Да, вот именно! Почему же УВХ должны быть заведомо хуже СД? И тот и другой самому ещё правильно сделать уметь надо Мне кажется, ОРА615 не так уж плох, точнее, его первая часть. И их есть у меня. Впрочем, я не о железе. В конце концов, из того же железа, как Вы правильно заметили, они и будут состоять. Но, принципиально, в УВХ хотя бы не будет ошибки, присущей интегратору и связанной с несимметричностью периодов.

Причина появления Idle Tones, если не изменяет склероз, - модуляция опорного источника внутри кристалла, так что ссылки на "законы природы" - от лукавого. Это эффект, однако, присущ в той или иной степени всем известным мне сигма-дельта АЦП.
Самый простой метод борьбы с помехами этого вида - подача на вход небольшого постоянного напряжения, заведомо большего всех внутренних смещений АЦП, тогда продукты нелинейного преобразования в его модуляторе удаётся "вытеснить" во внеполосную область спектра. Где они будут подавлены шифровым фильтром НЧ. Механизм явления описывать довольно долго, но можно посмотреть в Analog Dialogue примерно 10-летней давности, там была очень толковая и понятная статья по этому вопросу.

Такое объяснение очень похоже на правду. Модуляция небось происходит от переключения фильтра, поэтому и кодозависима. В новых ADшных АЦП я пока на такое не нарывался (тьфу-тьфу).

Мой опыт говорит, что решение задачи "в лоб", то есть, в прямом соответствии с её постановкой, оказывается в подавляющем большинстве случаев наиболее приемлемым из всех возможных.
Простите, но я уже перестал что-либо понимать...
По-моему, Вы собирались использовать именно меандр, или я что-то упустил?
НЧ компоненты мешающего сигнала могут быть подавлены с помощью ФВЧ, или компенсатора засветки, аналогичного ФВЧ. Однако, спектр помехи простирается довольно далеко из-за нелинейного характера процессов, происходящих в ЛДС. Например, рассмотрите спектр функции |sin(x)|. В реальных лампах он может быть ещё "хуже".
Непонятно... Нужно рисовать блок-схему.
Нет, не понимаю. Поясните мысль, пожалуйста. Кроме того, могу показать, как получить хорошие характеристики и с меньшим числом разрядов (напр., 16). "Недостающую" точность при этом можно "вытянуть" путём усреднения данных в МК.
Простите, но на каких соображениях держится Ваша убеждённость? Лично я уверен в прямо противоположном.
Рассмотрите реальный случай: скважность равна 2,01, отношение Ку+ к Ку- равно -1,01. Пусть помеха после предварительного подавления на входе СД равна сигналу...
Функция выборки идеального УВХ - суть дельта-функция, а предлагаемого СД - прямоугольник. В первом случае, выборка будет не согласованной со входным сигналом, во втором её можно сделать согласованной, то есть, получить на выходе отношение С/П, близкое к теоретически предельному.

Вот именно! С построения моделей сигнала и помехи, по-моему, и надо начинать...
Тогда станет совершенно ясно, что предложение сделать частоту зондирующего сигнала кратной частоте помехи (точнее, её периодической части), не выдерживает никакой критики.

Нет, скорее, выходного компаратора в с-д модуляторе.
В современных АЦП намеренно вносят смещение перед модулятором (есть и иные трюки), поэтому Idle Tones можно обнаружить при нулевом напряжении на входе только вне основной полосы пропускания фильтра. При подаче на вход медленно меняющегося сигнала, однако, они могут проявиться, что исказит результат измерения.

Простите, а нельзя ли прокомментировать вот это:
?
По-моему, Вы глубоко заблуждаетесь, и с Котельниковым дела обстоят вовсе не так.

Почему тогда эти пики шумов соответствуют некоторым определённым уровням напряжений? И как можно подачей постоянного напряжения сместить спектр? Впрочем, Вы правы, следует почитать первоисточники.

Вот, нашёл: Analog Dialogue, Volume 28, Number 1, 1994 и Volume 28, Number 2, 1994. Статья называется "Using sigma-delta converters" - Parts 1 & 2, в самом конце.
Скачать можно здесь.

Простите, приемлемым кем? Разработчиком? Это объяснимо, ибо требует, как правило, наименьшей нагрузки на извилины. Не могу поверить, что это Ваш путь.


Жаль. Может, Вы не все посты успеваете прочесть?


Какая разница? Я лишь хотел напомнить, что модуляцией управляю я, скважность мне ничего не мешает сделать практически любой.

Если бы... Я пытаюсь объяснить, что именно это мне и не удаётся.


Именно. А+|sin(x)|, где А- постоянная засветка, а х - 50Гц, и есть близкая к реальной модель помехи. "Хуже" пока давайте не будем...

