Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Что скажут перцы по ОУ
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2, 3
Astor
Озадачила схема преампа для пьезокерамического датчика. Схема правильная, макетировал - работает. Напряжения по постоянке на схеме приведены. При отключенной цепочке регулировки "Gain" усиление = 1. Полоса частот - от долей Гц до десятков кГц.
Собственно вопрос - а как это работает ? Из букварей что-то не припомню такого варианта использования ОУ : входы соединены по переменке через 1 кОм.
С ГСТ на Т5,Т6 ясно - вдувает ток порядка 1 ма в истоки. Всё остальное - непонятно wacko.gif


one_eight_seven
RC цепочка для компенсации.
Т3 т4 для того, чтобы не использовать нормальный ОУ типа ad820, opa129 и т.п.

Jurenja
T3, T4 - дифференциальный усилитель, jfet транзисторы использованы для увеличения входного сопротивления
T1, T2 - для смещения на затвор Т3, это тоже для увеличения входного сопротивления
Astor
Цитата(one_eight_seven @ Dec 23 2017, 19:17) *
RC цепочка для компенсации.
Т3 т4 для того, чтобы не использовать нормальный ОУ типа ad820, opa129 и т.п.


Ну а зачем такие навороты, если можно было бы для данных целей использовать готовый ОУ с полевиками на входе ?
"ООС" заведена на затвор Т4, но ведь он является инверт. усилителем ?
Каково назначение С2 ?
Если RC-цепочка между входами ОУ - компенсация, то почему ноги 1, 5 и 8 - вообще не используются, хотя именно для этого и предназначены ?
Что даёт пара Т1 и Т2 в диодном включении - почему не напрямую от 1 ГОм подключено ?
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 23 2017, 22:35) *
Что даёт пара Т1 и Т2 в диодном включении - почему не напрямую от 1 ГОм подключено ?
1) ПТ в качестве диодов имеют крайне малую утечку (в одном буржуйском учебнике, кажется у Х.Х., написано, что "сверхмалоутечечные" диоды есть ничто иное, как переход затвор-канал). Обычно именно такое включение повсеместно применяется для защиты высокоомных входов. Поэтому, мне кажется, что они должны быть включены между затворами. А то, что схема работает и так, то это вполне возможно. Например, в электретных микрофонах диоды иногда используют в роли сопротивления утечки. В данном случае, получилось последовательное включение 1 ГОм+r_диода. Схема снята не совсем корректно - первая версия.
2) Прямо противоположная версия. С2 - это следящая связь с выхода в точку соединения R2 с Т1,2 для повышения импеданса цепей смещения дифкаскада. Тогда такое включение ПТ-диодов Т1,2 оправдано. Но что это за такой датчик, которому маловато сопротивление ПТ-диодов? Думаю, тут имеет место сочетание малой ёмкости датчика и очень низких частот - т.е. громадный импеданс источника сигнала. Какой-то гидрофон, или сейсмограф, или что-то в этом роде?
Astor
Да, это преамп для пьезокерамических гидрофонов. Обычно сами "капсюли" гидрофонов - это практически чистый конденсатор с диэлектриком из пьезокерамики и ёмкостью от единиц до десятка нанофарад.
Ошибки в схеме нет : схема заинтриговала и из-за её необычности перепроверил несколько раз, перемерял все постоянные напряжения, прохождение сигнала и т.д. - 05.gif
Есть фотографии с обеих сторон - там всё хорошо видно.
VCO
Цитата(Astor @ Dec 23 2017, 21:35) *
Ну а зачем такие навороты, если можно было бы для данных целей использовать готовый ОУ с полевиками на входе ?

Есть версия, что это колхоз тупого и жопорукого смехотехника biggrin.gif Схема откуда? Явно не из-за бугра biggrin.gif
Jurenja
Цитата(Astor @ Dec 23 2017, 21:35) *
Ну а зачем такие навороты, если можно было бы для данных целей использовать готовый ОУ с полевиками на входе ?
Очень часто дискретные JFET-ы шумят заметно меньше, чем те которые внутри микросхем.
ViKo
Ну, конечно, топикстартер нарисовал ОУ неправильно.
https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NE5534-D.PDF
Цепочка между входами ОУ иногда ставится, чтобы убрать возбуждение. В книге Analog Devices, посвященной ОУ, показано.
Там: http://www.analog.com/ru/education/educati...s-handbook.html Раздел 6.2
krux
Цитата(one_eight_seven @ Dec 23 2017, 18:17) *
Т3 т4 для того, чтобы не использовать нормальный ОУ типа ad820, opa129 и т.п.

