реклама на сайте
подробности

 
 
> МШУ, Покритикуйте схему
Alexashka
сообщение Oct 21 2010, 11:37
Сообщение #1


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Назрела необходимость сделать МШУ с малым потреблением. Перебрав все известные ОУ и не удовлетворившись результатом решил попробовать на входе малошумящий биполярный транзистор.
Сейчас в железе собран каскад на одном транзисторе по схеме 1.
Прикрепленное изображение

На схеме только первый каскад усиления, дальше идет остальная часть усилителя и фильтр НЧ, ограничивающий полосу пропускания в 350Гц.
Работает отлично, шумы 2,8нВ/sqrt(Гц) приведен.ко входу при токе коллектора 260мкА (практически это потребление всей схемы).
Для сравнения в схеме с OPA378 (20нВ/sqrt(Гц)) на выходе интегральный шум в 5 раз больше при соизмеримом токе потребления.
Скорей всего этот вариант схемы не пойдет -нелинейные искажения да и температурная стабильность будет проблемой. Сразу походу вопрос- можно ли получить тут КНИ меньше 0,1% если применить только локальную ОС (в эмиттере). Усиление транзистора нужно сохранить максимальным, чтобы не нахватать шумов по цепям питания и в последующих каскадах.

На второй схеме усилитель с ОУ в обратной связи.
Прикрепленное изображение

В модели работает не хуже первого варианта, но емкость в 2200мк смущает. Хотелось бы от нее както избавиться, но обрезать НЧ нужно не выше 2Гц. Подскажите, какие еще схемотехнические решения тут можно применить?
ЗЫ. Референс на Х107 чтобы задавать уровень напряжения на коллекторе (и ток коллектора), Х108 призван генерировать "чистое" питание для первого каскада, поскольку шумы питания в данном варианте будут подавляться только в Ку транзистора раз, т.е цепь питания весьма критична к "чистоте".
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
Tanya
сообщение Oct 22 2010, 05:22
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 15:37) *
Назрела необходимость сделать МШУ с малым потреблением. Перебрав все известные ОУ и не удовлетворившись результатом решил попробовать на входе малошумящий биполярный транзистор.

А на специальные пары транзисторов для этих целей не смотрели?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 22 2010, 15:00
Сообщение #3


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(Tanya @ Oct 22 2010, 09:22) *
А на специальные пары транзисторов для этих целей не смотрели?

Типа MAT12 ? Смотрел, по шумам отличные транзисторы, но живьем нет попробовать. Диф каскад конечно удобнее- подавление помех по питанию будет порядка сотни, и ОС можно сделать без супербольших конденсаторов. С другой стороны, шумы в 1,4 раза больше чем у одиночного транзистора, да и корпус у них жуткий, почему они не делают в SOT23? Ретро-мода? biggrin.gif

Цитата(alexkok @ Oct 22 2010, 10:26) *
Если использовать без согласующего трансформатора, то у биполярного шумы должны быть меньше.
Но если пытаться выжать предельную чувствительность и ставить трансформатор, то имхо полевик даст лучшую чувствительность.

Трансформатор-монстр получится, чтобы от 2Гц работал smile.gif
Цитата(alexkok @ Oct 22 2010, 10:26) *
У биполярных без ООС Кни по второй гармонике численно примерно равен входному напряжению в милливольтах.

Это чеж КНИ единица выходит?! 07.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 22 2010, 16:51
Сообщение #4


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Alexashka @ Oct 22 2010, 19:00) *
Трансформатор-монстр получится, чтобы от 2Гц работал smile.gif

Вам же милливольты нужны вроде...
Цитата
Это чеж КНИ единица выходит?! 07.gif

1мВ = 1%

Сообщение отредактировал alexkok - Oct 22 2010, 17:00


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 23 2010, 20:19
Сообщение #5


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(alexkok @ Oct 22 2010, 20:51) *
Вам же милливольты нужны вроде...

1мВ = 1%

Я так понимаю надо получить определенное индуктивное сопротивление первичной обмотки, скажем равное сопротивлению источника 350Ом на частоте 2Гц. Получается 28Гн. Вторичка будет раз в 5-10 больше. Большая обмотка получится sad.gif

1%, ясно...это много.

