Предусилитель сигнала с катушки, В катушке наводится синал магнитным полем... Чем усилить? Опции

[Vldmr]

Здравствуйте, уважаемые форумчане
Встала следующаыя проблема: имеется катушка индуктивности, в которой магнитным полем наводится сигнал с частотами порядка мегагерц. Требуется сделать малошумящий усилиель для усиления этого сигнала.
На чём собрать? Биполярные транзисторы, полевые, малошумящие операционники? Какие приборы на сегодняшний день наименьший шум обеспечивают? Каким образом можно согласовать катушку с её низким выходным сопротивлением в несколько десяков Ом и, например, операционник и его входным сопротивлением в несколько десятков мегаом? И нужно ли такое согласование вообще для обеспечения максимального отношения сигнал-шум?

[yuri_d]

Несерьёзная постановка задачи. Не указан диапазон частот. Не указан диапазон амплитуд сигналов. Не указан желаемый уровень шума.

Под Ваши условия вполне подойдёт радиоприёмник средневолнового диапазона. Там как раз магнитная антена и частота в районе мегагерца (вернее 0,5 - 1,6 МГц).

Далее: не верится в десятки мегаом входного сопротивления усилителя для частот порядка мегагерца. Посчитайте сами: 1 пФ ёмкости монтажа на частоте 1 МГц дают реактивное сопротивление 160 кОм.

На мой взгляд эпоха транзисторов для таких частот давно прошла. Берите малошумящий операционник.

Насчёт согласования: при отсутствии данных о диапазоне частот проще всего поставить резистор в параллель со входным сопротивлением усилителя.

[muravei]

имеется катушка индуктивности, в которой магнитным полем наводится сигнал с частотами порядка мегагерц.

Напоминает приемник прямого усиления. Может не катушка , а контур , настроенный на некоторую частоту? Тогда чтобы его не шунтировать, требуется высокое входное сопротивление, кстати не факт , что оно будет у опера на ВЧ.

[Crowbar]

Действительно, следует уточнить задачу. Хотя бы полосу интересующих частот, параметры катушки и т.п. Можно построить первичный тракт преобразования на опере, включенного по схеме преобразователя ток-напряжение.

[SIA]

Здравствуйте, уважаемые форумчане
Встала следующаыя проблема: имеется катушка индуктивности, в которой магнитным полем наводится сигнал с частотами порядка мегагерц. Требуется сделать малошумящий усилиель для усиления этого сигнала.
На чём собрать? Биполярные транзисторы, полевые, малошумящие операционники? Какие приборы на сегодняшний день наименьший шум обеспечивают? Каким образом можно согласовать катушку с её низким выходным сопротивлением в несколько десяков Ом и, например, операционник и его входным сопротивлением в несколько десятков мегаом? И нужно ли такое согласование вообще для обеспечения максимального отношения сигнал-шум?

На единицах мегагерц - у катушки сопротивление не десятки Ом, а побольше, если только она не совсем маленькая. Ввиду большой реактивности ее имеет смысл настроить в резонанс (при помощи конденсатора, а для бОльшей полосы - вторым контуром), усилитель же сделать со входом на ВЧ полевике. Если все сделать правильно, можно иметь фактор шума порядка 1.1...1.2.

[AlexKLm]

Присоединяюсь к выше сказанному. Добавлю, если уж там десятки ом, то и входной прибор желательно иметь такого-же сопротивления, что в данном случе - биполярный транзистор включенный по схеме в общим эмиттером. А с коллекторного резистрора можно подать хоть и на операционник.
Можно поставить КТ368, покруче h21e желательна, и много ешё что можно.

[Erkekjetter]

Вопрос в тему.

Есть индуктивный датчик (катушка L = порядка микрогенри, сопротивление по постоянному току 2.9Ом и 4.7Ом), наводимая ЭДС от 1-2мВ, диапазон частот от 200Гц до 100кГц.

Как оптимально (отношение сигнал/шум, АЧХ, стабильность параметров в диапазоне температур -40°..+85°С) снять сигнал с этого датчика? Какой усилитель подойдёт, с высоким входным сопротивлением или низким? TI предлагают для подобных целей (съём сигнала с катушек в ЯМР томографе) два операционника THS4503, THS9000 и OPA861 (TRANCONDUCTANCE AMPLIFIERS кто-нить объяснит что энто такое?)

