БП всегда есть ток базы, и, соответственно, токовый шум.
К тому же, моё предложение массово подтверждается практикой таких усилителей. Можно и даташитами "помахать"....

Есть еще одна мысль - использовать ОУ с ПТ на входах, охлаждаемые элементами Пельтье. Шум этих ОУ хорошо "вымораживается", как известно.
Можно получать рекордно низкие шумы, недостижимые другими способами вообще. Спросите астрономов, они врать не станут.. :-)

[Stanislav]

Это почему, интересно?
Насколько известно мне, самые малощумящие рекордсмены как раз ОУ с ПТ на входах. За счет того, что ток канала удален от поверности вглубь кристалла. А входной ток - только ток утечки обратносмещенного перехода. У БП всегда есть ток базы, и, соответственно, токовый шум.

Всё это верно, и я с этим не спорю.
Загвоздка в том, что токовые шумы для данного вида источника (обратите внимание на его импеданс) будут играть ничтожно малую роль по сравнению с шумами каналов ПТ, стоящими во входном каскаде ОУ . Главную роль будут иметь шумы напряжения входа усилителя, а даже у самых лучших оперов с ПТ на входе я не встречал шумы меньше ~5-7 нВ/sqrt(Гц). Автору же нужно максимум 0,3 нВ/sqrt(Гц).
Справедливости ради, нужно сказать, что довольно низкий уровень шумов напряжения можно достичь и на ПТ с p-n переходом, но при этом нужно брать относительно мощный транзистор (или несколько в параллель - я на КП302 так делал) и пропускать через них большой ток, чтобы уменьшить шумы активного сопротивления канала, чего в ОУ не делается.

...К тому же, моё предложение массово подтверждается практикой таких усилителей. Можно и даташитами "помахать"....

Это было бы полезно. Предлагайте варианты.

Есть еще одна мысль - использовать ОУ с ПТ на входах, охлаждаемые элементами Пельтье. Шум этих ОУ хорошо "вымораживается", как известно.
Можно получать рекордно низкие шумы, недостижимые другими способами вообще. Спросите астрономов, они врать не станут.. :-)

Конструкция начинает остро пахнуть жидким азотом.
Хотя, даже в этом случае на ОУ вряд ли можно достичь хорошего результата. А вот на дискретных ПТ - можно.

...Ерунда - это то , что вы пишете "Поднимать напряжение" , как вы предлагаете - имеет смысл до тех пор , пока импеданс вторичной обмотки транса не станет сравним с входным импедансом усилительного каскада .

Поднимать напряжение нужно, пока шумы (в данном случае, тепловые) источника не сравняются с шумами первого каскада усилителя, приведёнными к его входу (речь идёт о шумах напряжения; токовые пока оставим).
Разумеется, если его импеданс после транса станет много больше входного импеданса усилка, дальнейшего выигрыша мы не получим. Но никаким "согласованием" здесь и не пахнет.

Сообщение отредактировал Alexandr - Oct 25 2007, 08:10

[deemon]

ТОКОВЫЕ шумы будут играть главную роль , когда вы повысите напряжение с помощью трансформатора .

Stanislav, опять же , ОБОСНУЙТЕ неприменимость каскада с ОБ для усиления сигнала ленточного микрофона ! Хватит уже необоснованных утверждений .

Сообщение отредактировал Alexandr - Oct 25 2007, 08:14

[Stanislav]

ТОКОВЫЕ шумы будут играть главную роль , когда вы повысите напряжение с помощью трансформатора .

Бред.
Например, я сделал каскад на ПТ с шумом напряжения 1нв/Гц, шумом тока 1пА/Гц и входным сопротивлением 1ГОм.
По-Вашему, нужно мотать транс с соотношением витков 1:45000( ), чтобы достичь "согласования импедансов" при 0,5 Ом источнике.
При этом шумы тока, приведённые ко входу, составят аж 4мкВ/Гц.
Я же утверждаю, что для оптимального согласования по шумам нужен транс с соотношением витков порядка 1:10. Значительное увеличение этого соотношения приведёт только к ухудшению отношения С/Ш.
Все эти соображения в полной мере относятся и к усилителю со входным каскадом на БТ, только там для Вас всё будет гораздо хуже.

...Опять же , ОБОСНУЙТЕ неприменимость каскада с ОБ для усиления сигнала ленточного микрофона ! Хватит уже необоснованных утверждений .

Не имея возможности что-либо доказать Вам логически, предлагаю воспользоваться моделятором. Я делаю схему с ОЭ, или каскод, а затем сравниваем по шумам со схемой приведённой Вами. Ток питания схемы считаем ограниченным, например, 5 мА. Идёт?

Сообщение отредактировал Alexandr - Oct 25 2007, 08:16