Цитата(rloc @ Oct 22 2010, 20:14) *
Наткнулся на интересную pdf, может пригодится?
[attachment=49081:Ultra_lo...plifiers.pdf]

Прикольно! очень в тему статья, спасибо!
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 24 2010, 08:10
Сообщение #6


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Alexashka @ Oct 23 2010, 23:19) *
Я так понимаю надо получить определенное индуктивное сопротивление первичной обмотки, скажем равное сопротивлению источника 350Ом на частоте 2Гц. Получается 28Гн. Вторичка будет раз в 5-10 больше. Большая обмотка получится sad.gif

Скорее всего уровень шумов в Вашей системе определяется внешними акустическими шумами, а не шумами усилителя и то, что Вы здесь задали этот вопрос говорит лишь о том, имхо, что человек отвечающий за систему, в Вашей конторе "мышей не ловит", или его вообще нет.
А трансформатор приемлемых габаритов для таких частот, если оно действительно надо, делается на суперпермаллое, что-то типа этого
http://www.ec21.com/product-details/Custom...e--3541942.html
Но, имхо, Вам это не нужно и, скорее всего, можно обойтись операционником с малым потреблением.
Цитата
1%, ясно...это много.

ledum Вам подсказал как эта проблема решается.

Сообщение отредактировал alexkok - Oct 24 2010, 08:11


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 24 2010, 10:37
Сообщение #7


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(alexkok @ Oct 24 2010, 12:10) *
Скорее всего уровень шумов в Вашей системе определяется внешними акустическими шумами, а не шумами усилителя и то, что Вы здесь задали этот вопрос говорит лишь о том, имхо, что человек отвечающий за систему, в Вашей конторе "мышей не ловит", или его вообще нет.
А трансформатор приемлемых габаритов для таких частот, если оно действительно надо, делается на суперпермаллое, что-то типа этого
http://www.ec21.com/product-details/Custom...e--3541942.html
Но, имхо, Вам это не нужно и, скорее всего, можно обойтись операционником с малым потреблением.

ledum Вам подсказал как эта проблема решается.

Да нет, не совсем так. Геофон работает отлично, по крайней мере звуки он не ловит (если Вы имели ввиду это) и чувствительность у него неплохая. Проблема зимой- почва твердеет и сейсмические колебания практически не передаются (по крайней мере от человека). Сигнал (если он и есть) теряется в собственных шумах усилителя.
Схемка из ежегодника неплохая, но только для КТ3107 (помню их как раз юзали в микротоковом режиме, где они лучше всего работают), для моего sc2240 сгодится чтото из статейки которую любезно предоставил rloc, в понедельник смоделирую и попробую спаять smile.gif
Кстати а какой уровень насыщения у этих трансов? Как они будут себя вести при наличии достаточно сильного внешнего поля (скажем в 10 раз сильнее поля земли)?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Oct 24 2010, 20:42
Сообщение #8


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(Alexashka @ Oct 24 2010, 13:37) *
Кстати а какой уровень насыщения у этих трансов? Как они будут себя вести при наличии достаточно сильного внешнего поля (скажем в 10 раз сильнее поля земли)?

0.7Тл, вероятно придется экранировать.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 25 2010, 03:26
Сообщение #9


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(alexkok @ Oct 25 2010, 00:42) *
0.7Тл, вероятно придется экранировать.

0.7 Т.Это трудно экранировать. 7 килоэрстед. (или килогаусс. Кому как удобнее.) Улетит экран... вместе с трансформатором.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 25 2010, 05:12
Сообщение #10


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(Tanya @ Oct 25 2010, 07:26) *
0.7 Т.Это трудно экранировать. 7 килоэрстед. (или килогаусс. Кому как удобнее.) Улетит экран... вместе с трансформатором.

Не особо силен в магнитных расчетах, но если в формулу для магнитной индукции B=мю*мю0*H подставить типовые величины мю=100000, Н=40А/м (среднее поле земли), получим B = 4*Пи*10e-7*10e5*40 = 5 Тл. Это внутри пермаллоя. Так что он видимо уже насытится.

Цитата(sergk @ Oct 25 2010, 08:58) *
Посмотрите www.cirrus.com/en/pubs/proDatasheet/CS3001-02_F9.pdf , может устроит игрушка.

У Линеара есть намного лучше - LT6233, но потребление хотелось бы на порядок меньше.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 25 2010, 05:52
Сообщение #11


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Alexashka @ Oct 25 2010, 09:12) *
Не особо силен в магнитных расчетах, но если в формулу для магнитной индукции B=мю*мю0*H подставить типовые величины мю=100000, Н=40А/м (среднее поле земли), получим B = 4*Пи*10e-7*10e5*40 = 5 Тл. Это внутри пермаллоя. Так что он видимо уже насытится.

По Вашей логике магнитные экраны не должны работать. Это, однако, не так. И всегда (мало)сигнальные трансформаторы экранируют. Что и Вам придется, если будете их делать.
Если намотать обмотку на тонкий тороид, то такое поле будет везде внутри примерно одинаковое и, действительно, можно насытить сердечник... А в поле Земли... Будет экранирование внутренних частей наружными. Размагничивающий фактор...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 25 2010, 06:40
Сообщение #12


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(Tanya @ Oct 25 2010, 09:52) *
По Вашей логике магнитные экраны не должны работать. Это, однако, не так. И всегда (мало)сигнальные трансформаторы экранируют. Что и Вам придется, если будете их делать.
Если намотать обмотку на тонкий тороид, то такое поле будет везде внутри примерно одинаковое и, действительно, можно насытить сердечник... А в поле Земли... Будет экранирование внутренних частей наружными. Размагничивающий фактор...

