Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: малошумящий усилитель для ленточного микрофона
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2, 3, 4
PrAlexey
Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ
После рассмотрения многих схем остановился на варианте - двух каскадный усилитель, первая часть - параллельно включенные биполярные транзисторы с ОЭ, второй каскад ОУ.
Следующие недостатки - качественный ОУ довольно прожорлив, ток потребления всего устройства должен быть 4-6мА.
Как Вам вариант с парралельным вкл. транзисторов? Я таких усилителей ни когда не делал. Может быть есть другие варианты схемотехники малошумящих усилителей или конкретны примеры уже существующих, проверенных усилителей из бытовой аппаратуры? Насколько я понимаю, похожая ситуация складывается со звукоснимателями. Смотрел схемы некоторых из них, там все на ОУ и отдельных биполярах, отношение сигнал шум 60-80 дБ, правда не понятно, какой сигнал по величине.
ig_z
Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 14:39) *
Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ
После рассмотрения многих схем остановился на варианте - двух каскадный усилитель, первая часть - параллельно включенные биполярные транзисторы с ОЭ, второй каскад ОУ.
Следующие недостатки - качественный ОУ довольно прожорлив, ток потребления всего устройства должен быть 4-6мА.
Как Вам вариант с парралельным вкл. транзисторов? Я таких усилителей ни когда не делал. Может быть есть другие варианты схемотехники малошумящих усилителей или конкретны примеры уже существующих, проверенных усилителей из бытовой аппаратуры? Насколько я понимаю, похожая ситуация складывается со звукоснимателями. Смотрел схемы некоторых из них, там все на ОУ и отдельных биполярах, отношение сигнал шум 60-80 дБ, правда не понятно, какой сигнал по величине.


Транзисторы в параллель, плюс оптимальный режим работы по шумам и ток потребления может быть сотни миллиампер (а может и больше - нет предела параллельности и совершенству smile.gif Альтернатива, пожалуй одна, преобразовать трансом импеданс/уровень сигнала микрофона в величины, оптимальные для одного транзистора. Но такой транс - ооочень дорогое удовольствие.
deemon
Вообще-то , во всех хороших ленточных микрофонах сигнал перед усилением повышается с помощью трансформатора - это классическое решение , полностью себя оправдывающее по всем параметрам , и не совсем понятно , зачем от него отказываться .....
Но если охота испытать альтернативное решение - то я бы попробовал схему с ОБ на запараллеленных транзисторах ( штук 5-10 в параллель ) . МОжно применить также комплементарный каскад с ОБ , чтобы скомпенсировать постоянную составляющую на входе ....... хотя лично я не думаю , что это даст хоть какое-то улучшение звука против обычного трансформатора .
Herz
Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 13:39) *
Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.

4. отношение сигнал шум максимально возможное

Максимально возможное, это, конечно, хорошо - нет предела совершенству. Но чтобы задача выглядела реальнее, предлагаю дополнить п.4 конкретным значением: "минимально приемлемое - ...". Тогда можно будет оценить, есть ли вообще у задачи решение.
zzzzzzzz
Возьмите самый лучший доступный малошумящий ОУ с полевиками на рп-переходах на входах и не парьтесь с транзисторами - лучше сделать крайне тяжело, так как придется проводить сотни разнообразных комплексных измерений для достижения какого-либо значимого выигрыша.
Это только в теории шум меньше в корень из эн транзисторов. На практике - гораздо меньше, так как есть масса паразитных эффектов.
Хотя, если у Вас есть свободный месяц - другой, то, конечно, вопрос решаем. Но сколько будет стоить такой микрофон? Наверное, лучше пойти и купить тогда самую продвинутую модель?

Стоит потратить больше времени на экранировку, провода-разъёмы и фильтры по питанию. Толку будет больше.

Конечно, это только моё мнение. Есть и другие. Я как-то проходил просто этот путь. Хорошо, что "поправился" быстро... :-)
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 24 2007, 16:07) *
Вообще-то , во всех хороших ленточных микрофонах сигнал перед усилением повышается с помощью трансформатора - это классическое решение , полностью себя оправдывающее по всем параметрам , и не совсем понятно , зачем от него отказываться .....
Что ж тут непонятного - транс всегда неудобен...