шум, пересчитанный на вход:
AD820 - 13 nV/sqrt(Hz)
OPA129 - 15 nV/sqrt(Hz)

NE5534 - 4 nV/sqrt(Hz)

и кто там что говорил про "нормальный"?
VCO
Цитата(krux @ Dec 24 2017, 13:06) *
NE5534 - 4 nV/sqrt(Hz)

Да, но у них же OPA211 - 1 nV/sqrt(Hz) biggrin.gif
krux
Цитата(VCO @ Dec 24 2017, 13:11) *
Да, но у них же OPA211 - 1 nV/sqrt(Hz) biggrin.gif

ну вобщем да, такое же некорректное сравнение laughing.gif
one_eight_seven
Цитата(krux @ Dec 24 2017, 13:06) *
шум, пересчитанный на вход:
AD820 - 13 nV/sqrt(Hz)
OPA129 - 15 nV/sqrt(Hz)

NE5534 - 4 nV/sqrt(Hz)

и кто там что говорил про "нормальный"?

Это усилитель заряда. Надо смотреть токовый шум.
Tuvalu
Цитата(krux @ Dec 24 2017, 14:06) *
шум, пересчитанный на вход:
AD820 - 13 nV/sqrt(Hz)
OPA129 - 15 nV/sqrt(Hz)
NE5534 - 4 nV/sqrt(Hz)
Вход схемы - не вход ОУ, а ПТ-дифкаскад, поэтому напряж. шума, приведённое ко входу, буден не 4 нВ/к_Гц, а будет определяться BF861 - и оно немаленькое на ИНЧ/НЧ. Кроме того, данные по U_ш приведённых ПТ-ОУ не совсем то, что надо, т.к. при таких экстремально высоких импедансах источников сигнала начинает проявляться токовый шум. Кто занимался конденсаторными микрофонами, тот знает, что серьёзные конторы, вроде Neumann или AKG, на входе ставят не чемпионов по шумам, вроде 2SK170 (1 нВ/к_Гц) [хотя некоторые молодые-зелёные производители их иногда и ставят], а ПТ с малыми ёмкостями переходов и малым током затвора, что означает малый ток шума. Кроме того, миним. К_шума достигается уже не при Id=Idss, как в "обычной жизни", а при значительно меньшем токе стока. Так что, не так всё просто при работе с такими импедансами.

Про "почему не ПТ-ОУ?". Видимо, обычные ПТ-ОУ не подошли по шумам, а OPA129 и им подобные Ultra-low bias current ОУ дороги или очень дороги. Кстати, ещё неизвестно, сколько лет схеме, возможно, ей сто лет в обед; это сейчас номенклатура подходящих доступных ОУ шире. Может, ещё были какие-то резоны. Короче, влазить в мозги разработчика "почему так, а не иначе" - дело гиблое и непродуктивное.
Astor
После четырёхкратной перерисовки схемы случайно поменял на ОУ ноги + и - местами. Поправил.

Сколько лет прибору сказать трудно - не пишут они дату выпуска на корпусе, но судя по внешнему виду деталей - вряд ли старше лет 5-ти

"..Про "почему не ПТ-ОУ?". Видимо, обычные ПТ-ОУ не подошли по шумам, а OPA129 и им подобные Ultra-low bias current ОУ дороги или очень дороги.."
- при цене прибора в 1,5 тонны евров разница в цене в 5 - 6 евро для OPA129 минус пару евров для 5534 и двух BF861 погоды не делает.
Правда OPA129 - 15nV/√Hz at 10kHz - негусто..
У OPA1612 - 1nV

Пост. напряжение на выходе ОУ +5,5 В - а почему оно такое ?
Напряжение смещения, приходящее на R2 = 5,5 B; напр. отпирания диодов на BFR31 порядка 0,5 В; напряжение отсечки T3 - тоже порядка 0.5 В.

И назначение С2 пока тоже неясно
muravei
Цитата(Astor @ Dec 25 2017, 09:27) *
И назначение С2 пока тоже неясно

Ну это , по моему , элементарно: создает 100% ООС по постоянке.
Jurenja
Цитата(Astor @ Dec 25 2017, 09:27) *
И назначение С2 пока тоже неясно
Следящая обратная связь по переменному сигналу между выходом и цепью смещения входа.
Очень сильно увеличивает входной импеданс: входное сопротивление увеличивается, входная емкость уменьшается.
Для понимания можно погуглить картинки по фразе "следящая обратная связь".
one_eight_seven
Цитата
Правда OPA129 - 15nV/√Hz at 10kHz - негусто..
У OPA1612 - 1nV