Пермаллой разный есть, есть с высоким мю, есть с высоким уровнем насыщения. Почему экраны не работают? Работают smile.gif Они вбирают в себя линии магнитного поля и внтури образуется область "разреженного" поля. А внутри ферромагнетика магнитные моменты вещества повернуты по полю и усиливают его. В свежеспеченном пермаллое до миллиона раз.
Поэтому и не хочу применять трансформаторы, и без них проблем хватает smile.gif

Цитата(alexkok @ Oct 25 2010, 10:19) *
Надо эффективную проницаемость брать, она практически равна единице, а не 100000.

А по Вашей логике выходит, что что с воздухом в качестве сердечника, что с пермаллоем- результат будет одинаковый (мю воздуха =1 и эффективное мю пермаллоя по Вашему =1). Катушка намотанная на пермаллоевом сердечнике чуствует изменения внешнего магнитного поля гораздо сильнее, проверено на практике glare.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 25 2010, 07:01
Сообщение #13


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Alexashka @ Oct 25 2010, 10:40) *
А по Вашей логике выходит, что что с воздухом в качестве сердечника, что с пермаллоем- результат будет одинаковый (мю воздуха =1 и эффективное мю пермаллоя по Вашему =1). Катушка намотанная на пермаллоевом сердечнике чуствует изменения внешнего магнитного поля гораздо сильнее, проверено на практике glare.gif

А на торе?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 25 2010, 09:49
Сообщение #14


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(Tanya @ Oct 25 2010, 11:01) *
А на торе?

Ну если линии внешнего поля направлены перпендикулярно плоскости тора, то можно считать что длина его стала равна толщине. Да, эффективная проницаемость думаю в разы упадет.

Вы вот что лучше подскажите
зачем в этой схеме ПОС на базу сделана? По постоянному току. И как рассчитать значения R1, R2, R8 -хочу их номиналы увеличить, т.к емкость тут опять получается 2200мк.

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tanya
сообщение Oct 25 2010, 11:09
Сообщение #15


Гуру
******

Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883



Цитата(Alexashka @ Oct 25 2010, 13:49) *
Ну если линии внешнего поля направлены перпендикулярно плоскости тора, то можно считать что длина его стала равна толщине. Да, эффективная проницаемость думаю в разы упадет.

Вы вот что лучше подскажите
зачем в этой схеме ПОС на базу сделана? По постоянному току. И как рассчитать значения R1, R2, R8 -хочу их номиналы увеличить, т.к емкость тут опять получается 2200мк.

Во всем с Вами несогласная. И положительную обратную связь не вижу.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 25 2010, 11:59
Сообщение #16


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(Tanya @ Oct 25 2010, 15:09) *
Во всем с Вами несогласная. И положительную обратную связь не вижу.

Ну какжешь- с выхода ОУ через R8 и R2 на базу Т1 -ПОС по постоянке.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Oct 25 2010, 18:55
Сообщение #17


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(Alexashka @ Oct 25 2010, 15:59) *
ПОС по постоянке.

У меня складывается впечатление, что в схему действительно закралась какая-то ошибка. Не должно быть ПОС и тем более описание не совсем стыкуется с самой схемой. Мне кажется схема была перерисована из того же источника, откуда она появилась в Радиоежегоднике за 1986, которую любезно предоставил ledum в 11-ом посте http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
[attachment=49185:radioezh...dnik1986.zip]
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 26 2010, 08:05
Сообщение #18


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(rloc @ Oct 25 2010, 22:55) *
У меня складывается впечатление, что в схему действительно закралась какая-то ошибка. Не должно быть ПОС и тем более описание не совсем стыкуется с самой схемой. Мне кажется схема была перерисована из того же источника, откуда она появилась в Радиоежегоднике за 1986, которую любезно предоставил ledum в 11-ом посте http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
[attachment=49185:radioezh...dnik1986.zip]

Мдя, при любом удобном случае схема улетает в ограничение mad.gif
Возможно этой ПОС автор пытался добиться уменьшения потребления по выходу ОУ (через 4,7к).
А я вернулся к своей первой схеме smile.gif
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Oct 26 2010, 15:02
Сообщение #19


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Alexashka, есть вопросы по вашей схеме:
1) Зачем подавать питание с усилителя?
2) Зачем диод D2?
3) Чем ограничивается общее усиление схемы?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 28 2010, 06:57
Сообщение #20


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(rloc @ Oct 26 2010, 19:02) *
Alexashka, есть вопросы по вашей схеме:
1) Зачем подавать питание с усилителя?
2) Зачем диод D2?
3) Чем ограничивается общее усиление схемы?