Цитата(deemon @ Oct 24 2007, 16:07) *
...Но если охота испытать альтернативное решение - то я бы попробовал схему с ОБ на запараллеленных транзисторах ( штук 5-10 в параллель ) .
Это уже гигантомания какая-то. Почему ОБ, а не ОЭ или каскод? Шумы Вы получите больше, искажения - тоже, только и всего. smile.gif

Цитата(deemon @ Oct 24 2007, 16:07) *
...МОжно применить также комплементарный каскад с ОБ , чтобы скомпенсировать постоянную составляющую на входе ....... хотя лично я не думаю , что это даст хоть какое-то улучшение звука против обычного трансформатора .
А это ещё как?

Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 15:39) *
Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ
После рассмотрения многих схем остановился на варианте - двух каскадный усилитель, первая часть - параллельно включенные биполярные транзисторы с ОЭ, второй каскад ОУ.
Следующие недостатки - качественный ОУ довольно прожорлив, ток потребления всего устройства должен быть 4-6мА.
Если ОУ прожорлив, не ставьте его вообще.
Более того, самым прожорливым у Вас будет входной каскад, если действительно шумы нужны низкие.


Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 15:39) *
...Как Вам вариант с парралельным вкл. транзисторов? Я таких усилителей ни когда не делал.
Честно говоря, не очень. Лучше брать транзисторы с большой площадью кристалла. Но на безрыбье и сам раком станешь...
Присоединюсь к вопросу: какой уровень шума на выходе при 40 дБ усиления Вам нужен?



Цитата(zzzzzzzz @ Oct 24 2007, 18:13) *
Возьмите самый лучший доступный малошумящий ОУ с полевиками на рп-переходах на входах и не парьтесь с транзисторами - лучше сделать крайне тяжело, так как придется проводить сотни разнообразных комплексных измерений для достижения какого-либо значимого выигрыша.
На таких ОУ нормального результата гарантированно не получится. sad.gif На дискретных БТ или даже ОУ с БТ на входе результат будет гораздо лучше.
PrAlexey
Цитата(Stanislav @ Oct 24 2007, 19:31) *
Что ж тут непонятного - транс всегда неудобен...

Это уже гигантомания какая-то. Почему ОБ, а не ОЭ или каскод? Шумы Вы получите больше, искажения - тоже, только и всего. smile.gif

А это ещё как?

Если ОУ прожорлив, не ставьте его вообще.
Более того, самым прожорливым у Вас будет входной каскад, если действительно шумы нужны низкие.
Честно говоря, не очень. Лучше брать транзисторы с большой площадью кристалла. Но на безрыбье и сам раком станешь...
Присоединюсь к вопросу: какой уровень шума на выходе при 40 дБ усиления Вам нужен?

Про шум вопрос очень коварный. Попробую разобраться. Эквивалентный акустический шум, обусловленный усилителем приемлимый - 18 дБ, хороший - 15дБ, отличный - 11 и ниже. 18дБ для микрофона чувствительностью 12 мВ/Па составляет 1.6мкВ (приведенный ко входу), а для этого микрофона с чувствительностью 0.3 мкВ/Па около 0.04 мкВ - 18 дБ (ну это получить не проблема, но хочется большего), 0.017 мкВ - для 11дБ(вот это интересно!), ну и 0.028 мкВ для 15 дБ. А какой например транзистор с большой площадью кристалла мне можно попробовать для такого усилителя?
В общем-то трансформатор тоже можно применить, с коэффициентом трансфор. 1:6, не более sad.gif, но трансформатор было бы очень не желательно.
Stanislav
Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 20:04) *
Про шум вопрос очень коварный. Попробую разобраться. Эквивалентный акустический шум, обусловленный усилителем приемлимый - 18 дБ, хороший - 15дБ, отличный - 11 и ниже. 18дБ для микрофона чувствительностью 12 мВ/Па составляет 1.6мкВ (приведенный ко входу), а для этого микрофона с чувствительностью 0.3 мкВ/Па около 0.4 мкВ - 18 дБ (ну это получить не проблема, но хочется большего), 0.17 мкВ - для 11дБ(вот это интересно!), ну и 0.28 мкВ для 15 дБ.
Иными словами, Вам нужен шум, приведённый ко входу, 0,17мкВ, что в полосе 20кГц составит 1,2 нВ/sqrt(Гц), верно?

Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 20:04) *
...А какой например транзистор с большой площадью кристалла мне можно попробовать для такого усилителя?
Погодите с транзистором. Если Вы всё правильно посчитали, мне кажется, и обычный КТ3102Е пойдёт. smile.gif

Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 20:04) *
...В общем-то трансформатор тоже можно применить, но не с коэффициентом трансфор. 1:6, не более sad.gif , но трансформатор было бы очень не желательно.
Транс решает проблему шумов и энергопотребления кардинально. Но хороший аудио транс, сдаётся, сделать не так уж просто.
PrAlexey
Цитата(Stanislav @ Oct 24 2007, 20:34) *
Иными словами, Вам нужен шум, приведённый ко входу, 0,17мкВ, что в полосе 20кГц составит 1,2 нВ/sqrt(Гц), верно?

Погодите с транзистором. Если Вы всё правильно посчитали, мне кажется, и обычный КТ3102Е пойдёт. smile.gif

Транс решает проблему шумов и энергопотребления кардинально. Но хороший аудио транс, сдаётся, сделать не так уж просто.

Нет, когда вы привели цифру 1.2нВ, я вижу что сильно ошибся в последней формуле, т.к. для 12 мВ - 1.6 мкВ, для 0.3мВ - 0.04 мкВ, ( в 40 раз меньше), извините, что ввел в заблуждение. Даже и незнаю можно получить такой шум или нет. Если нельзя, то придется ставить повышающий трансформатор и за ним усилитель на КТ3102. Но повторюсь, трансформатор было бы крайне не желательно.
SIA
Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 15:39) *
Добрый день.
Есть мысль разработать малошумящий предварительный усилитель для ленточного микрофона.
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ
После рассмотрения многих схем остановился на варианте - двух каскадный усилитель, первая часть - параллельно включенные биполярные транзисторы с ОЭ, второй каскад ОУ.
Следующие недостатки - качественный ОУ довольно прожорлив, ток потребления всего устройства должен быть 4-6мА.
Как Вам вариант с парралельным вкл. транзисторов? Я таких усилителей ни когда не делал. Может быть есть другие варианты схемотехники малошумящих усилителей или конкретны примеры уже существующих, проверенных усилителей из бытовой аппаратуры? Насколько я понимаю, похожая ситуация складывается со звукоснимателями. Смотрел схемы некоторых из них, там все на ОУ и отдельных биполярах, отношение сигнал шум 60-80 дБ, правда не понятно, какой сигнал по величине.

Тема очень хорошо знакома. Если кратко, без трансформатора - шансов на приличное SNR никаких, т.к. максимальный потребляемый от фантома ток - 4...5 мА на все про все. Если нужно что-то конкретное - это предмет "непротивления сторон" smile.gif
Stanislav
Цитата(PrAlexey @ Oct 24 2007, 20:51) *
Нет, когда вы привели цифру 1.2нВ, я вижу что сильно ошибся в последней формуле, т.к. для 12 мВ - 1.6 мкВ, для 0.3мВ - 0.04 мкВ, ( в 40 раз меньше), извините, что ввел в заблуждение. Даже и незнаю можно получить такой шум или нет. Если нельзя, то придется ставить повышающий трансформатор и за ним усилитель на КТ3102. Но повторюсь, трансформатор было бы крайне не желательно.
А каким током располагаете?
И вообще, что представляет собой фантомное питание? Схему какую, что ли, приведите...

ЗЫ. Я бы о трансе всё-таки подумал. При правильной схемотехнике требования к его конструкцию можно смягчить против "стандартных". smile.gif
deemon
Параллелить транзисторы нужно , чтобы снизить входное сопротивление каскада , ведь источник - лента , и имеет ОЧЕНЬ низкое входное сопротивление . По этой же причине имеет смысл применить каскад с ОБ . А комплементарный каскад с ОБ - это вроде такого :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Я такой каскад сейчас как раз применяю в качестве преобразователя ток-напряжение в самодельном ЦАПе на TDA 1541 , но если запараллелить входные транзисторы и повысить ток , то можно было бы попробовать применить его и для ленточного микрофона . Хотя моё ИМХО - для получения высокого качества звука и низкого уровня шумов - лучше всего хороший трансформатор .
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 01:33) *
Параллелить транзисторы нужно , чтобы снизить входное сопротивление каскада , ведь источник - лента , и имеет ОЧЕНЬ низкое входное сопротивление .
А ЗАЧЕМ его снижать? 07.gif Зачем вместо ОЭ ставить ОБ?
И как Вы вообще собираетесь его снизить параллельным включением при заданном максимальном токе каскада, составляющем единицы миллиампер?

Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 01:33) *
По этой же причине имеет смысл применить каскад с ОБ . А комплементарный каскад с ОБ - это вроде такого :
И что , в такой схеме Вы надеетесь получить шумы меньше, чем в простом каскаде с ОЭ при том же токе? biggrin.gif

Флейм уехал на свалку. Старайтесь не отвлекаться от обсуждаемой темы
deemon
вышеприведённая схема имеет преимущества перед большинством ОУ. То же можно сказать и про применение трансформатора - даже когда он не даёт объективно лучших параметров - звук с ним часто бывает лучше , чем без него ......

А вот в случае ленточного микрофона - применение транса для согласования сопротивлений оправдано как с субьективной , так и с объективной точки зрения . В смысле - уровень шумов , достижимый при использовании трансформатора - НЕДОСТИЖИМ без него .


Флейм удалил
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 02:22) *
Вышеприведённая схема имеет преимущества перед большинством ОУ. То же можно сказать и про применение трансформатора - даже когда он не даёт объективно лучших параметров - звук с ним часто бывает лучше , чем без него ......

Я утверждаю, что Ваши схемные предложения по МШУ для микрофона никуда не годны. Вы согласны с этим или нет?

Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 02:22) *
...А вот в случае ленточного микрофона - применение транса для согласования сопротивлений оправдано как с субьективной , так и с объективной точки зрения .
Насчёт применения транса - кто с этим спорил? См. пост №2. Там про это сказано недвусмысленно, и пока это никто не опровергал.
Насчёт "согласования сопротивлений" - ерунда. Транс нужен, чтобы поднять напряжение источника, только и всего.
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 02:22) *
В смысле - уровень шумов , достижимый при использовании трансформатора - НЕДОСТИЖИМ без него .
Это тоже в общем и целом - неверно. Зачастую для конкретных источников удаётся сделать усилки, которые шумят меньше, чем если бы в схеме присутствовал транс. Транс - он тоже шумит, хотите ли Вы этого или нет.
zzzzzzzz
Цитата(Stanislav @ Oct 24 2007, 19:51) *
На таких ОУ нормального результата гарантированно не получится. sad.gif На дискретных БТ или даже ОУ с БТ на входе результат будет гораздо лучше.

Это почему, интересно?
Насколько известно мне, самые малощумящие рекордсмены как раз ОУ с ПТ на входах. За счет того, что ток канала удален от поверности вглубь кристалла. А входной ток - только ток утечки обратносмещенного перехода. У БП всегда есть ток базы, и, соответственно, токовый шум.
К тому же, моё предложение массово подтверждается практикой таких усилителей. Можно и даташитами "помахать"....

Есть еще одна мысль - использовать ОУ с ПТ на входах, охлаждаемые элементами Пельтье. Шум этих ОУ хорошо "вымораживается", как известно.
Можно получать рекордно низкие шумы, недостижимые другими способами вообще. Спросите астрономов, они врать не станут.. :-)
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 02:42) *
Я утверждаю, что Ваши схемные предложения по МШУ для микрофона никуда не годны. Вы согласны с этим или нет?


А я считаю , что ГОДНЫ . Смотрите пост номер 3 .


Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 02:42) *
Насчёт "согласования сопротивлений" - ерунда. Транс нужен, чтобы поднять напряжение источника, только и всего.


"Поднимать напряжение" , как вы предлагаете - имеет смысл до тех пор , пока импеданс вторичной обмотки транса не станет сравним с входным импедансом усилительного каскада . Это верно и для усиления мощности , и для минимизации шума , хотя критерии согласования для этих случаев и несколько отличаются ......
Поэтому вместо "поднятия напряжения" трансформатором иногда можно ПОНИЗИТЬ входной импеданс усилителя , чтобы добиться того же эффекта .... вот только для такого источника сигнала , как лента микрофона - трудновато будет создать адекватный входной каскад smile.gif .
Stanislav
Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 03:15) *
Это почему, интересно?
Насколько известно мне, самые малощумящие рекордсмены как раз ОУ с ПТ на входах. За счет того, что ток канала удален от поверности вглубь кристалла. А входной ток - только ток утечки обратносмещенного перехода. У БП всегда есть ток базы, и, соответственно, токовый шум.
Всё это верно, и я с этим не спорю.
Загвоздка в том, что токовые шумы для данного вида источника (обратите внимание на его импеданс) будут играть ничтожно малую роль по сравнению с шумами каналов ПТ, стоящими во входном каскаде ОУ . Главную роль будут иметь шумы напряжения входа усилителя, а даже у самых лучших оперов с ПТ на входе я не встречал шумы меньше ~5-7 нВ/sqrt(Гц). Автору же нужно максимум 0,3 нВ/sqrt(Гц).
Справедливости ради, нужно сказать, что довольно низкий уровень шумов напряжения можно достичь и на ПТ с p-n переходом, но при этом нужно брать относительно мощный транзистор (или несколько в параллель - я на КП302 так делал) и пропускать через них большой ток, чтобы уменьшить шумы активного сопротивления канала, чего в ОУ не делается.

Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 03:15) *
...К тому же, моё предложение массово подтверждается практикой таких усилителей. Можно и даташитами "помахать"....
Это было бы полезно. Предлагайте варианты. smile.gif

Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 03:15) *
Есть еще одна мысль - использовать ОУ с ПТ на входах, охлаждаемые элементами Пельтье. Шум этих ОУ хорошо "вымораживается", как известно.
Можно получать рекордно низкие шумы, недостижимые другими способами вообще. Спросите астрономов, они врать не станут.. :-)
Конструкция начинает остро пахнуть жидким азотом. smile.gif
Хотя, даже в этом случае на ОУ вряд ли можно достичь хорошего результата. А вот на дискретных ПТ - можно.

Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 03:34) *
...Ерунда - это то , что вы пишете smile.gif "Поднимать напряжение" , как вы предлагаете - имеет смысл до тех пор , пока импеданс вторичной обмотки транса не станет сравним с входным импедансом усилительного каскада .
Поднимать напряжение нужно, пока шумы (в данном случае, тепловые) источника не сравняются с шумами первого каскада усилителя, приведёнными к его входу (речь идёт о шумах напряжения; токовые пока оставим).
Разумеется, если его импеданс после транса станет много больше входного импеданса усилка, дальнейшего выигрыша мы не получим. Но никаким "согласованием" здесь и не пахнет.
deemon
ТОКОВЫЕ шумы будут играть главную роль , когда вы повысите напряжение с помощью трансформатора .

Stanislav, опять же , ОБОСНУЙТЕ неприменимость каскада с ОБ для усиления сигнала ленточного микрофона ! Хватит уже необоснованных утверждений .
SIA
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 04:03) *
Опять же , ОБОСНУЙТЕ неприменимость каскада с ОБ для усиления сигнала ленточного микрофона ! Хватит уже необоснованных утверждений .

ОБ, кстати, действительно не очень выгодно, хотя в теории они отличаются мало. ОЭ лучше по шуму за счет меньшего вклада шума цепей задания режима, т.к. эмиттер можно заземлить, а шунтирующий источник сигнала резистор в базовой цепи может быть на порядки больше, чем в эмиттере. Соответственно его токовым шумом можно будет пренебречь.
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 04:03) *
ТОКОВЫЕ шумы будут играть главную роль , когда вы повысите напряжение с помощью трансформатора .
Бред.
Например, я сделал каскад на ПТ с шумом напряжения 1нв/Гц, шумом тока 1пА/Гц и входным сопротивлением 1ГОм. smile.gif
По-Вашему, нужно мотать транс с соотношением витков 1:45000( biggrin.gif ), чтобы достичь "согласования импедансов" при 0,5 Ом источнике.
При этом шумы тока, приведённые ко входу, составят аж 4мкВ/Гц.
Я же утверждаю, что для оптимального согласования по шумам нужен транс с соотношением витков порядка 1:10. smile.gif Значительное увеличение этого соотношения приведёт только к ухудшению отношения С/Ш.
Все эти соображения в полной мере относятся и к усилителю со входным каскадом на БТ, только там для Вас всё будет гораздо хуже. biggrin.gif

Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 04:03) *
...Опять же , ОБОСНУЙТЕ неприменимость каскада с ОБ для усиления сигнала ленточного микрофона ! Хватит уже необоснованных утверждений .
Не имея возможности что-либо доказать Вам логически, предлагаю воспользоваться моделятором. Я делаю схему с ОЭ, или каскод, а затем сравниваем по шумам со схемой приведённой Вами. Ток питания схемы считаем ограниченным, например, 5 мА. Идёт?
SIA
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 04:23) *
Например, я сделал каскад на ПТ с шумом напряжения 1нв/Гц, шумом тока 1пА/Гц и входным сопротивлением 1ГОм. smile.gif
По-Вашему, нужно мотать транс с соотношением витков 1:45000( biggrin.gif ), чтобы достичь "согласования импедансов" при 0,5 Ом источнике.
При этом шумы тока, приведённые ко входу, составят аж 4мкВ/Гц.
Я же утверждаю, что для оптимального согласования по шумам нужен транс с соотношением витков порядка 1:10. smile.gif Значительное увеличение этого соотношения приведёт только к ухудшению отношения С/Ш.
Все эти соображения в полной мере относятся и к усилителю со входным каскадом на БТ, только там для Вас всё будет гораздо хуже. biggrin.gif

Не имея возможности что-либо доказать Вам логически, предлагаю воспользоваться моделятором. Я делаю схему с ОЭ, или каскод, а затем сравниваем по шумам со схемой приведённой Вами. Ток питания схемы считаем ограниченным, например, 5 мА. Идёт?