Правда OPA1612 1.7 pA/√Hz - негусто
У OPA129 0.1fA/√Hz
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 25 2017, 10:27) *
Правда OPA129 - 15nV/√Hz at 10kHz - негусто..
У OPA1612 - 1nV
Во-первых, это на СЧ. На "долях герца", о которых вы упоминали, будет доминировать фликкер-шум. Посмотрите график шума ОУ - начиная от какой-то частоты линия спектральной плотности U_шума начинает подниматься вверх к НЧ-ИНЧ, т.е. чем меньше частота, тем больше шум. Это и есть проявление фликкер-шума. Но и это не основной фактор, определяющий С/Ш. Повторю, ток шума - вот на что надо обращать внимание. Посчитайте импеданс своего датчика на "долях герца". Умножьте на ток шума. Там будет идти речь о сотнях nV/√Hz, если не больше. Поэтому и надо применять приборы с крайне малым током затвора, такие, как OPA129 или подходящие дискретные ПТ, как сделано в сабже. Примерно то же самое вам написал и коллега one_eight_seven
Цитата
Это усилитель заряда. Надо смотреть токовый шум.


Цитата
Пост. напряжение на выходе ОУ +5,5 В - а почему оно такое ?
Напряжение смещения, приходящее на R2 = 5,5 B; напр. отпирания диодов на BFR31 порядка 0,5 В; напряжение отсечки T3 - тоже порядка 0.5 В.
"напряжение отпирания 0,5 В" - это при каком токе? Посмотрите ВАХ-и диодов. При токе пА или даже долях пА, как в сабже, падение будет совсем маленьким. Режим дифкаскада вполне нормальный.

Цитата(Jurenja @ Dec 25 2017, 12:42) *
Цитата
И назначение С2 пока тоже неясно
Следящая обратная связь по переменному сигналу между выходом и цепью смещения входа.
Очень сильно увеличивает входной импеданс: входное сопротивление увеличивается, входная емкость уменьшается.
Да, именно так, я тоже писал об этом в https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1537293 версия №2 (для случая "если схема снята верно").
prig
Цитата(Tuvalu @ Dec 25 2017, 16:39) *
...Поэтому и надо применять приборы с крайне малым током затвора, такие, как OPA129 или подходящие дискретные ПТ, как сделано в сабже. ...


К сожалению, "или" получается несколько другое.
У ОУ будет вылезать одно из двух: шум по напряжению или шум по току.
Поэтому берут ОУ с малыми шумами по напряжению, и делают входные каскады на дискретных ПТ.

Так что, схемы, аналогичные сабжу, используют уже достаточно давно, и альтернатив пока нет.
Зачастую, используют монолитные двойки, если нужен именно дифф. вход.

Вот пара примеров:
1
2
Astor
Померять пост. напряжение на затворе Т3 нереально - там большие ГОмы, остаётся только предполагать.
То, что по пост. току там всё в порядке говорит факт, что перегруз наступает симметрично. Не нашедши BF861А впаял в макетик J201 - работало.
Про BF861 пишут сняты с пр-ва, поставил два найденных 862-х - всё покривилось по пост. току : напряжения на входах упали до 6.2 В и проходят только верхушки синуса - похоже надо менять смещение 5.5 В.

Почитал по следящей ОС - там преимущественно всё расписано для транзисторных схем. Ближайшее, что нашёл на ОУ , если это из той оперы :



Анализировать что-то на долях Гц - это видимо актуально для сейсмологии и контроля за цунами cool.gif
Tuvalu
Цитата(prig @ Dec 25 2017, 20:27) *
Вот пара примеров:
1
2
Первый пример вообще не в тему - это преамп для микрофонов с их обычными импедансами 150 - 250 Ом, редко до 600 Ом. Сделана она не ради большого С/Ш (биполярные транзисторы на входе будут лучше где-то на 6дБ при прочих равных), а для получения некоего "ПТ-звука" - хай-эндные заморочки, одним словом. Кроме того, пара 2SK389 - чемпион по шумам в диапазоне Z примерно 1...100 кОм. Но посмотрите линию их шума - начиная со 100 кОм она начинает неуклонно ползти вверх, и эта прекрасная во всём остальном пара полностью сливает по шумам обычным ПТ, вроде их же 2SK30, 118, 184. А в сабже, ведь, речь идёт где-то о десятках-сотнях МОм. В таких схемах надо применять ПТ для Impedance Converter, Condenser Microphone Applications, High Impedance Signal Sources, ECM или что-то в этом роде.
А LSK489 - это, конечно, круто, но малодоступно и дороговато.
Цитата
У ОУ будет вылезать одно из двух: шум по напряжению или шум по току.
Поэтому берут ОУ с малыми шумами по напряжению, и делают входные каскады на дискретных ПТ.
Так что, схемы, аналогичные сабжу, используют уже достаточно давно, и альтернатив пока нет.