Так я о Вашей же схеме говорил.




Даже не знаю, что тут пояснять... Пара полученных значений будет содержать, например, по 20 бит данных, но различаться между собой они будут лишь последним байтом. Это примерно то же самое, что измерять напряжение батарейки на 300-вольтовом пределе тестера. Вы же знаете, что такое абсолютная и относительная погрешности.


На том простом соображении, что полезный сигнал не получает достаточного усиления в тракте.

Пусть!!! Если бы помеха у меня хотя бы была равна сигналу, и горя б не было!
Но я не вижу, например, в Вашей схеме, где происходит подавление до таких соотношений С/П до СД.

Вот этого я как раз понять не могу. Что значит, несогласованной? Почему в одном случае - нет, в другом - да? Я имел в виду нечто вроде кореллятора, если не путаюсь в терминологии.
DS на ОРА615 есть, кстати, похожий пример. Алгоритм его работы довольно прост. И я не вижу никаких проблем с синхронизацией.

Должен признаться, что поставлен в тупик. Что Вы называете построением модели? Математическую модель?

По поводу УВЧ - действительно, если ее включить "в лоб" Можно получить весьма неприятный эффект - шум после УВХ будет определяться исходя из огромной полосы пропускания, скажем в несколько десятков Мгц. Stanislav это имеет в виду. Надо конденсатор в УВХ заряжать через резистор, чтобы время выборки было согласовано с половиной периода, т.е. выбиралось как бы среднее значение за это время.

Посмотрел по поводу idle tones - это все-таки проблема 12 летней давности. Похоже, на новых АЦП ее нет, как за счет улучшения качества, так и за счет новых примочек, типа choppingа входов.

Приемлемым как для разработчиков, так и для пользователей.
Насчёт нагрузки на извилины Вы не правы - весь фокус в том, что нужно грамотно поставить задачу; здесь надо думать наиболее крепко. С этим часто главная трудность... Не обижайтесь, но мне кажется, что Вы всё-таки подходите к решению своей проблемы без определённой системы. Напротив, я получил очевидное (надеюсь) решение из постановки задачи (посты #42 и #72, простите за самоцитирование), базируясь на некоторых собственных представлениях о природе процессов, происходящих в тракте передачи-приёма.

Простите, но Вы сообщили (или это мне показалось?), что импульсная мощность лазера не может быть больше 10 мВт. При таком ограничении использование меандра вполне оправдано.
Не нужно даже и пытаться давить на входе помеху полностью - это невозможно. Главная задача состоит в уменьшении динамического диапазона С+П на входе СД.
Вообще-то, решение задачи должно быть комплексным: напр., 20дБ выиграли с помощью дешёвого светофильтра, ещё 20 - с помощью простой оптики, ещё 20дБ - с помощью ФВЧ, ещё 60 - на СД и вычитателе, остальное "добрали" при помощи стат. обработки (усреднением).


Ага, тогда понятно.
В общем, мыслите Вы в правильном направлении. Расположив нули цифрового фильтра на гармониках строго периодического сигнала, получим полное его подавление.
Здесь, однако, есть две засады.
Первая состоит в том, что моменты выборки сигма-дельта АЦП должны быть жёстко синхронизированы с частотой периодического сигнала, что для данных АЦП сделать довольно трудно. Главная беда, однако, не в этом.
Вторая засада - ни один реальный сигнал в природе не является строго периодическим. Упрощённо говоря, помеху можно представить суммой детерминированной периодической и случайной непериодической компонент. Фильтром может быть подавлена только периодическая часть, а как Вы собираетесь оценивать и подавлять непериодическую? Моя система этот вопрос решает в принципе.

Почему только 20 бит? И почему байтом?
24-битный АЦП даёт 22-23 эффективных разряда при хорошей линейности. При соотношении С/П 1:1000 получим 12-13 разрядную точность. При 1:10000 - 9-10-разрядную. Недостающее разрешение, как я и писал, доберём усреднением (например, усреднив 100 отсчётов, получим дополнительных 3-4 разряда).
Замечу, что данный расчёт приводится для системы, не имеющих никаких средств предварительного подавления помехи. В реальности можно сделать всё гораздо лучше, отыграв у помехи децибел 40-50 ещё до синхронного детектора.

В том-то и дело, что получает... Все соображения я привёл выше.
Возьмите помеху больше - это только усугубит ситуацию, о чём я и пытаюсь сказать.
Ну не могу же я всё рисовать, в самом деле. О методах предварительной борьбы с помехой в теме написано достаточно.

Да, верно. Такой сэмплер (СД) эквивалентен системе "интегратор со сбросом + УВХ".

