Вот появилось у меня чувство патриотизма!)) хочу попробовать почаще ставить отечественные элементы...И всвязи с этим вопрос есть ли малошумящие советские ОУ? с шумом меньше 1 нВ/(Гц^0.5)

Для начала: при разработке качественного устройства чувство ложного патриотизма должно быть отодвинуто в сторону, потому, как зачастую решение поставленной задачи бывает очень плохо совместимо с возможностями отечественной электроники (если б Вы только знали, кто ей счас командует!).
Были такие усилки ещё и в советское время, только вот неплохо бы Вам описать задачу, в которой именно нужен усилитель с шумами <1нВ/(Гц^0.5). В частности, характеристики источника сигнала.

)))))почему ложного-то...!!?
....Обычного и нормального. Я вот задумался на чём наше вооружение делается и космические системы...неужели вся элементная база не отечественная, это как минимум опасно, а ещё и печально. Я щас ультразвуком занимаюсь и собственно для этих целей и нужен малошумящий ОУ. Источником сигнала служит индуктивный датчик(катушка 5мкГн) предварительно до ОУ сигнал проходит входную цепь(со входом ОУ датчик соединён через ёмкости и трансформатор...) ..входная цепь настроена на от 3МГц до 6МГц....ещё требование к питанию +-5В...
С нашими элементами сталкивался два раза в жизни!! оба в ВУЗе(3года назад) пытался собрать инвертирующий усилитель на 140уд2 и 547удХХ точно не помню может с названиями наврал....оба раза работать они отказывались!!!)) ...щас думаю распиновка интернету не соответствовала...pdf'ов на них небыло! да и щас документацию на наши элементы фиг найдёшь и я решил больше про них не вспоминать(тогда я ОУ заменил на tl072 и всё заработало)...

ИМХО, дело в том, что за сохранение потенциала отечественной (впрочем, и любой "забугорной"!) микроэлектроники, как основы всей стратегической электронной промышленности, несёт ответственность прежде всего государство, а разработчик электронной техники вынужден делать вещи, по соотношению цена/качество не худшие, чем зарубежные аналоги. Отсюда и противоречие...

Это верно.
Насколько я знаю, в основном пока применяется отечественная техника, хотя есть и вещи, где импортозамещение практически невозможно для сохранения ТТХ изделий на должном уровне.
Надо сказать, отечественныые разработки в области электроники для оружейных систем стали отставать от зарубежных аналогов ещё в 80-е (наверное, и раньше были подобные проблемы, но не столь острые: например, на n-МОП с грехом пополам переползли, а на КМОП - увы, горбостройка началась). Тогда отставание в области микроэлектроники компенсировалось достаточно высоким системным уровнем проектирования. Сейчас этого нет и в помине.


Такие усилители нужны только для работы с источниками, импеданс которых составляет десятки Ом.
Для Вашего датчика модуль импеданса в рабочей полосе частот составит 100-200 Ом, чему соответствуют тепловые шумы идеального резистора порядка 1,4 - 1,8нВ/sqrt(Гц).

Думаю, что найти отечественный ОУ, могущий работать в данной полосе со сравнимыми шумами напряжения на входе, практически невозможно. Частота единичного усиления такого ОУ по малому сигналу должна составлять сотни МГц. С зарубежными несколько проще, у AD, например, посмотрите. Был у них чудный ОУ AD797, может, это пригодится. Сейчас появилось семейство AD80xx, их не пробовал, что за звери - точно не знаю, но, вроде, то, что нужно.

Вообще-то, предварительные каскады таких усилков лучше делать на согласованных парах биполярных транзисторов, только с местной (без общей) ООС.
Или, если условия допускают, вообще на одиночных БТ.

Изначально так и делали, только параметры шумовые на транзисторах не получались лучше чем, на микросхемах max4106(0.7нВ/кореньиз Гц, 350МГц) ...т.е. бились бились, а на ОУ всё равно проще и даже лучше...вот их щас и использую....у analogdevices пробовали ad8099, она очень чувствительна к питанию т.е. из неё и какого-нибудь ещё усилителя всегда получался генератор (ОС только по питанию и земле) причём генерация может быть достаточно маленькой по амплитуде десятки мВ...спасало например раздельное питание(свой линейный стабилизатор)
интиресно , а я думал что шум надо только резисторов учитывать...(почитаю где-нибудь...)