Да прекрасно делаются зарядочувствительные схемы только на ОУ. Вы все (почти все) почему-то зациклились на напряж. шумов. Смоделируйте в симуляторе схему, работающую от ёмкостного датчика. Вы увидете, что там эти "большие" 15 нВ/к_Гц OPA129-го будут вообще незаметны на фоне значительно бОльшего шума.

=======
Через пару часов:
Цитата(Astor @ Dec 25 2017, 20:49) *
Анализировать что-то на долях Гц - это видимо актуально для сейсмологии и контроля за цунами
Ну, не я же первым написал про "доли Гц". Если так, то надо обращать пристальное внимание и на плотность ш. напряжения. И не мешало бы ограничить полосу снизу, иначе на фоне полезного сигнала будет проявляться сильный фликкер (колебания уровня, "кипение" и т.п.) - импеданс-то датчтка растёт, как раз, с понижением частоты. А какие, кстати, типичные уровни с вашего датчика, может, в этом случае и не так важна борьба за малые шумы?
Цитата
Почитал по следящей ОС - там преимущественно всё расписано для транзисторных схем. Ближайшее, что нашёл на ОУ...
А какая разница, ОУ или не-ОУ? Смысл в том, чтобы обеспечить одинаковый сигнал на обоих выводах того элемента, импеданс которого вы собираетесь виртуально увеличить. В данном случае, на ПТ-диодах с одной стороны приложен вх. сигнал, с другой - практически тот же самый входной, только буферизированый (ОУ-повторитель). В этом случае ток практически не течёт, что и есть признак бесконечно большого сопротивления.
Astor
"..Ну, не я же писал про "доли Гц".." - я не писал, что они мне нужны, просто обсуждаемая схема тянет с долей Гц. То, что меня интересует лежит преимущественно в области звуковых частот. А вот обрезать ИНЧ, скажем с 20 Гц, прямо на входе - например ёмкостью входных конденсаторов - нельзя.
Ну хорошо, диоды на Т1 и Т2 в режиме нА и падает на них мизер : можете предположить - сколько вольт на затворе Т3 ?
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 26 2017, 00:07) *
Ну хорошо, диоды на Т1 и Т2 в режиме нА и падает на них мизер : можете предположить - сколько вольт на затворе Т3 ?
Это зависит от величины обратного тока затвора ПТ дифкаскада. Для соответствующего ПТ где-то 5,5 В и будет, ну, может немного больше. Можете сделать так: на затвор Т3 подайте регулируемое напряжение смещения (V_reg) через низкоомный резистор, скажем, 1 кОм (ПТ-диоды выпаяйте). Подберите это напряжение таким, чтобы напряжение на истоках было тем же самым, что и в случае с высокоомными цепями смещения. Напряжение на затворе рабочей схемы = V_reg.
Я только не пойму, зачем вам это надо знать практически?

Кстати, если ПТ дифкаскада имеют небольшой разброс, то V_затвор(T3)=V_затвор(T4)
Jurenja
Цитата(Astor @ Dec 25 2017, 22:07) *
... можете предположить - сколько вольт на затворе Т3 ?
Столько же, сколько и на затворе Т4. При условии что Т3 и Т4 близки по параметрам. В этом случае токи стоков Т3 и Т4 будут равны и схема в целом будет находиться в равновесии.
Astor
В производстве при машинной набивке плат никто не станет подбирать пары транзисторов. Разброс по отсечке у этих полевиков очень большой, остаётся надеяться, что схема не очень критична. На плате делитель напряжения смещения - постоянные резисторы, нет триммера, значит укладываются и так.

Интересно - имеет какое-либо влияние на шумы качество диэлектрика вх. конденсаторов ? Обратил внимание, что они из белой керамики, возможно ВЧ керамика. Тёмная керамика обычно на дешёвых кандюках. Но всё-таки они не плёночные, хотя места на плате навалом.