Это, конечно, так. Современные АЦП имеют уровень Idle Tones гораздо ниже -120dBFS. Однако, при несоблюдении правил монтажа их можно запросто "испортить", поэтому, при проектировании нужно обязательно обращать внимание на рекомендации изготовителя.

Извините за отсутствие, вынужден был отвлечься. Надеюсь, тема ещё не забыта

В идеале, наверное, да. Но взгляните на таблички из DS АЦП, к примеру, AD7738 или HI7190 : эффективная разрядность в различных режимах, совсем не каких-то критических, чаще всего ниже 21. И, к тому же, это при условии, что уровень измеряемого сигнала максимально близок к границе диапазона, то есть является "полноразмерным". На практике же такое бывает редко. Контроль за уровнем сигнала с использованием какого-либо АРУ вряд ли будет оправданным. Да и переход на более чувствительный диапазон АЦП тут же снижает эффективную разрядность. Так что не всё так просто... Или, может, я не те АЦП в пример привёл?
В остальном Вы, конечно, правы.Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла

Вот, набросал, наконец-то, схемку приёмной части. Постарался учесть полученные советы.
Прошу покритиковать, в том числе элементную базу.
Сначала дам некоторые пояснения.
1. Оптическим фильтром решил не пренебрегать, он уже заказан. Насколько поможет - посмотрим.
2. Фотодиод пока остался тем же. С Hammamatsu действительно слошные заморочки: выяснилось уже после заказа, что срок поставки - 6 недель (!). Они, похоже, запускают линию, когда набирают достаточное количество заказов. Первый раз с таким сталкиваюсь.
3. Собственно по схеме. Чтобы получить максимальное усиление в первом каскаде был выбран относительно "высоковольтный" ОУ AD8620. У TI почему-то, в основном, развито низковольтное направление, для однополярного включения. Подошёл бы, похоже, OPA627/637, но достать их оказалось сложно. Поскольку ФД - источник униполярного тока, решено было включить его относительно минусового провода. Так же подано смещение, делителем на R1R3, примерно 2,5 В (-2,5 В относительно земли). Стабильность его некритична. На U1B собран обычный ФВЧ, он симметрирует сигнал относительно земли и снижает НЧ-составляющую до размаха менее 5 В, учитывая напряжение питания последующих каскадов. Простым пассивным RC-фильтром обойтись не получается, поскольку входное сопротивление OPA615 относительно невелико. Усиление больше 1 ему, скорее всего, не понадобится, так что R5 - опционально. На U2A и U3A - собственно СД, точнее, я бы назвал его кореллятором. Резисторы R12 и R19 несколько снижают скорость заряда соответствующих конденсаторов. U4 - инструментальный усилитель, был выбран, в основном, по входным токам. На U5 - ФНЧ, с частотой среза порядка десятка Гц. Подробно схему ещё не рассчитывал. На схеме не показаны цепи синхронизации и сам АЦП, но там и показывать особо нечего. Пока остановился на AD7738 в биполярном включении с chopping- режимом.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Спасибо за внимание.

Сдвоенный ОУ на входе - не есть хорошо, лучше 2 разных поставьте. При 300 Комах городить резистор в обратной связи из 3 нету смысла - только шумы увеличивает.
OPA134 не годится для входа АЦП - не нормированы НЧ шумы. Дай бог 16-17 разрядов будете иметь.
СД слишком сложный у Вас - вполне можно обойтись инвертирующим усилителем с подстройкой на 1% вокруг -1, и два ключика типа ADG, подключенных прям ко входу фильтра. Проще, дешевле, и работать будет лучше.
Будете работать с 7738 - учтите, что между командами должно проходить время, не меньшее 2х периодов тактовой частоты АЦП (кварца). Иначе может сбоить. В документации по моему это не указано, а на микроконтроллерах при выполнении процедуры инициализации может получиться запросто. И еще у них весьма своеобразный формат данных в регитрах калибровки 0 - обязательно прочтите appNotу по поводу этого.

По поводу Hamamatsu - Вы видать мало с японцами дел имели. Быстро ответить на бумажку - себя не уважать, видимо. Поэтому 6 недель срок еще божеский, иногда 15 - 20 недель бывает.

Спасибо, DS_!

Из-за взаимопроникновения, что ли? Так вроде частоты невысокие совсем. Т-мост в обратной связи на всякий случай, конечно. Ещё не знаю, какой понадобится номинал, ведь теперь у меня будет светофильтр (надеюсь, подавит засветку хоть раз в 5 - 10), и напряжение питания каскада побольше - так что не 300к точно, скорее, порядка 2М.
Это Вы про частоты ниже 20Гц говорите? Если они заявляют о rms noise в полосе 20Гц - 20 КГц порядка 1,2 мкВ, возможно, что ниже 20 Гц будет намного выше? Или Вы о токовом шуме? Хотя, ОУ, конечно, "из другой оперы". Поищу ещё.