1. Шумов меньше чем от LDO и можно моделировать (задавать) шумы резистором на входе ОУ- удобно для оценки влияния шумов по цепи питания.
2. Это я пытался сделать температурную компенсацию, еще не разобрался как лучше сделать, но скорей всего диоды надо ставить в нижнее плечо делителя.
3. В идеале должно быть К=(R497+R502)/R502*R501/R468. Но в реале меньше, т.к в ОУ введена местная ООС. Сделал так чтобы избежать возбуда, т.к. петлевое усиление схемы очень большой, но если удастся, то R498 выкину.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Oct 29 2010, 08:52
Сообщение #21


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(Alexashka @ Oct 28 2010, 10:57) *
1. Шумов меньше чем от LDO и можно моделировать (задавать) шумы резистором на входе ОУ- удобно для оценки влияния шумов по цепи питания.

Вместо LDO можно использовать фильтр на транзисторе.

Цитата(Alexashka @ Oct 28 2010, 10:57) *
2. Это я пытался сделать температурную компенсацию, еще не разобрался как лучше сделать, но скорей всего диоды надо ставить в нижнее плечо делителя.

В каком плече ни стоял бы диод, термокомпенсации он не обеспечит.

Цитата(Alexashka @ Oct 28 2010, 10:57) *
3. В идеале должно быть К=(R497+R502)/R502*R501/R468. Но в реале меньше, т.к в ОУ введена местная ООС. Сделал так чтобы избежать возбуда, т.к. петлевое усиление схемы очень большой, но если удастся, то R498 выкину.

Еще раз хочется вернуться к 11-му посту http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
Эта схема более линейная, меньше вероятность самовозбуждения и легче термокомпенсировать путем добавления диода в базовую цепь смещения транзистора. Переработать ее для работы при однополярном питании, по моим прикидкам, не составляет труда.

У National есть аппноут AN-222.pdf, по измерениям схема на двух транзисторах обладает КНИ < 0.016% при выходном сигнале до 300mV

Прикрепленное изображение
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Oct 29 2010, 19:37
Сообщение #22


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(rloc @ Oct 29 2010, 12:52) *
Вместо LDO можно использовать фильтр на транзисторе.

Ваш вариант интересен, но чем Вам не нравится мой вариант с ОУ? Тем более если нужно сделать 3В из 5, то с фильтром уже надо чтото городить, а с ОУ пробем нет-просто подбираешь коэффициент делителя. К томуже, фильтр как последовательный регулирующий элемент не обеспечит отбор вытекающего тока, а в схеме с емкостями и микропотребляющими ОУ это может быть запросто.

Цитата(rloc @ Oct 29 2010, 12:52) *
В каком плече ни стоял бы диод, термокомпенсации он не обеспечит.

Абсолютно согласен! rolleyes.gif
Сейчас он стоит у меня в делителе ОС, вроде нормально работает -уход нуля всего 9мВ во всем диапазоне температур.

Цитата(rloc @ Oct 29 2010, 12:52) *
Еще раз хочется вернуться к 11-му посту http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=827602
Эта схема более линейная, меньше вероятность самовозбуждения и легче термокомпенсировать путем добавления диода в базовую цепь смещения транзистора. Переработать ее для работы при однополярном питании, по моим прикидкам, не составляет труда.

Линейность определяется насколько я понимаю только коэфф. обратной связи и чем он больше, тем больше вероятность возбуда кстати.
Я уже говорил что в этой схеме транз работает в микротоковом режиме (20мкА если верить цифрам с напряжениями), а для каждого источника сигнала существует свой оптимальный по шумам ток коллектора. Для моего случая этот ток находится в пределах 0,6...1,5мА.

Цитата(rloc @ Oct 29 2010, 12:52) *
У National есть аппноут AN-222.pdf, по измерениям схема на двух транзисторах обладает КНИ < 0.016% при выходном сигнале до 300mV

Прикрепленное изображение

это хорошая схема, но с ОУ проще- легче все настраивается, хочу еще поиграться с режимами работы транзистора, попробовать различные транзисторы. Все работает отлично, но мне пока не удалось получить теже шумы что и у автора той статьи, так что буду продолжать экспериментировать smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Nov 1 2010, 14:04
Сообщение #23


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(Alexashka @ Oct 29 2010, 22:37) *
Линейность определяется насколько я понимаю только коэфф. обратной связи и чем он больше, тем больше вероятность возбуда кстати.