Странно, что многие из применяемых в подобных преампах ПТ позиционируются, как устаревшие - в том числе и "супер-пупер" LSK489
Hale
цвет керамики никак не определяет ее высокочастотность. это из ряда френологии. вот у мураты(бывш панасоник) она бывает желтая, бывает серая в разных сериях и классах термостабильности.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 26 2017, 10:48) *
В производстве при машинной набивке плат никто не станет подбирать пары транзисторов. Разброс по отсечке у этих полевиков очень большой, остаётся надеяться, что схема не очень критична. На плате делитель напряжения смещения - постоянные резисторы, нет триммера, значит укладываются и так.
Вы неправильно поняли, про ПТ с малым разбросом мы с Jurenja писали в том ключе, что с ними проще понять, какое напряжение на затворе Т3, а не в том смысле, что, мол, "надо подбирать". Конечно, подбирать незачем, т.к. Кус=1, а значит даже при большом разбросе на выходе будет не ровно 1/2 питания, а, скажем, несколько десятков мВ туда-сюда, что совершенно фиолетово. Между прочим, в одной партии (в одной ленте) разброс по Vgsoff и Idss очень небольшой, обычно он укладывается в 3-5%; может, мне просто везло. Вы, кстати, так и не ответили, зачем вам надо мерить это напряжение на затворе.
Цитата
Интересно - имеет какое-либо влияние на шумы качество диэлектрика вх. конденсаторов ?
В конденсаторныж микрофонах применяют фторопластовые и полистирольные конденсаторы. Т.е. в таких цепях важна крайне малая утечка. В советских миках иногда ставили и керамику, а какие именно типы, не помню. А ещё в подобных приборах существуют особые требования к монтажу высокоомных цепей - вариации на тему навесного монтажа - стойки с фторопластовыми изоляторами, пайка просто в воздухе и т.п. Всё это хорошо описано в старых книгах про электрометрические усилители.
Astor
".. не ответили, зачем вам надо мерить это напряжение на затворе..." когда всё работает, то в общем-то и незачем, а вот когда всё вроде верно спаяно, а оно не работает - вот и возникает желание померять даже там, где нельзя.

В этом преампе и в подобных не приходилось видеть "воздушного" монтажа или на турретах (преамп не сказать, что из дешёвых - под 2 килобакса) - стеклотекстолит, может и не из дешёвых, но не керамика и т.д. В прошлые времена возможно не было высококачественных материалов для плат - вот и извращались. И конденсаторы попадались только керамические.

"..в одной партии (в одной ленте) разброс по Vgsoff и Idss очень небольшой, обычно он укладывается в 3-5%.." - не нормируется, остаётся надеяться.
Вот впаял 2 штуки 862 из одной партии, а а оно и не заработало .. Хотя предел разбросов по отсечке с 861А перекрываются.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 26 2017, 20:29) *
"..в одной партии (в одной ленте) разброс по Vgsoff и Idss очень небольшой, обычно он укладывается в 3-5%.." - не нормируется, остаётся надеяться.
Вот впаял 2 штуки 862 из одной партии, а а оно и не заработало .. Хотя предел разбросов по отсечке с 861А перекрываются.
Не вижу никакой связи с цитатой из моего поста про разброс с вашим ответом, что, мол, не заработало, хоть и из одной партии. BF862 имеет на порядок больший ток (утечки) затвора, это и могло стать причиной, т.к. цепи затвора ГОм-ные. И вообще, разброс параметорв в такой схеме не играет никакой роли, это же не УПТ, да и Кус=1.

Цитата
В этом преампе и в подобных не приходилось видеть "воздушного" монтажа или на турретах (преамп не сказать, что из дешёвых - под 2 килобакса) - стеклотекстолит, может и не из дешёвых, но не керамика и т.д. В прошлые времена возможно не было высококачественных материалов для плат - вот и извращались. И конденсаторы попадались только керамические.
Видимо, в микрофонах требования выше, поэтому и сейчас делают, как я написал. Любая грязь, влага и т.п., которые так любят накапливаться в/на стеклотекстолите, проявляются как шорохи, кипение, прострелы и т.п. И ни разу не встречал керамических конденсаторов в буржуйских микрофонах, даже в самых дешёвых. А схемы относительно дешёвых миков делают целиком на пп, есть такое дело.
Astor
Сабжевый преамп выполнен явно не для работы в суровых условиях - герметизация корпуса весьма условная, разве что от пыли, конденсат там возможен.
В одном гидрофоне, предназначенном для глубин в сотни метров (кстати не из дешёвых), видел "простое решение" - вся плата залита эпоксидкой. Причина выхода из строя стала понятна после отковыривания части эпоксидки - детали на плате были сильно корродированы. Т.е. даже в хорошо загерметизированном корпусе, позволяющем работать на глубинах порядка километр, - коррозия идёт.
С гидрофонами много проблем : морская вода - очень агрессивная среда да и воздух внутри его корпуса, насыщенный её парами - не подарок.

По поводу применяемых ПТ : возможно на сегодняшний день было бы актуально применить в сабжевой схеме LSK489 (как в предложенной выше статье), они есть сдвоенные в СОТ 23.
Astor
Цитата(Tuvalu @ Dec 25 2017, 20:05) *
А какая разница, ОУ или не-ОУ? Смысл в том, чтобы обеспечить одинаковый сигнал на обоих выводах того элемента, импеданс которого вы собираетесь виртуально увеличить. В данном случае, на ПТ-диодах с одной стороны приложен вх. сигнал, с другой - практически тот же самый входной, только буферизированый (ОУ-повторитель). В этом случае ток практически не течёт, что и есть признак бесконечно большого сопротивления.
..разброс параметорв в такой схеме не играет никакой роли, это же не УПТ, да и Кус=1. ..
..Конечно, подбирать незачем, т.к. Кус=1,...

