Геофоны и акселерометры, Измерения микросейсмических колебаний Опции

[ToR_TDA]

Здравствуйте, форумчане!
В аппаратуре ВСП (Вертикального сейсмического профилирования), традиционно применяют электродинамических сейсмоприемники - геофоны, но в последние годы были выпущены некоторые модели акселерометров с характеристиками подходящими для измерения микросейсмических колебаний. Вопрос заключается в том, как сравнить эти виды датчиков. Например, важным параметром является пороговая чувствительность датчика.
Для геофона расчет выглядит так: напряжение теплового шума e_ш = √4kTRΔf , пороговая чувствительность - X_min = e_ш/S [м/сек] , где S - чувствительность геофона. А вот как сравнить пороговые чувствительности по скорости акселерометров и геофонов?
Выход акселерометра ускорение, значит нужно сначала интегрировать, а затем сравнивать. Помогите разобраться.

[ToR_TDA]

Нашел неплохую статью про расчет шумов и их анализ в Microcap, прикрепил.
И у меня еще есть вопрос не совсем в тему: пытаюсь рассчитать шум ОУ AD797 по формуле 17 из SLVA043b только без заморочек с интегрированием (по табличным значениям как в описании к OPA211) . Интересующий меня диапазон 10-250Гц, а беда в том что для AD797 токовый шум дан только при частоте 1кГц. Может как-то из Spice модели можно узнать шумовую характеристику тока до 1кГц? (модель здесь)

Прикрепленные файлы

 ___.pdf ( 293.95 килобайт ) Кол-во скачиваний: 711

 

[Alexashka]

Нашел неплохую статью про расчет шумов и их анализ в Microcap, прикрепил.
И у меня еще есть вопрос не совсем в тему: пытаюсь рассчитать шум ОУ AD797 по формуле 17 из SLVA043b только без заморочек с интегрированием (по табличным значениям как в описании к OPA211) . Интересующий меня диапазон 10-250Гц, а беда в том что для AD797 токовый шум дан только при частоте 1кГц. Может как-то из Spice модели можно узнать шумовую характеристику тока до 1кГц? (модель здесь)

дык в микрокапе шумы считать проще простого -он сам считает и строит график, проблема как раз в обратном -нет адекватных в плане шумовых характеристик моделей, которые можно было бы не глядя всунуть в симулятор. А так...приходилось делать ручками -брать идеальную (нешумящую) модель транзитора или ОУ и добавлять шумящие компоненты согласно даташиту этого элемента. У AD модели ОУ вообщето неплохие, именно этот не пробовал, но с другими вполне реалистично получалось. Но все равно -лучше ручками посчитать, так оно надежнее будет
Для Вашего случая -геофон и неинвертирующий ус., расчет заметно упрощается если например обратку сделать сопротивлением в неск.раз меньше, чем сопрот.геофона и Ку>>1. Тогда формолка значительно упростится.
Потом можно отдельно посчитать шум источника и шум En ОУ (токовым шумом ОУ скорее всего можно пренебречь- если In*Rgeo<En). Обычно один из этих двух шумов (шум сопротивления геофона или шум ОУ) в разы больше другого. Тогда общий шум будет примерно равен бОльшему из этих двух.
1/f весь сосредоточен на низких частотах, и поэтому он дается уже в интегральном выражении (в полосе до 10Гц). Т.е интегрировать надо в рабочей полосе (от 10Гц до fмакс) с использованием En на частоте 1кГц, т.е тупо Un=En*sqrt(fмакс-10), а потом к этому значению среднеквадратично прибавить Un'(f = 0.1 Hz to 10 Hz). Для оценки более чем достаточно

[ToR_TDA]

дык в микрокапе шумы считать проще простого -он сам считает и строит график, проблема как раз в обратном -нет адекватных в плане шумовых характеристик моделей, которые можно было бы не глядя всунуть в симулятор. А так...приходилось делать ручками -брать идеальную (нешумящую) модель транзитора или ОУ и добавлять шумящие компоненты согласно даташиту этого элемента. У AD модели ОУ вообщето неплохие, именно этот не пробовал, но с другими вполне реалистично получалось. Но все равно -лучше ручками посчитать, так оно надежнее будет
Для Вашего случая -геофон и неинвертирующий ус., расчет заметно упрощается если например обратку сделать сопротивлением в неск.раз меньше, чем сопрот.геофона и Ку>>1. Тогда формолка значительно упростится.
Потом можно отдельно посчитать шум источника и шум En ОУ (токовым шумом ОУ скорее всего можно пренебречь- если In*Rgeo<En). Обычно один из этих двух шумов (шум сопротивления геофона или шум ОУ) в разы больше другого. Тогда общий шум будет примерно равен бОльшему из этих двух.
1/f весь сосредоточен на низких частотах, и поэтому он дается уже в интегральном выражении (в полосе до 10Гц). Т.е интегрировать надо в рабочей полосе (от 10Гц до fмакс) с использованием En на частоте 1кГц, т.е тупо Un=En*sqrt(fмакс-10), а потом к этому значению среднеквадратично прибавить Un'(f = 0.1 Hz to 10 Hz). Для оценки более чем достаточно

Да, спасибо, тут можно пользоваться или Un'(f = 0.1 Hz to 10 Hz) или еще лучше если есть график Un и In от 0.1Гц или 1Гц.
Суть проблемы состоит даже не в расчете шума конкретно AD797, а в сравнении шумовых характеристик на заданной полосе нескольких малошумящих ОУ. Например, ОУ типа: LT1028, OPA211, LME49990 и еще несколько обладают очень хорошими и близкими шумовыми характеристиками. Для такого сравнения, я думаю, необходимо учитывать все источники шума, в том числе и входной токовый шум.
Микрокап считает и строит график исходя из суммарного вклада всех источников шума. Например, для ОУ от Analog Devices модель очень похожа на правду, и Texas Instruments тоже модель правдивую создала, а для LT1028 уже шумовая модель неадекватна. Таким образом, ручной расчет будет достовернее и однозначно подкреплен цифрами и графиками из datasheet-ов, в этом наши мнения сходятся. Но дело в том, что для адекватного сравнения хотелось бы рассчитать все с учетом входного токового шума в том числе. Для opa211 значение In = 1.7пА/sqrt(Гц) при f = 1кГц и 3.2пА/sqrt(Гц) при f = 10Гц. Жаль, что для AD таких значений нет.