Линейность определяется не только коэффициентом обратной связи. Резистор в эмиттере хорошо линеаризует входную цепь за счет локальной ООС и несколько ограничивает усиление.
Мне думается усилитель AD8541 взяли слишком шумный, если у него только на 1kHz 40nV/sqrtHz, то на 100 и 10 вообще страшно предположить, усиления входного каскада не хватит для снижения коэффициента шума.

Цитата(Alexashka @ Oct 29 2010, 22:37) *
хочу еще поиграться с режимами работы транзистора, попробовать различные транзисторы. Все работает отлично, но мне пока не удалось получить теже шумы что и у автора той статьи, так что буду продолжать экспериментировать smile.gif

Маломощные биполярные транзисторы как правило, за исключением специальных малошумящих сборок типа SSM2212 THAT300 или сверхвысокочастотных, обладают большим сопротивлением базы и соответственно сильно шумят, даже такие как BC549C:
http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Nov 2 2010, 07:16
Сообщение #24


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(rloc @ Nov 1 2010, 18:04) *
Линейность определяется не только коэффициентом обратной связи. Резистор в эмиттере хорошо линеаризует входную цепь за счет локальной ООС и несколько ограничивает усиление.
Мне думается усилитель AD8541 взяли слишком шумный, если у него только на 1kHz 40nV/sqrtHz, то на 100 и 10 вообще страшно предположить, усиления входного каскада не хватит для снижения коэффициента шума.

Есть менее шумные, правда и с бОльшим потреблением. Скорей всего Вы правы, для отработки схемы лучше взять чтото менее шумное.
Цитата(rloc @ Nov 1 2010, 18:04) *
Маломощные биполярные транзисторы как правило, за исключением специальных малошумящих сборок типа SSM2212 THAT300 или сверхвысокочастотных, обладают большим сопротивлением базы и соответственно сильно шумят, даже такие как BC549C:
http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html

Приложил даташит на используемый транзистор. Нойс фигура при токе 600мкА и сопротивлении источника сигнала 100 Ом дает 3дБ на 10Гц. Это в пересчете на собственные шумы транзистора дает 1,3нВ/sqrt(Гц) (на 1кГц эта цифра вообще 0,8нВ/sqrt(Гц)), что соответствует самым лучшим из малошумящих транзисторов что мне попадались. Так что не знаю на счет базового сопротивления, возможно оно тут минимизируется в процессе изготовления кристалла.
Кстати спасибо за ссылку, давно ее искал!
У автора проблема постоянки решена введением генератора тока в цепь эмиттера первого каскада, но по переменке все равно нужно ставить чтото порядка 2200мкФ в эмиттер...т.е по факту вернулись к изначальному вопросу blink.gif
Прикрепленные файлы
Прикрепленный файл  2SC2240.pdf ( 225.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 57
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 2 2010, 13:56
Сообщение #25


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Цитата(Alexashka @ Nov 2 2010, 10:16) *
..все равно нужно ставить чтото порядка 2200мкФ в эмиттер...т.е по факту вернулись к изначальному вопросу blink.gif

С дифкаскадом никакого 2200мк не надо, вообще, можно без электролитов обойтись .
Неужели, лишние 3дб шума так так критичны?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Nov 2 2010, 17:35
Сообщение #26


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(enom @ Nov 2 2010, 17:56) *
С дифкаскадом никакого 2200мк не надо, вообще, можно без электролитов обойтись .
Неужели, лишние 3дб шума так так критичны?

Конечно, я же экстремал.
Шутю biggrin.gif Если серьезно, то можно и диф каскад сделать, но сначала хочу понять почему у меня не выходит уровень шумов как в даташите, вот а еще из минусов диф каскада- кроме лишнего шума еще потребление возрастет в 2 раза.

Update от 02.11.10
Ну вот теперь схема запитана от штатного источника 5В (схема 1). Шумы не изменились по сравнению с батарейкой. Это обнадеживает smile.gif Значит можно обойтись без диф каскада.
Результаты такие:
При Rgen=50 Ом (выход делителя 80дБ) имеем
общее усиление К=1380мВ/0,0046мВ = 300000;
Uшума=85мВ п-п или 12,9мВ эфф.по В3-57
(на треть больше чем расчетное)
Т.е Uш приведен. ко входу = 40нВ в полосе 360Гц
или 2,1нВ/sqrt(Гц).

Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных? и почему меньше чем в схеме 2 (в ней было получено 53нВ приведенных ко входу шумов)?
Полосы пропускания в обоих случаях одинаковые (2..360Гц).
>>> Упс, наврал, у первой схемы нижняя граница полосы частот примерно от 6 Гц, у второй -от 9Гц. Ладно вопрос со второй схемой снимаю, возможно я некорректно измерил там Ку unsure.gif
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 3 2010, 05:52
Сообщение #27


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Цитата(Alexashka @ Nov 2 2010, 20:35) *
Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных? и почему меньше чем в схеме 2

Элементарно: 220мк > 22, посчитайте сопротивление конденсатора на 2 герцах.
Цитата(Alexashka @ Nov 2 2010, 20:35) *
Вопросы: почему шумы в схеме 1 больше расчетных?