Многие выводы сделаны исходя из того, что Ку = 1, хотя это только частный случай, когда регулятор Gain стоит в положение "0 дБ", а вообщ-то Ку преампа переключаемый - от 0 дБ до +50 дБ. В самом начале я написал, что для простоты регулятор Gain отключен.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 28 2017, 11:08) *
Цитата
..разброс параметорв в такой схеме не играет никакой роли, это же не УПТ, да и Кус=1. ..
..Конечно, подбирать незачем, т.к. Кус=1,...
Многие выводы сделаны исходя из того, что Ку = 1, хотя это только частный случай, когда регулятор Gain стоит в положение "0 дБ", а вообщ-то Ку преампа переключаемый - от 0 дБ до +50 дБ. В самом начале я написал, что для простоты регулятор Gain отключен.
Во-первых, имелся ввиду Кус=1 по постоянному току, что минимизирует влияние напр. смещения и его дрефа на состояние выхода этого гибридного ОУ. Просто, знание этого факта помогает ответить на вопрос "необходимо ли подбирать ПТ в пары". Нет, не надо, т.к. это не УПТ, повторю в какой-то там раз.

Во-вторых, посмотрите, куда включён С2. Не на выход, где величина вых. сигнала действительно будет зависеть от текущего Кус (по переменному току), а на инв. вход - затвор Т4. Почитайте про принцип работы ОУ - ОУ посредством цепи ООС уравнивает напряжения на своих входах (правило №1 в "Искусстве схемотехники"). Иначе говоря, напряжение на затв. Т4 повторяет входное (затвор Т3), каким бы ни был Кус. Так вот, из этой относительно низкоомной точки и берётся сигнал для организации следящей связи.
Astor
Спасибо за разъяснения.

"..LSK489 это конечно круто.."
Так а что с этим вопросом - даст это что реально :
"...По поводу применяемых ПТ : возможно на сегодняшний день было бы актуально применить в сабжевой схеме LSK489 (как в предложенной выше статье), они есть сдвоенные в СОТ 23..."

Ещё две вещи не очень понятные :
- 100 Ом последовательно по входу. Пробовал закорачивать - реально слышно, что шумы падают при его закоротке. Биться за каждый децибел, а тут ...
- Элемент прямо параллельно входу не смог идентифицировать - на схеме квадратик с вопросом внутри : СМД, никакой маркировки, очень маленький - подозреваю, что диод - защита по входу, но какой ? Пробовал на макете на месте этого элемента подключать такую-же цепочку как Т1, Т2 - ограничивать на глаз начинает с примерно 0.4 В. Не знаю каковы уровни сигнала с самих сенсоров, но даже если не более 100-200 мВ, то интуитивно 400 мВ - это очень близко. Обычно побные схемы имеют очень низкие искажения.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Dec 28 2017, 20:14) *
"..LSK489 это конечно круто.."
Так а что с этим вопросом - даст это что реально :
"...По поводу применяемых ПТ : возможно на сегодняшний день было бы актуально применить в сабжевой схеме LSK489 (как в предложенной выше статье), они есть сдвоенные в СОТ 23..."
Круто в том смысле, что эта пара имеет хорошее и редкое сочетание параметров: малый шум, малые ёмкости, средняя крутизна, большое макс. напряжение, малый ток утечки, низкая частота среза фликкер-шума. Но самое главное - это парность, что даёт малое нап. смещения, малый температурный дрейф, большой КОСС и т.п.
Что именно улучшится (и улучшится ли) при применении этой пары, сказать трудно, т.к. многое неизвестно, начиная с параметров датчика. Скорее всего, уменьшится шум на ИНЧ /НЧ, Но, как выяснилось, этот диапазон частот вас не сильно интересует. В любом случае, с таким источником сигнала шум будет минимально возможным. Правда, это преимущество может выражаться как в улучшении С/Ш на несколько дБ, так и всего на доли дБ. Парность для вашей схемы не важна. В общем, попробовать применить, конечно, можно, но ответа в стиле "надо брать" не будет.