В своё время такие усилители разрабатывал киевский КНИИМП. Это были аналоги AD OP27, OP37. Киевское НПО "Кристалл" и посейчас их выпускает, в т.ч. с приемкой "5", и поставляет В РФ. ИМС имеют обозначение 140УД25, УД26 соответственно. Шумы у них- 3nV/sqrt(Hz)- максимально.Я эти изделия использовал, в т.ч. в спецтехнике. Всё соответствует. Для дальнейшего уменьшения шумов напряжения усилителя существует способ: Включается, например, 4 усилительных каскада с Ку, скажем, 25, параллельно, затем их выходные напряжения суммируются. При этом приведенные ко входу шумы снижаются в sqrt(n)=sqrt(4)=2 раза. Общий Ку=25*4=100.Т,е. получается усилитель с Ку=100 и Enoise=sqrt(3nV/sqrt(Hz)). Причём входные токи получаются достаточно малы-порядка 150nA.В настоящее время из КНИИМП выделилась лаборатория, которая занималась ОУ, вернее, все ключевые сотрудники, в самостоятельную фирму. Они выпускают гражданский вариант этих ОУ в пластмассе. Называются они 1011УР27,1011УР37. Для варианта корпуса SO-8, 1011УФ27,37. Эти изделия у меня лежат в столе. Я их пробовал, правда, до промышленной серии прибор пока не дошёл, но на опытных образцах видно соответствие параметров Данных ИМС заявленным.На всякий случай их адрес: http://www.krystall.net.
Зеленогградский Ангстрем по программе импортозамещения выпустил 140УД26, с принмкой, естественно.

Интересно, как Вы собираетесь получить с помощью УД25 и УД26 Ку=25 на частоте в 6 МГц?

Идеальная индуктивность сама по себе не шумит, конечно, и на самых низких частотах шум будет определяться только шумами напряжения входного каскада усилителя. Однако, с увеличением частоты, растёт вклад токовых шумов входа усилителя, подключенного к индуктивному датчику.
Например, на частоте 6 МГц импеданс источника равен ~200 Ом, токовые шумы MAX4106 2,5pA/sqrt(Hz). Умножив одно на другое, получим токовую шумовую "добавку" в 0,5 nV/sqrt(Hz). В предположении, что шумы тока и напряжения ОУ статистически независимы, суммарный шум будет равен sqrt(0,75^2 + 0,5^2) = 0,91 nV/sqrt(Hz) - отличный результат, такой даже на одиночных БТ получить трудно.
БТ для малошумящих усилителей брать нужно с большим бета и малым объёмным сопротивлением базы. Из отечественных можно предложить КТ3102Е. Включать данный БТ нужно в режиме микротоков (наименьшие шумы получаются при токах <0,1мА и напряжении КЭ порядка 1-2В), правда, при этом ещё нужно обеспечить должное усиление на заданных частотах. Если сигнал узкополосный - выход усилительного каскада лучше всего сделать резонансным, включив параллельный колебательный контур в цепь коллектора.

А я раньше думала, что на каждую степень свободы приходится половинка kT.

Тепловой шум и степень свободы несколько разные вещи. Энергия, приходящаяся на ортогональную компоненту теплового шума - sqrt(2kTRdf).

Их хороших скоростных ОУ AD8021 с 2.1 нв шума - один из лучших. Сильно я сомневаюсь, что у Вас внешние шумы меньше этого значения. OP27 и 37, а тем более их аналоги по современным меркам не лезут уже ни в какие ворота. Им все-таки уже по 20 лет.

Я думала, что если U^2/R*t=kT, то I^2*L*t =kT тоже. Не так? Не изучала я эту дисциплину надлежащим образом.....

[Интересно, как Вы собираетесь получить с помощью УД25 и УД26 Ку=25 на частоте в 6 МГц?

[/quote]

Да нет, конечно, это значение Ку просто для примера приводилось. Хотя, для УД26 полоса ед. усиления- более 60 МГц. Но, конечно, этого недостаточно, для 6МГц. под эти цели нужны более широкополосные, или даже радиочастотные устройства. Если не нужен при этом низкочастотный участок диапазона, то на шумы 1/f можно внимания не обращать, устройства с малым шумом в в.ч. области не так трудно найти, даже среди ОУ. В чём Вы правы, так это в том, что у них при этом большие входные шумовые токи, что может свести на нет все преимущества по малому напряжению шума. Кстати, мне приходилось делать малошумящий усилитель, правда н.ч., на КП903, он хотя и считается мощным, но за счёт относительно большой крутизны имеет малый шум напряжения при малых вх. токах, и , соответственно, малый токовый шум. Но емкости затвора и стока, конечно, всё значительно усложняют.