Почему? Как раз совсем ничего сложного: два совершенно идентичных канала, всё максимально интегрировано. Ключи в составе ОРА615 имеют очень неплохие характеристики. На дискретных у меня всегда возникали проблемы: то с неидентичностью, то с инжекцией заряда, то с динамическим диапазоном... Кстати, что это за ключики ADG, приведите пример, пожалуйста.
Инвертор, опять же, не нужен. 1% его точности кажется недостаточным и мне всё-таки хочется уйти от режима "непрерывного интегрирования" в СД. По-моему, это даст возможность радикально избавиться от "перекоса".

Спасибо ещё раз. Учту.

Да, похоже, атрибут восточной культуры

Резистор все равно не желательно делать составной. Опыт показывает, что до 10 Мом можно обходиться одним резистором. Схемы с составными резисторами. по моему относятся к периоду, когда емкости резисторов были порядка 1- 2 пф и все портили. У резисторов 0805 при 10 мом все работает почти без искажений. Составной резистор резко увеличивает шум входного каскада. Влияние сдвоенных усилителей друг на друга всегда имеется, если работаете с тонкикми вещами, сдвоенные очень не желательно ставить. Кроме емкостей есть еще влияние общей подложки и общих контактов питания.
Шум на низких частотах возрастает как 1/f, так что если у опреационника не нормирован шум на низких частотах, он там огромный. Для подавления такого шума используются специальные схемные решения или специальные полевики. Поэтому операционники получаются специфические.
Ключи я имел ввиду ADG4xx. Регулировка в 1% дает возможность выставить равенство усиления примерно в 0.1%, что весьма хорошо. Инжекция заряда в первом порядке скомпенсируется противофазными ключами, во втором - приведет к некоторому постоянному смещению нуля, которое устраняется калибровкой.

Извините уважаемые, из вашей дискусии я так и не понял,
чем вы руководствовались при выборе входного ОУ и АЦП ?
только лишь критерием выбора из того, что имелось под руками ?
если нет, то:
- вами уже отметчалось (и не раз) "... ФД - источник униполярного тока .. " , то-есть , логично было бы выбирать ОУ предназначенный имено для работы с ФД и имеющий минимальные номированные шумовые характеристики именно по току (а не по напряжению),
в этом случае ваш выбор AD8620 явно не оптимален, у этого же производителя имеются более подходящиее для ваших целей и сравнительно доступные ОУ ...
- аналогично и относительно выбора АЦП , в этом же ряду AD7*** имеются экземпляры с лучшими шумовыми характеристиками (уступающие выбранному вами по быстродействию, однако для вашего случая не этот параметр является определяющим ...)

может быть я и не прав, и вы имеете совсем иные критерии отбора элементов - тогда еще раз извините ...

Присоединяясь к уважаемому DS, хочу спросить - зачем светить зря, если используется УВХ (немного подпорченные)? Ведь интегрирование (усреднение выборок) даст меньший уровень шумов, чем отдельная выборка... Почему бы не измерять что-то, когда есть возможность? Зачем выбрасывать нелишнюю информацию о сигнале?

773х выступают с хорошим отрывом по сравнению с остальной частью этой серии. У них гарантированные no missing 24 разряда, что позволяет выфильтровывать полученные на 300 Гц результаты до нужных разрядностей.
Про 8620 ничего не скажу - не работал, но в ТИ усилителях шум определяется резистором обратной связи. При сколь-нибудь разумным выборе шум ОУ, а тем более токовый, не влияет на результат. Чудеса могут возникнуть, если ОУ имеет немонотонно-фазовую х-ку, например ad8065, opa637 - если их испольтзовать в ТИ, шумы получаются совершенно неадекватные любым расчетам. Правда, строго выписать взаимосвязь с фазовой характеристикой усилителя мне было лень, но это экспериментальный факт.

именно поэтому я бы попробовал в этом качестве специализированные AD8067 и ADA4899 ...
монотонные фазовые характеристики, сверхнизкий нормированный шум и искажения ...

относительно АЦП - полезный сигнал (с учетом внешних условий) будет иметь заведомо более узкий динамическикий диапазон, потому мне кажется не следует исключать применение АЦП с гарантированными 18-21 Bit, но зато имеющих более низкий порог сосбственных шумов ...

все это, конечно, ИМХО, экспериментатору виднее ...