Например, из-за монтажа:земля плохо разведена, а скорее всего из-за тех же кондёров, электролиты шумят,
(да и искажения от них бывают)я когда делал себе усилитель, вообще обошёлся без них, только по питанию стояли, полоса, кстати, была от 2Гц.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Alexashka
сообщение Nov 3 2010, 08:45
Сообщение #28


Практикующий маг
******

Группа: Свой
Сообщений: 3 634
Регистрация: 28-04-05
Из: Дубна, Моск.обл
Пользователь №: 4 576



Цитата(enom @ Nov 3 2010, 09:52) *
Элементарно: 220мк > 22, посчитайте сопротивление конденсатора на 2 герцах.

Например, из-за монтажа:земля плохо разведена, а скорее всего из-за тех же кондёров, электролиты шумят,
(да и искажения от них бывают)я когда делал себе усилитель, вообще обошёлся без них, только по питанию стояли, полоса, кстати, была от 2Гц.

Вы хотите сказать изза токового шума транзистора?

Кстати у меня везде тантал стоит и керамика, электролиты не применяю.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 3 2010, 09:38
Сообщение #29


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Цитата(Alexashka @ Nov 3 2010, 11:45) *
Вы хотите сказать изза токового шума транзистора?

Из-за него, но не только: к сопротивлению источника, подключается сопротивление кондёра, и у обоих тепловые(как минимум) шумы.
Источник сигнала я бы включил вместо R511, если возможно, а на диод - отдельное смещение,
обратную связь лучше заводить в эмиттер.

Тантал тоже электролит, хотя лучше.


Цитата(rloc @ Nov 3 2010, 12:33) *
Не пробовали параллельно 2 транзистора включать?

На низкоомном источнике можно 1дб выцарапать.

Сообщение отредактировал enom - Nov 3 2010, 09:47
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Nov 3 2010, 10:05
Сообщение #30


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(enom @ Nov 3 2010, 12:38) *
Цитата(Alexashka @ Nov 3 2010, 11:45) *

Вы хотите сказать изза токового шума транзистора?

Из-за него, но не только: к сопротивлению источника, подключается сопротивление кондёра, и у обоих тепловые(как минимум) шумы.

ESR электролита можно пренебречь. А токовые шумы транзистора (дробовые переходов BE + CE) уже учтены на графике NF в даташите, для выбранной рабочей точки транзистора (тока коллектора) и сопротивления источника.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 3 2010, 16:52
Сообщение #31


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Цитата(rloc @ Nov 3 2010, 13:05) *
А токовые шумы транзистора (дробовые переходов BE + CE) уже учтены на графике NF в даташите, для выбранной рабочей точки транзистора (тока коллектора) и сопротивления источника.

Так вот сопротивление источника, это сопротивление собственно источника+сопротивление конденсатора,
на низких частотах значимо, тем более в области шумов 1/f.
Впрочем, автор, надеюсь, поменяет кондёры, и скажет, что получилось. smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Nov 3 2010, 17:05
Сообщение #32


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(enom @ Nov 3 2010, 19:52) *
Так вот сопротивление источника, это сопротивление собственно источника+сопротивление конденсатора,
на низких частотах значимо, тем более в области шумов 1/f.

Не встречал электролитических конденсаторов с ESR > 2 Ом из низковольтных с большой емкостью, а фликкер-шум для резисторов всегда был пренебрежимо мал.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 3 2010, 17:55
Сообщение #33


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Цитата(rloc @ Nov 3 2010, 20:05) *
фликкер-шум для резисторов всегда был пренебрежимо мал.

Для резистора мал, но с уменьшением частоты растёт спектральная плотность токового шума транзистора, который ещё и умножается на увеличивающееся сопротивление источника (за счёт конденсатора).
ESR тут не причём, играет роль комплексное сопротивление конденсатора.

Сообщение отредактировал enom - Nov 3 2010, 17:58
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Nov 3 2010, 18:20
Сообщение #34


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(enom @ Nov 3 2010, 20:55) *
Для резистора мал, но с уменьшением частоты растёт спектральная плотность токового шума транзистора, который ещё и умножается на увеличивающееся сопротивление источника (за счёт конденсатора).