Сообщение отредактировал Erkekjetter - Aug 1 2008, 07:20

[Vldmr]

Я всё-таки не понял, почему выходное сопротивлеие источника сигнала, предсталяющего собой катушку в которой наводится ЭДС внешним магнитным полем будет зависить от индуктивности этой катушки?
Всё-таки в трансформаторе, например, вторичная обмотка тоже представляет собой катушку в которой внешнем полем наводится ЭДС. Но вот выходное сопротивление на выходе трансформатора будет определяться сопротивлением источника синала включённого в первичную обмотку и сопротивлением первичной и вторичной обмоток, но никак не индуктивностью вторичной обмотки. Или я не прав?
Или вы про влияние скин-эффекта говорите?

Кстати, подскажите, пожалуйста, доставабельные малошумящие транзисторы. Я пока достал аналогдевайсовский операционник с шумом 0.9 нВ*Гц^0.5

[Ilya_z]

Есть индуктивный датчик (катушка L = порядка микрогенри, сопротивление по постоянному току 2.9Ом и 4.7Ом), наводимая ЭДС от 1-2мВ, диапазон частот от 200Гц до 100кГц

Ну не получите вы при таком большом соотношении макс/мин частот плоскую АЧХ(ну опять же насклько плоскую 1дб неравномерности или 10?), наиболее рационально пожалуй будет шутировать достаточно низкоомным резистором , лучше коэффициент усиления задрать побольше, тем более что проблем с отношением сигнал/шум при наводимой эдс 1-2мВ возникнуть вообще не должно.

[Vldmr]

Вопрос в тему.

Есть индуктивный датчик (катушка L = порядка микрогенри, сопротивление по постоянному току 2.9Ом и 4.7Ом), наводимая ЭДС от 1-2мВ, диапазон частот от 200Гц до 100кГц.

Как оптимально (отношение сигнал/шум, АЧХ, стабильность параметров в диапазоне температур -40°..+85°С) снять сигнал с этого датчика? Какой усилитель подойдёт, с высоким входным сопротивлением или низким?

По идее если шум малошумящего операционника 5 нВ*Гц^0.5, то в полосе 100 кГц амплитуда шумов будет равна 1.5 микровольта(реально ещё меньше). Соотношение сингал/шум в 1000, скорее всего, будет вполне достаточным. ИМХО, не тот случай где нужно заморачиваться. АЧХ будет ровнее по-идее при большом входном сопротивлении усилка. И с температурной стабильностью у усилителя на операционнике лучше чем у усилков на транзисторах.


Если кто обладает ссылками на различные современные тюториалы, аппликухи или книги, посвящённые построению малошумящих усилителей - скиньте пожалуйста. Хочется быть уверенным, что сделал лучшее из того что можно сделать.

[Okorok]

Если кто обладает ссылками на различные современные тюториалы, аппликухи или книги, посвящённые построению малошумящих усилителей - скиньте пожалуйста. Хочется быть уверенным, что сделал лучшее из того что можно сделать.

В ветке офф-топ Вы недавно писали следующее:

Возник вопрос по поводу ЭМАП. Вот на приёме после катушки стоит малошумящий усилитель. А насколько он малошумящий? Типо поросто операционник с малой спектральной плотностью шума? И ещё вопрос, как в таком случае катушка согласуется с усилителем. Ведь у катушки выходное сопротивление очень маленькое, а у всех усилительных элементов(биполярников, полевиков, операционников) - очень большое

По этому поводу вопрос к Вам: Нужен малошумящий усилитель с параметрами "лучшее из того что можно сделать" или малошумящий усилитель для конкретного применения (например, ЭМАП)?

[Vldmr]

Дело в том, что амплитуда сигнала приёмника ЭМАП не фиксирована, а сильно зависит от расстояния до образца. Расстояние чем больше тем лучше юзабилити системы. Поэтому усилитель требуется сделать наименее шумящим.
.

[gte]

Вопрос в тему.

Есть индуктивный датчик (катушка L = порядка микрогенри, сопротивление по постоянному току 2.9Ом и 4.7Ом), наводимая ЭДС от 1-2мВ, диапазон частот от 200Гц до 100кГц.

Микрогенри при 2,9 Ом? Что то не верится.

[Okorok]

Микрогенри при 2,9 Ом? Что то не верится.

Например:
1 виток, диаметр витка 200 мм, толщина провода 0,075 мм.

[AlexKLm]

Какой усилитель подойдёт, с высоким входным сопротивлением или низким? TI предлагают для подобных целей (съём сигнала с катушек в ЯМР томографе) два операционника THS4503, THS9000 и OPA861 (TRANCONDUCTANCE AMPLIFIERS кто-нить объяснит что энто такое?)

Насчет томографов, - не знаю, но опять-таки советую всё-таки согласовать это дело.
Каскад с общей базой, например на КТ3102Б с током <= 1 ма, далее на ОУ с небольшой входной емкостью и коррекцией АЧХ по-потребности.