Попробую объяснить свои рассуждения. Дело в том, что лазер модулируется прямоугольным сигналом, импульсами, меандром, в часности. Такой же прямоугольной формы сигнал, в идеале, должен быть принят и измерен. Всё что требуется - узнать его амплитуду. Реально же, сигнал, по понятным причинам, искажается - заваливаются фронты, появляются переколебания, добавляются шумы. Но если синхронизировать СД с задержкой на затухание переходного процесса (и ограничив, по возможности, полосу) амплитуду импульса можно фиксировать и лазер выключать. Ибо информация уже есть, дальше меняться она не будет (во всяком случае, по воле разработчика и в пределах данного импульса), зачем же "измерять что-то"? Интегрировать дальше этот DC уровень, ИМХО, нет смысла. Другое дело, если бы у меня в это время превалировали ВЧ-помехи, тогда было бы полезно усреднение. В моём же случае, на самом деле амплитуда импульса в начале и конце неодинакова, за счёт модуляции его частью синусоиды 50Гц. Зачем мне передавать это изменение на выход? Я же хочу от него избавиться.
Так что я не совсем понял, что Вы называете "нелишней информацией о сигнале. Полезного изменения сигнала за такое время не происходит и непрерывность измерений мне ничего не даст.
А усреднение выборок у меня и так предусмотрено. В ФНЧ перед АЦП, и после, в цифровом виде.


Спасибо за рекомендации, посмотрю внимательней обязательно. Первое, что бросилось в глаза - приборы доволно быстродействующие и шумы для них нормируются относительно высокочастотные, по НЧ могут быть совсем другие цифры. Вот и на диаграмме это видно, правда, только для шума напряжения...
А второй прибор по входным токам и вовсе для ТИ слабо подходит. Или это не для него?

Предлагаю еще вариант.
Модулировать сигнал для изучающего ФД синусом, это позволит сузить полосу сигнала. А если синус будет качественным, то это еще даст просто стабилизированный по амплитуде световой поток. А если еще взять излучающий диод с элементом Пельтъе (бывают встроенные прямо в диоде) то это даст еще и стабильность спектра.
В качестве прибора можно использовать микроконвертер (AD) там есть все необходимое.
(Спасибо AD, что они о нас заботятся! )

Что-то ничего не понял....

Ваши рассуждения мне кажутся неправильными. То, что Ваш полезный сигнал как-то искажается - это мелочи по сравнению с естественными (Даже если Вы поставите сверхстабильную собственную подсветку, квантовую природу света не обойти!) флуктуациями Вашей огромной вредной ПОЛКИ - вот Вам и высокочастотные шумы. Кажется странным, что имея возможность сделать N "измерений" и, усреднив их, уменьшить шум полки в корень из N, Вы решили ограничиться одним.

Что-то ничего не понял....
[/quote]

Сигнал-то у Вас импульсный, а проблема - в помехах и слабом полезном сигнале?
Вот я и предлагаю Вам модулировать по амплитуде импульсы с помощью прецизионного скоростного 12 разрядного ЦАП, который имеется в составе микроконвертеров Analog Devices.
Там же есть встроенный фильтр подавления наводок сети (ну очень хороший!), прецизионный программируемый усилитель, АЦП (бывают разные).
Когда Вы принятый фотоприемником ток преобразуете в напряжение, а затем отфильтруете - на выходе у Вас будет непрерывнй сигнал с модуляцией синусом + шум. Его Вы оцифруете, а затем цифровыми методами вычислите значение пик-ту-пик синусоидального сигнала - это и будет амплитуда принятого сигнала. Почему синусом? А его фильтровать проще!

Нужно только следить, чтобы частота модуляции не совпадала с частотой сети

Попробую переформулировать то, что пытается объяснить Tanya. Да, сигнал лазера не меняется во время измерения, но помеха-то присутствует. Поэтому если Вы меряете полезный сигнал в течение короткого времени, к нему добавляется мгновенное значение сигнала помехи, которое тем больше может быть, чем короче время срабатывания УВХ. Это как бы фундаментальная вещь, от нее никуда не денешься - шум будет расти как корень из отношения периода к времени выборки. У Вас, конечно есть полосовой фильтр, поэтому сигнал помехи будет ограничен, но зачем же сознательно ухудшать в схеме сигнал/шум.
Не советую брать для ТИ ad806X, я подорвался на них именно в схеме трансимпедансного усилителя - из-за внутренней коррекции они работают неправильно в таком включении. OPA627/637 тоже дает шум раза в 4 больше расчетного.

Спасибо за интерпретацию. А что там не так с 8065/67? Я их активно использую. Может зря?

Судя по всему у AD8065 имеется две цепи коррекции, одна валит высокие частоты, чтобы обеспечить стабильность, другая их поднимает, чтобы скомпенсировать характеристику плохо работающего входного каскада. В результате возникает лишний полюс. Это, кстати, хорошо видно на характеристике в DS на 8067 - там есть большой подъем перед спадом. В результате при трансимпедансном включении он ведет себя так, как будто между входом и землей включен конденсатор порядка 1 нф.

