Усилить и оцифровать сигнал порядка мкВ, Посоветуйте решение Опции

[InvisibleFed]

Здравствуйте. Требуется усилить сигнал акустического диапазона (ну точнее, до 50 КГц) с размахом от нескольких мкВ до десятков мВ с минимальными шумами и искажениями. А затем, все это дело еще и оцифровать (АЦП не менее 12-14 разрядов). Два канала. Желательна простая (всмысле доступная не по цене, а по нахождению) повторяемость решения. Кто что может посоветовать, кто с чем работал?

[InvisibleFed]

Поясню. Вся проблема в том, что люди "наверху" в данный момент не знают конкретные модели антен, которые будут использоваться в конечной системе. Есть две или три модели. Одна из них - на руках. Также, мне не могут точно сказать, на какой частоте они будут работать. Насколько я понял, существует возможность раскачать антены на нескольких различных частотах (несущих) в пределах их динамического диапазона (до 50 КГц, так было заявлено). Сам сигнал - фазоманипулированный. Т. к. нет надежных исследований для антен на предмет их эффективности при передачи сигналов на различных частотах (особенно для фазоманипулированных сигналов - никто мне не может сказать, что будет с бедной антенкой, если эелектрончики через ее пьезоэлементы резко потекут в другую сторону =)). Это одно. Что касается спектров. Что передаем - математическая последовательность, на основе фазовой манипуляции гармонического сигнала. Причем уровень сигнала равен или меньше уровня шума (там в океане рыбки булькают, пузыри надувают)! Отсюда, единственный вывод, который приходит мне в голову (может он и не верный) - мне надо усилить ВСЕ!.. в пределах заданного диапазона. Естественно, постоянная составляющая, совсем низкие частоты в единицы, десятки герц мне побоку - это не эффективно с точки зрения передачи информации, да и антена сомневаюсь, что захочет "петь" в таком режиме.

DC-DC преобразователи надеюсь все-таки использовать (если нет других предложений). Нашел с погрешностью в 3%. Помехи придется ответственно фильтровать.

Alex11, сигма-дельта АЦП я бы и сам с радостью, посмотрю предложенные Вами. Главное чтобы частоты и разрядность "пролезли".

Stanislav, про аудио-кодек не знаю, честно. Ну как минимум по требуемым частотам он уже не может удовлетворить... А параллельный выход - требование (в цифре там FPGA с кучей I/O - не жалко). Вопрос к Вам. Поясните: "Судя по импедансу, полевички могут подойти лучше биполярников". Я не ктому что не согласен, а к тому, что реально не знаю =).

Всем спасибо.

P.S. И вот еще что... Не помню, писал или нет. Из моего поста может быть не совсем понятно - "Антена посылает сигнал...."???? Антена приемо-передающая. Одна и та же может и посылать и передавать. Я разрабатываю только приемник... пока. =)

[Stanislav]

Поясню. Вся проблема в том, что люди "наверху" в данный момент не знают конкретные модели антен, которые будут использоваться в конечной системе. Есть две или три модели. Одна из них - на руках. Также, мне не могут точно сказать, на какой частоте они будут работать. Насколько я понял, существует возможность раскачать антены на нескольких различных частотах (несущих) в пределах их динамического диапазона (до 50 КГц, так было заявлено). Сам сигнал - фазоманипулированный. Т. к. нет надежных исследований для антен на предмет их эффективности при передачи сигналов на различных частотах (особенно для фазоманипулированных сигналов - никто мне не может сказать, что будет с бедной антенкой, если эелектрончики через ее пьезоэлементы резко потекут в другую сторону =)). Это одно.

Понятно.
Теоретики (в хорошем смысле слова; термин такой) построили некие модели, и на основе этих моделей получили некие решения. Вопрос за "малым": как это реализовать на практике.
Извиняюсь за лирическое отступление, сильно смахивающее на оффтоп.
Грамотно поставленная(т.е. формализованная до "возможности предела") задача всегда имеет практическое решение. И таких решений - всегда несколько.
Более того, попытка решить задачу, которая не формализована (т.е., условия не оговорены, а есть только "пожелания"), обречена на заведомый провал.
Из данных положений следует (они не бесспорны, но этому меня когда-то неявно учили), что для решения Вашего вопроса необходимо и достаточно строгое понимание начальных условий, и параметрические, сиречь, формально определённые требования к результату (в данном случае, выходному сигналу усилителя), а также хороший уровень инженерного мышления и сообразительности.
Насчёт схемотехники рассуждать рано. Схемные решения есть лишь "железное" воплощение мысли.
А если её нет изначально - делайте усилок любым. Пипл схавает...

...Что касается спектров. Что передаем - математическая последовательность, на основе фазовой манипуляции гармонического сигнала. Причем уровень сигнала равен или меньше уровня шума (там в океане рыбки булькают, пузыри надувают)!

Китики пе.дят...
Я не понял, чессно, ежли у Вас активная антенна (насколько я могу представить, гидрофонная решётка), будьте добры хотя бы узнать модуль долговременного спектра излучаемого сигнала.
А также ознакомиться с характеристиками комплексного сопротивления передающе-приёмного элемента в данной полосе частот.
Ежли у Вас пассивная антенна, определитесь со спектром принимаемых сигналов. Об остальном - см. выше. Ещё очень желательно знать их статистические свойства (это, правда, уже не для усилка).

...Отсюда, единственный вывод, который приходит мне в голову (может он и не верный) - мне надо усилить ВСЕ!.. в пределах заданного диапазона.

Какого диапазона?
Учтите, что "диапазон" должен быть взят не "от балды", а технически обоснован.

...Stanislav, про аудио-кодек не знаю, честно. Ну как минимум по требуемым частотам он уже не может удовлетворить... А параллельный выход - требование (в цифре там FPGA с кучей I/O - не жалко)...

Вот так-то всё, "не жалко". Я, например, каждый вывод экономлю...
Аудио-кодэки способны цифровать сигнал до 50 кГц однозначно. Для "бытовухи" сойдёт.
Если у Вас приложение более серьёзное, конечно, такую технику применять нельзя.
Но последовательный вывод данных ничем не хуже параллельного, если речь идёт об оцифровке сигналов звукового (и даже ультразвукового) диапазона. Поясните это вашим спецам по FPGA, плиз.

ЗЗЫ. Для обработки сигналов такого частотного диапазона нужно применять не FPGA, а DSP. Правда, от коликчества приёмных элементов зависит. Ежли более 1000, тогда FPGA может иметь сенс...

Вопрос к Вам. Поясните: "Судя по импедансу, полевички могут подойти лучше биполярников". Я не ктому что не согласен, а к тому, что реально не знаю =).

Я просто предположил, что Ваш приемо-передающий элемент есть титанат-баривая пластина, нагруженная на воду. Для неё полевики подходят лучше, если не играет роль энергопотребление.
Для начала конкретного обсуждения, приведите комплексный импеданс приёмного элемента в интересующем диапазоне частот. А также прочитайте ещё раз всё то, о чём я писал выше.

ЗЫ. Да, ещё. Если принимающий элемент соединён с усилком посредством кабеля, будьте добры, пожалуйста, привести характеристики такого кабеля (погонную ёмкость, прежде всего; длину Вы уже определили).
Схемотехника и топология усилительного тракта от этого сильно зависит. Особенно, когда речь идёт о микровольтах.