Думаю что в виде исключения, в этом случае на патриотизм придется забить)

Наверно на дискретах еще чтото можно сделать.

Если делаете с временным усилением то - AD604 , он специально для этой цели и сделан. (0.8 микроВ 40 МГц -3Дб)
Его часто используют в ультразвуковых фронтенд .Но он дорогой до чертиков.

Я ошибся - раз энергия, то без корня - 2kTRdf.

Точная формула спектральной плотности белого шума - 4kTR(hf/kT)/(exp(hf/kT)-1), где h - постоянная Планка. Так что из простых соображений не выводится.
Если же рассматривать колебательный контур, то там действительно, тепловые колебаний будут по kT/2 на каждую из двух степеней свободы (решения с sin и cos). Но эти колебания будут присутствовать только на резонансной частоте.

604 на частоте 6 Мгц будет иметь коэффициент усиления 3.

По паспорту, вообще-то, F1=20МГц.
Полевики при таком импедансе источника ставить не слишком рационально - всё-таки шумы в результате получатся больше, чем на БТ.
Междуэлектродные ёмкости вносят своё вклад и в каскадах на БТ, хотя и в меньшей степени. Всё же, чтобы обеспечить устойчивость и высокий Ку усилителя, особенно резонансного, очень желательно использовать каскодное включение транзисторов.

ЗЫ. Шумы напряжения и тока входного каскада всё-таки нельзя считать абсолютно статистически независимыми, поэтому, уровень шума по входу будет всегда немного больше расчётного.


Небольшая поправочка: теплового шума.

Да, согласен. Но это давно было, и полевой этот достаточно уникален, особенно для своего времени. Он же к тому же мощный достаточно- я помню, давл ему ток покоя что-то сотни мА, за счёт этого и получал малый собств. шум.И конечно, каскод пришлось делать, даже для НЧ.Хотя усилитель был апериодический.
а вот данные на ОУ:

Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну, это не совсем "те" ОУ. Вот, погуглил. Мне тоже пришлось в своё время с ними поработать, и меня тогда сильно удручила низкая скорость нарастания вых. напряжения 140УД26. Так, например, на синусе 6 МГц максимальная неискажённая вых. амплитуда данного ОУ будет составлять всего вольта полтора. Время реакции на входной скачок напряжения также будет весьма велико.

Да, для обработки импульсных сигналов они не годятся, тем более- нои трехкаскадные, т.е. три полюса с компенсацией нулём- переходный процесс совсем плох. Кстати,26й скорркетирован для Ку не менее 5. Но мне это и не нужно было- сигналы были достаточно малы.Одна из задачь: Эллиптический фильтр 9-го порядка, с неравномерностью 0,1 dB.Правда, полоса 300-3400 гц. Шумы требовались минимальные.Устройство применялось для измерения интегрального шума и искажений, включая шумы квантования, в цифровых каналах связи. Сразу скажу- цифровые методы тогда были гораздо менее доступны и оптимальны. Ну и ещё в бортовой аппаратуре.

маленькое уточнение: 0,1dB- в полосе пропускания, конечно, и фильтр имел полосу 300-550Гц, а вот анализ- в полосе 300-3400

artem:

))Да, видимо....

Нельзя нам их на вход к сожалению, у них входной усилитель ограничение по напряжению имеет 200мВ, а у нас перепады под 5 вольт...но всё равно требуется регулировка усиления, поэтому в схеме была ad604 щас перешли на AD605 она при зарезе входного напряжения "в зарез по току" не уходит в отличии от 604
...toDS: полоса этих микросхем не зависит от усиления....они сделаны на управляемом аттенюаторе, и постоянном усилителе

Да уж, datasheet читать надо было мне внимательнее...

Аналоговые ИС не моя стихия, но вот у нас тут в Риге тоже Альфа еще дышит.
Как я понимаю, она именно продолжает шлепать микросхемы советских времен для российского ВПК...
Посмотрите их каталог. Правда, вот как с патриотизмом не знаю, Латвия все-таки

Вот это непонятно, как шум может быть только на одной частоте?
Все же думается, что если в гамильтониане есть квадратичный член, то помятую об эргодической гипотезе, на этот член придется выделить некоторую среднюю тепловую энергию...

А как каждая колебательная мода в молекуле имеет КТ/2 ? У каждого осциллятора есть естественная ширина линии, кроме собственной частоты. Строго говоря, монохроматичного излучения в природе вообще не существует. Всегда подразумевается некоторая неопределенность. В колебательном контуре все тоже самое.

