Виток на входе усилителя Опции

[SALOME]

Подключаю первый виток провода ко входу операционного усилителя. По логике получается, что мы имеем короткозамкнутый вход. Подаем переменное напряжение генератором на рядом расположенный второй виток. В результате взаимоиндукции в первом витке возникает эдс, которую усилитель усиливает. Все правильно по физике. Однако, где "падает" напряжание, которое может достигать больших величин, ведь омическое сопротивление витка ничтожно мало . Подозреваю, что падает на реактивном сопротивлении индуктивности. Но ведь омическое то никуда не делось Оно вроде бы должно шунтировать реактивное? Интерес у меня чисто практический: как правильно согласовать сопротивления витка и усилителя?

[Ilya_z]

А вот если у меня на витке наводится напряжение с разной частотой в больших пределах (ex. 10Hz ....2 MHz), то величина реактивного сопротивления тоже будет меняться

Согласовние в такой полосе частот на индуктивности задача не тревиальная, скорее всего вообще не решаемо, вам действительно такой диапазон нужен?

[SALOME]

Согласовние в такой полосе частот на индуктивности задача не тревиальная, скорее всего вообще не решаемо, вам действительно такой диапазон нужен?

Да, такой диапазон принимаемого сигнала. Мне его вообщем-то усиливать не требуется. Нужно просто согласовать с дифференциальным драйвером АЦП. По поводу "вообще не решаемо" - это звучит трагично .

Не, не так. Выходное сопротивление источника = входного сопротивления входа. Вот так будет правильно. И в плане отражений, и в плане передачи мощности. В данном конкретном случае - вторичка может быть не виток, а много витков. Сколько - надо считать.

Я тоже подозреваю, что при согласовании надо исходить из равенства сопротивлений. Однако здесь реактивное сопротивление катушки меняется с изменением частоты. И как тут быть?
По поводу конкретного расчета индуктивности - это не принципиально. Мне важно понять принцип согласования такого устройства и желательно - формулу расчета.

[Kostolomus]

Да, такой диапазон принимаемого сигнала. Мне его вообщем-то усиливать не требуется. Нужно просто согласовать с дифференциальным драйвером АЦП. По поводу "вообще не решаемо" - это звучит трагично .
Я тоже подозреваю, что при согласовании надо исходить из равенства сопротивлений. Однако здесь реактивное сопротивление катушки меняется с изменением частоты. И как тут быть?
По поводу конкретного расчета индуктивности - это не принципиально. Мне важно понять принцип согласования такого устройства и желательно - формулу расчета.

Сопротивления относятся как квадрат коэффициента передачи транса. Посчитать это просто: сравнить напряжение/ток на выходе и на выходе. 10 герц - ну, можно. Теоретически. Транс большой будет, паразиты тоже большие, 20 МГц отдыхают. Фишка в чем: поток из первички во вторичку компенсируется, тут лишь бы витки влезли, а вот поток намагничивания от первички будет в полный рост как есть. То есть имеем некий дроссель в виде первички на сердечнике с некоторой индуктивностью. К нему приложено напряжение определенной амплитуды и частоты. Если это напряжение на этой индуктивности при этой частоте делает ток, достаточный для насыщения сердечника - транс вылетит по насыщению. Вот откуда понятие витки на вольт, которые зависят только от параметров сердечника и рабочей частоты - нужно обеспечить достаточную величину индуктивности намагничивания. Для ясности - да, индуктивное сопротивление меняется от частоты, но на передачу напряжения трансом это никак не влияет. Лишь бы не насытился.
В нашем случае для нижней границы частоты первичка должна быть огого, и емкость ее будет соответственная, что для верхней частоты не пройдет. Имхо, для такого диапазона транс не катит. Нужно непосредственное согласование, может и усилитель с токовым входом.

[SALOME]

Имхо, для такого диапазона транс не катит. Нужно непосредственное согласование, может и усилитель с токовым входом.

У меня нет трансформатора как такового. Есть индуктивный преобразователь на входе. Ну типа металлоискателя по принципу МПП. Для ясности выложу возможные схемы подключения катушки к драйверу АЦП. Драйвер АЦП уже собран и его обвязку менять не желательно, иначе могут сбиться настройки антиалайзингового фильтра (Fсреза>40MHz). Вопрос в том как корректно подключить индуктивность на вход и какая схема более эффективна?

[Okorok]

У меня нет трансформатора как такового. Есть индуктивный преобразователь на входе. Ну типа металлоискателя по принципу МПП. Для ясности выложу возможные схемы подключения катушки к драйверу АЦП. Драйвер АЦП уже собран и его обвязку менять не желательно, иначе могут сбиться настройки антиалайзингового фильтра (Fсреза>40MHz). Вопрос в том как корректно подключить индуктивность на вход и какая схема более эффективна?

Если есть возможность, применяйте "вариант 1 слева". Но проблема будет, скорее всего, не в схемотехнике.