В 49 посте автор топика приводил даташит на входной транзистор, в нем есть два графика NF для двух случаев F=10Hz (учтен фликкер-шум) и F=1KHz. В обоих случаях при росте сопротивления источника сигнала хоть с 50 Ом, хоть с 600 Ом коэффициент шума при рабочей точке коллектора в 600uV падает.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 3 2010, 19:56
Сообщение #35


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Цитата(rloc @ Nov 3 2010, 21:20) *
В 49 посте автор топика приводил даташит на входной транзистор, в нем есть два графика NF для двух случаев F=10Hz (учтен фликкер-шум) и F=1KHz. В обоих случаях при росте сопротивления источника сигнала хоть с 50 Ом, хоть с 600 Ом коэффициент шума при рабочей точке коллектора в 600uV падает.

Но автор спрашивал не про коэффициент, а про сам шум.
Коэффициент, может, и падает, а шум с ростом сопротивления растёт - законы физики.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
rloc
сообщение Nov 4 2010, 08:16
Сообщение #36


Узкополосный широкополосник
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462



Цитата(enom @ Nov 3 2010, 22:56) *
Но автор спрашивал не про коэффициент, а про сам шум.

Если обратиться к определению коэффициента шума - это есть отношение сигнал/шум на входе к сигнал/шум на выходе. Таким образом уменьшение коэффициента шума при неизменном уровне сигнала и постоянстве коэффициента передачи означает уменьшение уровня шума, как на входе так и на выходе!

Цитата(enom @ Nov 3 2010, 22:56) *
Коэффициент, может, и падает, а шум с ростом сопротивления растёт - законы физики.

Если сопротивление реактивное - никакой шум не растет и никакого противоречия с законами физики нет! Да и вообще, если внимательно почитаете, автор измеряет не общий шум, а шумы только усилителя (без источника), приведенные ко входу, которые в данном случае по замыслу целиком определяются входным транзистором.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
enom
сообщение Nov 4 2010, 14:30
Сообщение #37


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 128
Регистрация: 1-11-10
Из: Королёв, Моск.обл.
Пользователь №: 60 575



Замечательный пример, как вроде правильная логическая конструкция приводит к абсурду: поставьте на вход 1пф и померьте шум. biggrin.gif

Другой пример: увеличивая сопротивление источника, шум на выходе увеличивается, несмотря на уменьшение коэффициента шума(в некоторой области, как следует из графика), вследствие того, что тепловые шумы активного сопротивления растут быстрее, чем уменьшается коэффициент шума.

