Лабораторный усилитель 0 - 1 Мгц, 0 - 80 дБ, Насколько реально изготовить? Опции

[_pv]

У меня реально сделано следующее: Ку 100 дБ, полоса 200 Гц-10 кГц, шум в полосе до 8 кГц, приведенный ко входу 120 нВ. Входное сопротивление 200 Ом. Это почти предел.

120nV/sqrt(8kHz) = 1.34nV/rtHz

http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html

а после достижения предела, можно ещё усилители начать параллелить
http://www.hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/lono.pdf

[Genadi Zawidowsk...]

Сосуд с жидким газом и все... Кстати, что за сигналы основателю темы надо усилить? Происхождение?

[HardJoker]

Нереально.. Но можете попробовать: AD8338..

Лучшее? Шумы в 45 раз превышают требуемое значение. Хотя согласно Найквисту, тепловые шумы в полосе 1MHz в цепи, замкнутой резистором 50 Ohm, составят около 0,8 uV.

Сосуд с жидким газом и все...

...азотом, -195 град Ц. Уровень шумов снизится в два раза относительно условий работы при комнатной температуре.

[haker_fox]

Кстати, что за сигналы основателю темы надо усилить? Происхождение?

Это сигналы, полученные при прохождении тока 1 А через шунт 100 мкОм. Т.е. 100 мкВ. Сигнал подаётся на сигма-дельта АЦП. И иногда наблюдаюся странные результаты измерения (скачки, шумы). Мы надеялись, что имея такой усилитель, сможем проосциллографировать входной сигнал, и разобраться со схемой. Я понимаю, что можно осциллографировать самими АЦП. Но хочется сделать универсальное решение.

[blackfin]

Это сигналы, полученные при прохождении тока 1 А через шунт 100 мкОм. Т.е. 100 мкВ. Сигнал подаётся на сигма-дельта АЦП. И иногда наблюдаюся странные результаты измерения (скачки, шумы). Мы надеялись, что имея такой усилитель, сможем проосциллографировать входной сигнал, и разобраться со схемой. Я понимаю, что можно осциллографировать самими АЦП. Но хочется сделать универсальное решение.

Универсальное решение всегда проигрывает узкоспециализированному: Low-Noise Instrumentation Amplifier with Nanovolt Sensitivity.

[Plain]

1 А через шунт 100 мкОм ... разобраться со схемой

1 Ом и можно разбираться безо всяких там усилителей, сразу и до посинения, а разобравшись заменить на прежний.

[kovigor]

И иногда наблюдаюся странные результаты измерения (скачки, шумы). Мы надеялись, что имея такой усилитель, сможем проосциллографировать входной сигнал, и разобраться со схемой.

Попробуйте подать не реальный сигнал, а эталонный, от эталонного лабораторного генератора, вроде Г3-118. Сразу многое прояснится ...

[haker_fox]

1 Ом и можно разбираться безо всяких там усилителей, сразу и до посинения, а разобравшись заменить на прежний.

И менять режим работы источника тока, менять коэффициенты усиления АЦП и т.д. и т.п. Не равнозначная замена, я считаю.

Попробуйте подать не реальный сигнал, а эталонный, от эталонного лабораторного генератора, вроде Г3-118. Сразу многое прояснится ...

Если бы он был((( Всё подобное "старьё" некоторые умные люди выбросили, оставив Rigol DG2021A, который на выход умудряется пропускать переменку 50 Гц((((((((((((((

[kovigor]

Если бы он был

Купите. Полезнейший прибор. Я себе купил. Порядка сотни у.е. Тем более, для предприятия это не деньги, и обойдется это на пару порядков дешевле, чем проектирование уникального усилителя. Покупал через Интернет, правда, не в России, а на Украине. Вот, вагон предложений:

https://www.olx.ua/uk/list/q-%D0%B3%D0%B5%D...B9-%D0%933-118/

А вот в России:

http://www.kiprip.ru/G3-118.html
http://pribortehsnab.ru/catalog/generator-...nal/g3-118.html
http://printsip.ru/radioizmeritelnye-pribo...uma/item/g3-118

Еще вариант - соберите простой генератор на ОУ, с тем же мостом Вина, можно вообще неперестраиваемый по частоте, запитайте от батарейки и будет вам счастье, если денег на приборы не выделяют ...

[Plain]

Не равнозначная замена, я считаю

Это не замена, а этап отладки, потому что сейчас никакой схемы нет; ровно то же, чем намеревались заняться Вы (чудо-усилитель к осциллографу), но куда более реальное в смысле законов природы.