Я вот что подумал. Т.к. вас не интересует ИНЧ, то можно ограничить полосу снизу. Уменьшать С на входе нельзя, т.к. шум останется практически тем же. Но можно уменьшить R_вх. Ёмкостный характер импеданса датчика позволяет это сделать. При этом, ПТ-диоды скорее всего не понадобяться. Просто, резистор смещения разбивается на две равные части и туда заводится следящая связь. Я бы начинал с пары 2 х 10 МОм (ориентируюсь на С_датчика в несколько нФ, как вы написали. Реактивное R 1 нФ на 100 Гц = 1,6 МОм). Вот эта мера может сильно повлиять на С/Ш. Если попробуете, отпишитесь, самому интересно стало.
Astor
"..Уменьшать С на входе нельзя, т.к. шум останется практически тем же..." - нет, он вырастет и неслабо - проверено и на практике и в симе : при таком входном, не менее 1 ГОм, чтобы срезать всё ниже например 20 Гц, придётся поставить С1 в несколько пФ, прирост шума - в разы !
Поэкспериментровать смогу теперь только в январе. Там ещё непонятка вылезала : "ни с того ни с сего" на макете дважды вылетала 5534. Вроде никаких коротышей не делал - тыкал щупом вольтметра и осцилла, паяльник заземлён. Ток срабатывания защиты блока питания ставил на 15 мА (конечно не гарантия, что импульс тока не может превышать 15 мА). Слегка озадачен.
Tuvalu
Посмотрел в симуляторе зависимость шумов от R_вх. При его уменьшении шум на ИНЧ действительно уменьшается, но увеличивается f, с которой начинается рост шума (вниз по частоте), что означает увеличение шума на СЧ. Такие вот качели. Думаю, в вашем случае это будет даже хуже. А НЧ/ИНЧ-шум можно отфильтровать уже на выходе. Нет смысла экспериментировать.
Astor
Странно как-то с этими LSK489 : у типовых продавцов их вообще нет, на оф-сайте Linear Systems они пока вроде не исключены из предлагаемых, но и никакой информации по продаже нет - вроде как obsolete. Обычно если что-то снимается с пр-ва, то фирмы предлагают актуальную замену, но в данном случае - молчок.
Даже на ebay всего 1 предложение по 9 баксов за двойной в СОТ23. Но ибэй - это кот в мешке - могут впарить чего угодно.
И странно, что на офсайте Linear System они предлагаются только в сдвоенном варианте СОТ - может в одиночном СОТ и не существуют.
Astor
Но если вернуться "к нашим баранам" - т.е. к исходной схеме в первом посте топика : всё таки - что даёт применение дифкаскада на входе с точки зрения минимизации шумов ?
one_eight_seven
Цитата(Astor @ Jan 10 2018, 09:20) *
Но если вернуться "к нашим баранам" - т.е. к исходной схеме в первом посте топика : всё таки - что даёт применение дифкаскада на входе с точки зрения минимизации шумов ?