Сообщение отредактировал enom - Nov 4 2010, 14:35
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- Alexashka   МШУ   Oct 21 2010, 11:37
- - HardJoker   Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 15:37) На...   Oct 21 2010, 12:01
|- - Alexashka   Цитата(HardJoker @ Oct 21 2010, 16:01) Дл...   Oct 21 2010, 16:22
|- - alexkok   Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 20:22) Да...   Oct 21 2010, 23:08
||- - Alexashka   Цитата(alexkok @ Oct 22 2010, 03:08) Имхо...   Oct 22 2010, 03:21
||- - alexkok   Цитата(Alexashka @ Oct 22 2010, 07:21) Ис...   Oct 22 2010, 06:26
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 20:22) мо...   Oct 22 2010, 16:14
- - yrbis   ЦитатаAD604 у ad604 нижняя граница полосы пропуска...   Oct 21 2010, 14:03
|- - HardJoker   Цитата(yrbis @ Oct 21 2010, 18:03) у ad60...   Oct 21 2010, 14:35
- - TSerg   >можно попробовать реализовать входной каскад н...   Oct 21 2010, 14:10
- - yrbis   ещё 0.8 вольта там не будет при 260 мкА, 3 - 260мк...   Oct 21 2010, 14:14
|- - Alexashka   Цитата(yrbis @ Oct 21 2010, 18:14) ещё 0....   Oct 21 2010, 14:58
|- - HardJoker   Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 18:58) Не...   Oct 21 2010, 17:36
|- - Alexashka   Цитата(HardJoker @ Oct 21 2010, 21:36) Ту...   Oct 22 2010, 04:57
- - firstvald   Мне кажется, надо существенно увеличивать резистор...   Oct 21 2010, 14:38
- - yrbis   В схеме без термостабилизации ток расти будет   Oct 21 2010, 16:15
- - ledum   Гляньте в Радиоежегоднике за 1986год статью Н.Сухо...   Oct 21 2010, 16:28
|- - Alexashka   Цитата(ledum @ Oct 21 2010, 20:28) Гляньт...   Oct 21 2010, 16:39
||- - rudy_b   Самые правильные с малыми шумами на низких частота...   Oct 26 2010, 23:51
||- - rudy_b   А какой шум у этой схемы? При закоротке входа чере...   Oct 28 2010, 23:43
|||- - Alexashka   Цитата(enom @ Nov 3 2010, 13:38) Из-за не...   Nov 4 2010, 22:11
||- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 2 2010, 20:35) Воп...   Nov 3 2010, 09:33
|- - alexkok   Цитата(Tanya @ Oct 25 2010, 07:26) 0.7 Т....   Oct 25 2010, 06:19
|- - Tanya   Цитата(alexkok @ Oct 25 2010, 10:19) Надо...   Oct 25 2010, 06:30
|- - alexkok   Цитата(Tanya @ Oct 25 2010, 09:30) Экран ...   Oct 25 2010, 06:57
- - sergk   Посмотрите www.cirrus.com/en/pubs/proDatasheet/CS3...   Oct 25 2010, 04:58
- - Alexashka   На замкнутом источнике мерять нельзя, т.к усиление...   Oct 29 2010, 06:22
- - enom   Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 14:37) На...   Nov 1 2010, 15:30
- - Stanislav   Цитата(Alexashka @ Oct 21 2010, 14:37) ст...   Nov 4 2010, 20:32
|- - Alexashka   Цитата(Stanislav @ Nov 5 2010, 00:32) Кон...   Nov 4 2010, 21:16
|- - Stanislav   Цитата(Alexashka @ Nov 5 2010, 00:16) Пок...   Nov 4 2010, 21:40
- - карабас   А не смотрели в сторону предусилителей - корректор...   Nov 5 2010, 12:18
|- - Alexashka   Цитата(карабас @ Nov 5 2010, 16:18) А не ...   Nov 5 2010, 13:08
||- - карабас   Цитата(Alexashka @ Nov 5 2010, 16:08) где...   Nov 6 2010, 14:22
|- - enom   Когда-то(в раннем детстве) делал подобный усилител...   Nov 5 2010, 13:19
- - galya   ....может подобрать что-то из готового...типа 538У...   Nov 5 2010, 14:01
|- - Alexashka   Цитата(galya @ Nov 5 2010, 18:01) ....мож...   Nov 5 2010, 16:17
|- - enom   Цитата(Alexashka @ Nov 5 2010, 19:17) А д...   Nov 5 2010, 16:56
|- - Alexashka   Цитата(enom @ Nov 5 2010, 20:56) Сорри, н...   Nov 6 2010, 10:19
|- - enom   Да, Т7 был pnp, про шумы только помню, что дальше ...   Nov 6 2010, 13:20
- - Alexashka   Продолжаем наши лабораторные работы по теме ...   Nov 8 2010, 07:22
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 8 2010, 10:22) Сег...   Nov 8 2010, 09:54
|- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 8 2010, 13:54) Поясните...   Nov 8 2010, 10:09
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 8 2010, 13:09) ino...   Nov 8 2010, 11:21
|- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 8 2010, 15:21) При малы...   Nov 8 2010, 11:50
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 8 2010, 14:50) В р...   Nov 8 2010, 12:13
||- - тау   Цитата(rloc @ Nov 8 2010, 15:13) Нельзя л...   Nov 8 2010, 12:59
||- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 8 2010, 16:13) Ой ошибс...   Nov 8 2010, 13:23
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 8 2010, 14:50) Upd...   Nov 8 2010, 13:24
|- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 8 2010, 17:24) Есть бол...   Nov 8 2010, 17:09
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 8 2010, 20:09) Я т...   Nov 8 2010, 17:31
|- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 8 2010, 21:31) Кстати о...   Nov 8 2010, 23:33
|- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 9 2010, 02:33) Пом...   Nov 9 2010, 09:35
|- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 9 2010, 13:35) Мне дума...   Nov 9 2010, 11:06
|- - rloc   Как я понял методики измерения шумов могут быть ра...   Nov 9 2010, 12:26
- - Alexashka   Появилось время отписаться. Итак что сделано: немн...   Nov 12 2010, 15:29
- - rloc   Цитата(Alexashka @ Nov 12 2010, 18:29) Пр...   Nov 13 2010, 10:52
|- - Alexashka   Цитата(rloc @ Nov 13 2010, 13:52) Габарит...   Nov 15 2010, 19:39
- - rudy_b   Я, обычно, использую что-то вроде этой схемы. Это ...   Nov 13 2010, 18:00
- - rloc   Цитата(rudy_b @ Nov 13 2010, 21:00) Я, об...   Nov 13 2010, 18:27
- - rudy_b   Цитата(rloc @ Nov 13 2010, 22:27) Ой, не ...   Nov 13 2010, 19:22
- - Alexashka   Цитата(rudy_b @ Nov 13 2010, 22:22) симул...   Nov 14 2010, 00:23
- - rudy_b   Цитата(Alexashka @ Nov 14 2010, 04:23) Вы...   Nov 15 2010, 06:03
- - Alexashka   Цитата(rudy_b @ Nov 15 2010, 09:03) Вот т...   Nov 16 2010, 14:08
2 страниц V   1 2 >


Reply to this topicStart new topic
3 чел. читают эту тему (гостей: 3, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 19th July 2025 - 09:10
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.02212 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016