Выбить из реального индуктивного преобразователя диапазон частот от 10 Гц до 1 МГц - это приблизительно как построить автомобиль для диапазона скоростей от 0,01 до 300 км/ч без коробки передач.
На низких частотах будет проблема с омическим сопротивлением индуктивности, на верхних - с ее собственным резонансом.
Реальные индуктивные преобразователи делают на диапазон частот в максимум 2 (от силы 3) декады, а Ваши требования - 5 декад. Возможное решение: разбивание диапазона частот на поддиапазоны и применение минимум двух преобразователей.

[SALOME]

Если есть возможность, применяйте "вариант 1 слева". Но проблема будет, скорее всего, не в схемотехнике.

Выбить из реального индуктивного преобразователя диапазон частот от 10 Гц до 1 МГц - это приблизительно как построить автомобиль для диапазона скоростей от 0,01 до 300 км/ч без коробки передач.

Да Вы все правильно говорите. Но еще раз прошу не заморачиваться на том, откуда берутся эти частоты на индуктивном преобразователе. Тут ведь еще и по амплитуде диапазон 140dB . Вопрос в том, как корректно согласовать такой преобразователь с имеющимся драйвером АЦП. Судя по всему нужен буфер. И хотелось бы, чтобы он тоже был однополярным 5В.
По поводу варианта1 слева - дифф.включение - здесь не все так очевидно. Если я его применю в противофазном режиме, то уничтожатся не только синфазные помехи, но сам полезный сигнал, который волею судеб наводится одновременно и синфазно на обоих катушках. Если включить " в фазе", то сигнал и помехи усилятся вдвое. Хотя я может быть чего то не догоняю

[alexander55]

Если включить " в фазе", то сигнал и помехи усилятся вдвое. Хотя я может быть чего то не догоняю

Не догоняете.
PS. 5 декад -это нереально.
Идеи вслух.
Надо дробить диапазоны
Надо модулировать входной сигнал.
Надо переходить на резонансный усилитель.

[SALOME]

Не догоняете.
PS. 5 декад -это нереально.
Идеи вслух.
Надо дробить диапазоны
Надо модулировать входной сигнал.
Надо переходить на резонансный усилитель.

Почему не реально? Бывают полосы и по шире...
Какие диапазоны дробить (частотные, амплитудные?)
Модулировать входной сигнал в моем случае не возможно

1. Никакого согласования по сопротивлению Вам не нужно, оно было бы нужно в случае длинного кабеля на входе.
2. Вам нужно согласование по шумам с учетом:
- полосы пропускания (это не критично, можно скорректировать в следующих каскадах, лишь бы не было острого резонанса).
- динамического диапазона (если он Вас интересует) - чем больше сигнал на входе, тем меньше шум, но и динамический диапазон тоже меньше.
3. Ни одна из этих схем Вам не подходит. Вам нужно в левую верхнюю схему добавить неинвертирующие усилители на малошумящих операционниках.

Как корректно сделать согласование по шумам?
А на каких частотах может возникнуть резонанс в приведенных мною схемах? и какие причины этого? Шунтирование резистором ех. 100 Ом можно это предотвратить?
Последующих каскадов нет. В представленных схемах - драйвер АЦП. За ним идет АЦП.
На входе сигнал я немогу менять. Он "чужой". А большой диапазон меня как раз и интересует. И при этом хочется минимизировать шумы.
А какую роль будут выполнять эти "неинвертирующие усилители"?

[alexkok]

Как корректно сделать согласование по шумам?

Для обычной практики достаточно обеспечить условие:
напряжение шумов сопротивления источника >= напряжения шумов усилителя

А на каких частотах может возникнуть резонанс в приведенных мною схемах? и какие причины этого?

Для этого надо знать индуктивность витка, точнее приведенную ко входу индуктивность и суммарную емкость монтажа и усилителя.

Шунтирование резистором ех. 100 Ом можно это предотвратить?

Можно (может быть другим номиналом), но не нужно, т. к. это увеличит шумы.
Лучше постараться отодвинуть резонанс подальше за диапазон.

Последующих каскадов нет. В представленных схемах - драйвер АЦП. За ним идет АЦП.

Это можно сделать в цифре.

На входе сигнал я немогу менять. Он "чужой". А большой диапазон меня как раз и интересует. И при этом хочется минимизировать шумы.

Для минимизации шумов нужен еще антиальясовый фильтр перед АЦП, как минимум 12дБ/окт.
Иначе АЦП перегонит высокочастотные шумы в полосу сигнала.

А какую роль будут выполнять эти "неинвертирующие усилители"?

Согласовывать шумы источника и АЦП (см. п1). 1 кОм резисторы шумят прилично, да и у АЦП обычно шумы заметно выше чем у усилителя. В "неинвертирующих усилителях" надо использовать по возможности низкоомные резисторы в делителе обратной связи (определяется нагрузочной способностью операционника).