Рассчитайте модель, и увидите.
Для начала попробуйте сравнить шумы усилителей заряда на ОУ (без предварительного дифференциального усилителя на транзисторах), уже приведённых здесь OPA129 и того же NE5534.
Рассчитайте отдельно токовые шумы и шумы напряжения. После этого попробуйте построить модель доставшейся вам схемы.
ViKo
LTspice, как и любой другой spice, покажет частотную плотность шума, и интегральный шум тоже.
Astor
Может я некорректно поставил вопрос - имелось в виду в чём разница по шумам между усилителем с диф-входом, построенного на ОУ и перед ним два дискретных полевика - например как на исходной схеме и недифференциальным каскадом на ОУ и одиночным полевиком на входе ? Если бы источник сигнала был бы дифференциальный - тогда ясно, а в данном случае он недифференциальный.
Далеко не на все интересующие компоненты есть адекватные модельки для LTspice и тем более для анализа по шумам.
ViKo
Лучше будет давить помехи по питанию.
Astor
Здесь битва идёт за каждый дБ шума - питание хорошо отфильтровать не проблема.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Jan 10 2018, 13:39) *
в чём разница по шумам между усилителем с диф-входом, построенного на ОУ и перед ним два дискретных полевика - например как на исходной схеме и недифференциальным каскадом на ОУ и одиночным полевиком на входе
Конфигурация с дифусилителем шумит примерно на 3 дБ больше. Зато, схема получается проще, "компонентонезависимей", стабильней.
Впрочем, можете найти готовую или придумать свою схему на одиночном ПТ + ОУ. Общая ООС заводится в исток, это основное требование для сохранения линейности на прежнем уровне. Кус по постоянному току должен быть = 1, иначе резко ухудшится стабильность вых. потенциала и его t* дрейф. Я когда-то пробовал делать подобное - секс тот ещё.
Astor
Я делал "тупо" - просто полевик на входе как повторитель-преобразователь импеданса и далее классический неинв. у-ль на ОУ. Разумеется всё работает, но странным образом от типа полевика шумы вообще не зависели : можно было коротить на землю кандюком большой ёмкости вход ОУ - шум не уменьшался, что говорит, что в такой конфигурации шумы определяются не полевиком, а ОУ. Хотя в другой схеме с таким-же вх. каскадом на полевике и далее транзисторный у-ль - смена типа полевика на более продвинутый - напр. BFR31 - на BF861 давала заметное снижение шума, на слух минимум 2 - 2.5 дБ.
В схеме с ОУ использовал МС33178 : 8 nV / 0.3 pА Пробовал менять на LM6142 : 16 nV / 0.2 pA - заметно хуже. Лучше было только при замене на AD797 - 1 nV , но и то - скорее не по уровню шума, а по его спектру - 33178 имеют больше шума в средне-высокой части звукового диапазона.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Jan 11 2018, 19:44) *
Я делал "тупо" - просто полевик на входе как повторитель-преобразователь импеданса и далее классический неинв. у-ль на ОУ.
Совет очевиден: если устраивает линейность без-ОС-ной схемы, то и продолжайте делать "тупо". Сигнал с датчика у вас небольшой (писали про 200-400 мВ), самые низкие частоты и тем более ИНЧ вам не нужны, так зачем заморачиваться с профессиональной высоколинейной схемой?
Цитата
...но странным образом от типа полевика шумы вообще не зависели : можно было коротить на землю кандюком большой ёмкости вход ОУ - шум не уменьшался, что говорит, что в такой конфигурации шумы определяются не полевиком, а ОУ.
Это говорит не о том, что шум определяется ОУ, а не ПТ (должно быть наоборот), а о каком-то просчёте. Например, высокоомные цепи ООС в ОУ или что-то в этом роде.
Цитата
Лучше было только при замене на AD797 - 1 nV , но и то - скорее не по уровню шума, а по его спектру - 33178 имеют больше шума в средне-высокой части звукового диапазона.
А тут вы утверждаете прямо противоположное. Если практически нет разницы между 797 и 33178, то значит шум определяется таки ПТ.
Astor
Цитата(Tuvalu @ Jan 11 2018, 21:31) *
А тут вы утверждаете прямо противоположное. Если практически нет разницы между 797 и 33178, то значит шум определяется таки ПТ.


Никакого противоречия : если в конкретной схеме не входной ПТ, а каскад на ОУ определяет суммарный шум, то тот ОУ, кот. шипит больше ессно и будет слышен громче, независимо от того закорочен по переменке выход ПТ или нет.

Вот схема каскада, стоящего сразу за полевиком. Только резистор R8 = 3,3 kOm, т.о. усиление каскада порядка 4. Я не уверен, что пропорциональное уменьшение номиналов R6 и R8 раз в 10 радикально снизит шумы.
Tuvalu
Цитата(Astor @ Jan 12 2018, 14:24) *
Вот схема каскада, стоящего сразу за полевиком. Только резистор R8 = 3,3 kOm, т.о. усиление каскада порядка 4. Я не уверен, что пропорциональное уменьшение номиналов R6 и R8 раз в 10 радикально снизит шумы.
Цитата
Лучше было только при замене на AD797 - 1 nV , но и то - скорее не по уровню шума, а по его спектру - 33178 имеют больше шума в средне-высокой части звукового диапазона.

1) Последовательный R7 (1 кОм) шумит 4 нВ/^Гц. Аж!
2) Цепь ООС шумит чуть-чуть меньше (параллельное вкл. R6 и R8).
Сложите 1) со 2) (корень из суммы квадратов). Понятно, почему практически не слышно разницы в уровне шума 797 и 33178? Шум 797 эквивалентен шуму резистора всего 50 Ом. Вы просто убили его малошумность своей "кОм-ной" схемотехникой. Посмотрите в его даташите Table II. Values for Follower With Gain Circuit, обратите внимание на зависимость шума от номиналов R в ООС. А вы ещё и последовательный 1 кОм добавили.

Спорить на тему "никакого противоречия" пока не буду, т.к. вы пишете невнятно, туманно и неконкретно, многое, видимо, просто подразумевая.
Astor
Я пробовал закорачивать R7 1 кОм - никакой разницы. Схема неинвертирующая, вх. сопротивление ОУ по + входу огромная и в данной схеме Rвх определяется резистором R13 = 100 кОм. Если я ещё правильно помню из букварей - вот если бы у-ль был инвертирующим и сигнал подавался на R6 = 1 кОм - тогда было бы плохо с шумами.
R6 поставил 1 кОм чтобы не использовать большой С11, но ради эксперимента попробую уменьшить R6 в 100 раз = 10 Ом, поставлю навесной C11 = 2200 мкФ и посмотрю разницу.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.