Лучше бы про вращательную, а колебательная не всегда заселена выше квантового предела (напр. H2)...
Но для сделанных человеком колебательных контуров, заселенность, конечно, высокая при комнатной температуре.
Вот и думается, что если взять катушку и вспомнить, что реально некоторая параллельная емкость имеется, то чем будут обусловлены шумы - емкостью или индуктивностью?
Вот если взять даже макроскопический осциллятор - грузик с пружинкой, то тепловая энергия там поровну поделится на кинетическую и потенциальную...
Вот думаю-думаю, но не знаю, есть ли шумовой-тепловой ток в катушке........

Есть, есть. В катушке, наверное, трудно будет увидеть, а вот в кварцевых резонаторах я его превосходно вижу на спектроанализаторе.

Вращательные степени тут не совсем годятся как аналогия - у них поведение существенно иное.

Вот как раз на катушку они и похожи по форме (гамильтониана).

У меня за стенкой трудится достаточно известный именно в этой области физик - теоретик, так он за аналогию пружинок или катушек с квантовыми ротаторами мажет по стене не только студентов но и нсов на семинаре. Сам я честно говоря за ненадобностью не разбирался в отличиях, но ему верю.

Какое правда все это имеет отношение к малошумящим усилителям ?

http://electronix.ru/forum/index.php?showt...25465&st=0#
Вот отсюда. Про катушку и ее собственные шумы.
А при высоких температурах квантов уже не чувствуется...
Просто простая такая мысль, что тепло вызывает колебания размеров катушки, порождая при этом шум не покидает меня (это про механизм). А Вы писали, что сама по себе катушка не шумит. Вот и не сплю ночами теперь... Все думаю-думаю.........

Так в катушке всегда есть активное сопротивление, которое и является источником шума. Этот шум сосредотачивается в области резонанса и имеет суммарную энергию KT. Чем выше добротность, тем больше уровень шума на резонансной частоте.

То есть Вы отрицаете собственный шум катушки, обусловленный индуктивностью (потоком, моментом, как хотите назовите)?
Бывают еще сверхпроводящие катушки...

Все, что относится к теплу, в контуре определяется сопротивлением потерь, которое не равно в общем случае активному сопротивлению катушки. Мой пример с кварцем - как раз тому пример. У него активное сопротивление бесконечно, а сопротивление потерь из чистой механики происходит, как и шум.

Про шумы в сверхпроводниках мало чего знаю.

Подскажите, интересует вопрос с шумом последовательного контура на резонансной частоте.

А RLC известны ? И еще - раз контур - последовательный - значит ток заыкается через внешнюю цепь, не исключено, что именно она будет определять все шумы.
Вы лучше схемку нарисуйте и новую темку откройте в более подходящем разделе, попробую помочь.

вот вроде не плохой от Texas Instruments - OPA211....

Случилась такая ситуевина, в курсовой использую ad604. Когда определялся с элементной базой смотрел только на шум напряжения и входное сопротивление 300к, шум тока 3пА мне показался величиной не играющей особой роли.
Потом почитал хоровиц хилл и понял что здесь я пролетел.
Источник моего сигнала, пьезодатчик который работает на нагрузку 100К. На таком источнике шумы микросхемы огромны.
Как вырулить из ситуации?
Мне хочется поставить на вход истоковый повторитель на полевике. Можно ли так делать? Какие сверхмалошумящие полевики лучше применить?, рабочая полоса 100Кгц - 1Мгц.

Меньше 1нВ/(Гц^0.5) редко нужно, причем, за это приходится платить большим током потребления и приличным тОковым шумом. Из советских 1407УД1 имеет спектральную плотность (в зависимости от выставленного режимного тока) 1,5...2 нВ/(Гц^0.5). Это раскорректированный ОУ, поэтому он хорош для построения усилителей с довольно большим Ку (при 40 дБ полоса несколько МГц).


Стандартные грабли. Полевик тебе нужен с крутизной порядка 10 мА/в и более и минимальными емкостями. Они весьма прожорливы - ток 5-7 мА. Парочка в параллель J308, 2N4416 или КП307В,Г примерно то, что надо.


Больше не уровень шума (его интегральное СКЗ значение в контуре определяется величиной С), а спектральная плотность. Из постоянства интегрального СКЗ следует, что при повышении добротности СПШ вдали от резонанса - СНИЖАЕТСЯ. Это часто можно использовать с пользой, например, в УВ магнитофона