А ещё лучше — малость подумать и переделать такую схему, разводку и т.п.

[_4afc_]

Это сигналы, полученные при прохождении тока 1 А через шунт 100 мкОм. Т.е. 100 мкВ. Сигнал подаётся на сигма-дельта АЦП. И иногда наблюдаюся странные результаты измерения (скачки, шумы).

Как АЦП называется, какая схема на его входе?

1 Ом и можно разбираться безо всяких там усилителей, сразу и до посинения, а разобравшись заменить на прежний.

Согласен - автору лучше копать в эту сторону.

У меня реально сделано следующее: Ку 100 дБ, полоса 200 Гц-10 кГц, шум в полосе до 8 кГц, приведенный ко входу 120 нВ. Входное сопротивление 200 Ом. Это почти предел.

Вот объясните мне - почему у вас 8кГц и 200 Ом дают 0.12мкВ если калькулятор говорит что на входе только тепловой шум 0.160904 мкВ?

Меня просто тоже иногда просят разработать усилитель с шумами ниже 0.12мкВ, и приборы показывают что это возможно... т.е. практика даёт результат выше теории.

Можно подать сигнал на вход, по увеличению выходной мощности на 3 дБ радуемся, что узнали подобрали сигнал равный мощности
шумов на входе.

О! надо попробовать сравнить результаты таким способом.

http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html

Я также транзисторы параллелю PMP4201Y - заявлено noise figure 2,8-3,3 дБ при 2кОм для одного транзистора.

Купите. Полезнейший прибор. Я себе купил. Порядка сотни у.е. Тем более, для предприятия это не деньги, и обойдется это на пару порядков дешевле, чем проектирование уникального усилителя. Покупал через Интернет, правда, не в России, а на Украине. Вот, вагон предложений:
http://www.kiprip.ru/G3-118.html

Редкостная гадость этот Г3-118. Врут они про Низкий коэффициент гармоник (от 0,0015%)., 0.3% у него - минимум.
Нормальный генератор - это DS360.

[_pv]

Вот объясните мне - почему у вас 8кГц и 200 Ом дают 0.12мкВ если калькулятор говорит что на входе только тепловой шум 0.160904 мкВ?

ну это входное сопротивление усилителя, а не выходное источника.
просто неивертирующий ОУ с высокоомным входом в МегаОмы не шумит же ими прямо на вход, а делит их (параллелит) на сопротивление источника.
т.е. усилитель с 1нВ/Гц^0.5 приведёнными ко входу вовсе не обязан иметь входное сопротивление 60Ом.

[kovigor]

Редкостная гадость этот Г3-118. Врут они про Низкий коэффициент гармоник (от 0,0015%)., 0.3% у него - минимум.
Нормальный генератор - это DS360.

Не мерил, не знаю. С виду сигнал очень даже приличный. И, к счастью, далеко не для всех опытов так важен сверхнизкий коэффициент гармоник. А кстати, в комплекте с генератором идет спец. коробочка - фильтр. Насколько я помню, указанный вами Кг гарантируется только при его использовании.
А ваш генератор хорош, наверное, вот только слишком дорог, к сожалению ...

[haker_fox]

Как АЦП называется, какая схема на его входе?

ADS1247

По схеме: IN+ подключена к верхней точке шунта (более положительной), IN- - к нижней (более отрицательной). Синфазное между землёй и IN- не более 600 мВ. ADC_IN заведены на пару входов АЦП, которые объединены в дифферинциальный. Да, IN+ и IN- подключены через BAV199 на землю и +3.3 В.

Длина проводов от этих фильтров до шунта - до 3 м. В витую пару не свиты. Предвидя вопросы - сразу скажу, свить не возможно. Это не позволяет объект измерения.

Это не замена, а этап отладки, потому что сейчас никакой схемы нет;

Схему бы я с удовольствием выложил, если бы это была моя собственность.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_4afc_]

ну это входное сопротивление усилителя, а не выходное источника.
просто неивертирующий ОУ с высокоомным входом в МегаОмы не шумит же ими прямо на вход, а делит их (параллелит) на сопротивление источника.
т.е. усилитель с 1нВ/Гц^0.5 приведёнными ко входу вовсе не обязан иметь входное сопротивление 60Ом.

Неважно - неивертирующий усилитель или нет. Чёрная коробочка. С Ку=1000. На вход припаиваем эквивалент сопротивления генератора - 200 Ом.
На выходе меряем шум в полосе 0-8000Гц. Можно намерять меньше 120мкВ.
А калькулятор говорит, что только резистор на входе, после усиления даст шум 160.904мкВ.
Загадка.