А в SPICE-модели это видно? В смысле: она адекватна реальности?
Может они что-то в кристалле поменяли. В даташитах даже изменилась граничная частота.

Я моделями не пользуюсь - быстрее померить и на бумажке посчитать. В технологии действительно менялось что-то - у меня попались ОУ с годом разницы в выпуске, шумы отличались раза в 2. Но при этом до старого доброго ad825 и близко не дотягивают

Спасибо за идею. Только модулировать лазер синусом трудно - он крайне нелинейный элемент.
Излучающий ФД - ИМХО, нонсенс, ибо ФД - это фотодиод, приёмник. Они со встроенными элементами Пельте бывают, это я знаю. У тех же Hammamatsu, например. А излучающих, со стабилизацией спектра - не встречал.

Ну Вы конечно правы. А по мне все что полупроводник с двумя выводами - все диод.

Что ж я тупой-то такой...
Медленно доходит до меня. Уж извините...

Насчёт мгновеннового значения сигнала помехи понятно. Только что значит время срабатывания УВХ? Время заряда ёмкости хранения?
Я ведь не меряю каждый импульс, Вы же это знаете. То есть, каждый цикл измерений АЦП - это предварительное усреднение ФНЧ довольно большого количества отсчётов. Да и после замеров - следующий этап усреднений. Что именно (простите, ещё раз переспрошу) Вы называете периодом и что - временем выборки в текущем контексте?

Вы это объясняете внутренней коррекцией? Почему же она так драматически влияет именно на ТИ-включение?

Время срабатывания - это время, в течение которого перед срабатыванием УВХ должен поддерживаться сигнал, чтобы ошибка не превышала 0.7. Период имеется в виду, естественно, срабатывания УВХ. Фильтр, конечно, существенно снизит повышение шумов т.к. подавит высокие частоты. Я просто пытаюсь объяснить, что схема с УВХ в данном случае обладает худшими характеристиками, чем СД с ключами, который, в свою очередь, хуже СД с аналоговым перемножителем, зато дешевле и проще.
В ТИ включениисобственный шум операционника усиливается за счет паразитной емкости вход - земля. Как легко понять, это ФВЧ, поэтому шум, связанный с ОУ, линейно растет с частотой. Если в операционнике есть коррекция, которая вертит фазу в том же направлении (Это осбенность именно данного операционника - в нормальных ОУ такие вещи не допускались - видимо, попытка дотянуть до обещанных характеристик неправильно спроектированный усилитель), может возникнуть положительная обратная связь по усилению шума (с коэффициентом ПОС<1), поэтому, хотя генерации не будет, шум будет усилен в неопределенное количество раз. Аккуратно считать мне это было лень, я просто перестал их использовать.

поскольку в условиях, описанных автором темы, мне AD806x погонять как-то не доводилось, я не бусь утверждать правильности выбора именно этой серии (я пробовал рекомендованные мною ОУ в качестве согласующего-буферного усилителя с к(10-100), для усиления слабого сигнала от старенького ФД (измерение уровня освещенности для фотозадач), меня удовлетворили оба варианта - и AD8067 и ADA4899, последний шумел в моем случае в два раза меньше) ...

Относително AD825 (и вообще старой трехзначной серии ОУ) - Вы абсолютно правы; за исключением габаритов и токопотребления - новые серии весьма уступают старым по характеристикам ... (конечно, есть серии - широкополосные малошумящие ОУ, которые ранее просто не выпускались в однокристальном исполнении, но это уже совсем другая тема)

а вобще то, Вы очень верно подметили еще такой ньюанс - "Я моделями не пользуюсь - быстрее померить и на бумажке посчитать";
на месте экспериментатора я бы уже собрал макет и прогнал
несколько варинтов с различными ОУ, ФНЧ (до и после ТИ), УВХ, СД, аналоговый перемножитель и ...;
поначалу без цифровой обработки, измеряя параметры (измеритель спектральных характеристик или селективный вольтметр, осцилограф) входной части, нагруженной на эквивалент АЦП.
А уже на основании таких натурных измерений выбирал бы АЦП и последующий метод обработки результатов ...

Однако, как я уже говорил выше, -экспериментатору виднее, что и как ...

все изложенное - ИМХО и без каких-либо претензий на ...

А, теперь ясно. Я бы назвал это для УВХ временем выборки. С ней как раз никаких проблем нет: для частоты модуляции, например 20 КГц, за вычетом dead-time время выборки может составлять ок. 20 мкс. Этого более чем достаточно для быстродействующего ОРА615. Поэтому я и "подпортил" УВХ, поставив последовательные R12 и R19. Тоже интегрирование. Постоянную времени, впрочем, собираюсь выбрать порядка 1-2 мкс, так что ошибка уже будет небольшой.

В чём, собственно, всё отличие такой схемы от предложенной Вами СД с ключами? Только в аналоговом вычитании величин ((с+п)-п) до ФНЧ. В Вашем же случае это будет ((с+п)+(-п)), только и всего, мне так кажется

Стало быть, взять всё же 825-ый и не мучиться?

Да уже не первый день собираюсь приступить к макетированию. Но нужно для начала хоть комплектацией необходимой обзавестись... Да и руки пока не доходили...

Посмотрел сейчас DS на opa615. У Вас время выборки составляет порядка 10 -20 нс. Резисторы, которые включены перед запоминающим конденсатором, не влияют на результат, т.к. внутренний усилитель просто увеличит выходной ток, чтобы нейтрализовать действие резисторов. Поэтому шумы в такой схеме многократно возрастут. Т.е. ситуация такая - выходной сигнал после "защелкивания" зависит только от состояния входа в течение последних 20 нс перед этим событием. Все остальное теряется. Об этом все время и шла речь
Да, я думаю для Ваших целей 825 будет в самый раз - главное, никаких сюрпризов.

Вот теперь предельно ясно Я вижу, что допустил ошибку, взяв сигнал ОС с конденсатора. Разумеется, всё будет так, как Вы пишете. Предполагал же я замкнуть петлю с выхода, конечно же, до резистора.

Есди брать ОС до резистора, то проще вместо 615 поставить ADG453 и после него конденсатор, потом брать разницу. Все таки 615 - высокочастотная схема, разработана не для таких применений.

Не совсем так. Частота у Вас низкая и нелинейность легко устранить с помощью мониторного фотодиода.

Ни разу не видел подобного схемного решения. Обычно мониторный ФД используется для стабилизации средней излучаемой мощности, типичная схема включения - интегратор фототока с довольно большим тау. Но даже если попробовать использовать его в схеме линеаризации, глубина модуляции, скорее всего, получится очень небольшой - я имел в виду и то, что у ЛД весьма узкий диапазан рабочих токов. Это не светодиод и яркостью его управлять не так просто. Так что попробовать можно, но в результатах есть изрядное сомнение.

Встроенные мониторные фотодиоды имеют обычно граничную частоту на 1-2 порядка ниже, чем граничная частота лазера и действительно предназначены для контроля средней мощности излучения. Но в Вашем случае частота настолько низка, что проблем не будет. Да и внешний фотодиод всегда поставить легко. Подразумевал именно второй вариант.

Кстати, существуют и полупроводниковые лазеры для передачи аналогового сигнала, обладающие высокой линейностью. Встречал такие для ИК диапазона.

Но сам продолжаю считать, что в данном случае выгоднее применить светодиод. Неопасный для зрения лазер должен иметь мощность менее 1 мВт в то время как для светодиода, насколько помню (не уверен), ограничение 500мВт/стерадиан. А также нет проблем с линейностью, можно работать в импульсном режиме (большинство полупроводниковых лазеров не допускают даже кратковременного превышения предельного тока), намного дешевле и долговечнее. Почему Вы решили использовать лазер мне не понятно. Ведь его узкий спектр использовать не удастся без серьезных дополнительных наворотов.

А почему не переделать оптическую схему, и не ввести в нее зеркало, "согласованое" на длину волны лазера. Объективы, диафрагмы и прочее наверняка у вас стоит. У нас оптик такие и ставит. Не знаю как их правильно называть. Но это качественное полупрозрачное зеркало с напылением, которое отражает только определенную длину волны, и практически пропускает все остальное (типа четверть волновй слюдяной пластинки).
Если интересно, я могу уточнить делали: как называется и какие материалы напыляются (толщина напыления должна быть завязана на длину волны).
Извиняйте если что неграмотно сказал, но суть выразил правильно.
После этого уже делаю гетеродинирование, и все в порядке, даже если светить лампу дневного света.

Тут оказывается 10 страниц...
MosAic уже рекомендовал ставить:

1) Оптика с хорошим полосовым оптическим фильтром с полосой около 50 нм (лучше интерференционным, но дороже). Впрочем, это можно отложить до готовности электроники.
2) В качестве излучающего элемента следует взять светодиод, а не лазер т. к. он имеет очень линейную зависимость ток-излучение, причем практически от ноля.

Хотя про светодиод не соглашусь, лучше фильтр поуже и лазер как источник. Но с лазером тоже есть беда - спеклы (как следствие когерентности), что вносит непредсказуемые изменения в наблюдаемую картину (завиит от типа поверхности).

В предидущем посте писал:-"Ведь его узкий спектр использовать не удастся без серьезных дополнительных наворотов." Видимо следует расшифровать. Ширина спектра полупроводникового лазера, даже многомодового, обычно менее 1 нм. И может захотеться поставить оптический фильтр такой же полосы пропускания (1 нм это сложно, но 5-10 нм реально). Проблема же заключается в том, что есть значительный технологический разброс длины волны между экземплярами (порядка десятков нм) и ее температурная зависимость. Стабилизировать можно, если отслеживать длину волны и подстраивать ее температурой, использовать лазеры с подстраеваемыми внешними резонаторами и т. д. Вот это и есть навороты, которые были упомянуты. Без них же придется ставить фильтр с полосой порядка 50 нм и в этом случае использовать лазер нет смысла. Светодиод будет работать ничуть не хуже. А мощность (безопасную для зрения) может дать намного больше.

Что касается спеклов, то они будут "играть" только если расстояние до объекта меняется и в данном случае не помешают.

2 Herz
У Вас есть новости? Интересно услышать что из предложенного выбрано и какие получены реальные параметры.

Здравствуйте, уважаемые! Вот я и вернулся!
К теме, я имею в виду. Приношу свои извинения за самовольную отлучку, просто за время моего отпуска тему успели "слегка задвинуть", затем пришлось заняться другими делами и вот теперь вытаскиваю её из-под шкафа, немного запылённую..
Прежде всего, спасибо MosAic-ку за книгу, "фсю ниасилил ишчо, многа букафф", как сейчас говорят , но продолжаю, только времени как всегда... Но кое-что почерпнул, кое-что вспомнил... Некоторые места остались непонятными и даже показались спорными. С вашей помощью надеюсь разобраться лучше.
Ветка уже стала несколько тяжеловесной и наверняка подзабылась, может быть, стоит открыть новую?
Пока некоторые новости. Собрал предусилитель и ФВЧ на AD825, как советовали, схемку прикрепил. Фотодиод старый, FDS100, с Hammamatsu связываться действительно оказалось себе дороже. Не понимаю я такой политики: впечатление, что фирма совсем не заинтересована в расширении рынка. Есть ещё несколько похожих, ну да пусть их. Купили светофильтры, действительно значительно ослабляют засветку, но и полезный сигнал понизился.
В обратной связи ТИ-усилителя всё-таки решил применить Т-мост, несмотря на замечание:

Во-первых, номинал действительно понадобился большой, свыше 10 МОм. Сейчас при R1= 30 Oм, R2=R3= 30 КОм, Rэ > 30 МОм. Качественных малошумящих резисторов на такой номинал, естесственно, не найти.
Во-вторых, не согласен, что составной резистор увеличит шум. Тепловой (Джонсона) шум резистора, как известно, пропорционален корню из его сопротивления и при прочих равных резистор, скажем, 3 МОм шумит в 10 раз сильнее 30-тикилоомного. Если же сложить шумы R2 и R3, то результирующий возрастёт лишь в корень из двух раз, поскольку шумы некореллированы. Шум же R1 и вовсе почти ничего не добавит. Итак, налицо выигрыш по шумам. Пока, правда, малошумящие не приобрели и приходилось экспериментировать с обычными.
Частоту модуляци лазера поднял до 21 КГц, ФВЧ рассчитан, как фильтр Бесселя, со срезом около 8 КГц, может, немного высоковато.
Ку назначил ему ок. 20 Дб, ибо из первого каскада больше выдавить не смог.
То, что получилось - на картинках. На первой - сигнал до фильтра, на второй и третьей - после. (Пока не поместились все, прикреплю в следующий раз.
Канал 2 - импульсы лазера.
На первой можно наблюдать 100-герцовую наводку от лампы накаливания. Кстати, почему всё-таки синус?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Извините за многословность.

Вы неправилно считаете шумы в T-мосте. Кроме сложения шумов резисторов, есть эффект от наличия операционника - а он заключается в том, что шум R2 будет усилен в R3/R1 раз. Я писал про это.
Брать коэффициент усиления каскада в 1000 (r3/r1) рискованно - у ОУ на частотах в килогерцы усиление без ОС сравнимо с этой величиной. Могут начаться очень непрятные эффекты.
Мой опыт использования чип резисторов в Ти усилителях говорит о том, что специальные малошумящие резисторы не нужны - шум схемы с обычными соответствует теоретическому расчету.

Синус - потому что лампочка накаливания - это фильтр нижних частот из-за тепловой инерции нити.

Вот, после фильтра. На второй картинке развёрнуто.
Далее будет кореллятор или синхронный детектор. Драйвер к нему (с регулированием фазовой задержки и dead-time) уже готов. Начну всё же с OPA615, потом попробую ключи с интегратором для сравнения. У OPA615 есть, кстати, ещё один плюс: выход его SOTA - источник тока.

Хотелось бы почитать где-то об этом. Как рассчитать шумы и пр. Что изменится, например, если уменьшать R2? И как может быть всё равно, какие резисторы применять?