1 нв/1 пА (Гц^0.5) - характерно именно для биполярного входа. LT1115, например.
Оптимальное Rг при этом около 1 кОм, для согласования с 0.5 Ома потребуется трансформатор 1:45.
Приведенная Демоном схема имеет ЭДС шума до 1.41 раза больше ЭДС шума одиночного ОЭ при том же суммарном токе, и бОльший токовый шум из-за прямого (а не ослабленного в h21э раз) влияния источников питания/шума нагрузки.

Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 03:47) *
Всё это верно, и я с этим не спорю.
Загвоздка в том, что токовые шумы для данного вида источника (обратите внимание на его импеданс) будут играть ничтожно малую роль по сравнению с шумами каналов ПТ, стоящими во входном каскаде ОУ . Главную роль будут иметь шумы напряжения входа усилителя, а даже у самых лучших оперов с ПТ на входе я не встречал шумы меньше ~5-7 нВ/sqrt(Гц). Автору же нужно максимум 0,3 нВ/sqrt(Гц).
Справедливости ради, нужно сказать, что довольно низкий уровень шумов напряжения можно достичь и на ПТ с p-n переходом, но при этом нужно брать относительно мощный транзистор (или несколько в параллель - я на КП302 так делал) и пропускать через них большой ток, чтобы уменьшить шумы активного сопротивления канала, чего в ОУ не делается.

Есть достаточно малошумящие полевые ОУ, коэффициент шума (но не абсолютная величина эдс шума) у них действительно ниже, чем у биполярных, однако достигается он у полевых ОУ при большем Rг, т.е. сложнее трансформатор. При ограниченном коэффициенте трансформации выгоднее (в том числе по току потребления) биполярный.
AD745 - 2.8...3 нВ/Гц^0.5
zzzzzzzz
Ну, например, неплохой есть AD795, JFET. Токовый шум 600fA/sq(Hz). Шум напряжения, конечно, не такой хороший, 9нВ. Но это вопрос, действительно, схемы включения. Я то имел в виду обойтись без трансформатора. Все входы практически на "земле". Практика показывает, что, чаще всего, разнообразные наводки на цепи смещения и обратные связи играют даже большую роль, чем параметры самого ОУ. Значение правильной схемы включения возрастает для слабых сигналов.
Так, например, 10 Ом сопротивления по входам уже сами будут давать 4 нВ/sq(Hz) примерно.

Поковырял AD, хорошие у них ОУ (биполяры) появились, кстати.
AD8099, например. Меньше 1нВ/sq(Hz). Пишут, что освоили для этого новый супер-пупер КНС техпроцесс с "плавающими" в окисле транзисторами и контактами к базе поликремнием. Супер!
А и LT есть тоже неплохие LT1028.

Правда, доверия у меня лично к заявлениям AD в последнее время поубавилось, приходилось сталкиваться с явным надувательством - пишут одно, а на практике существенно хуже. Но здесь эту тему развивать не хочется.

А что если параллелить не транзисторы, а ОУ? Конечно, придется точно выставлять усиление каждого. Но здесь действительно можно приблизиться к корню из N оперюков по выходному шуму. 4 ОУ - шуму в 2 раза меньше...
Designer56
Цитата
Про шум вопрос очень коварный. Попробую разобраться. Эквивалентный акустический шум, обусловленный усилителем приемлимый - 18 дБ, хороший - 15дБ, отличный - 11 и ниже. 18дБ для микрофона чувствительностью 12 мВ/Па составляет 1.6мкВ (приведенный ко входу), а для этого микрофона с чувствительностью 0.3 мкВ/Па около 0.04 мкВ - 18 дБ (ну это получить не проблема, но хочется большего), 0.017 мкВ - для 11дБ(вот это интересно!), ну и 0.028 мкВ для 15 дБ.

Обратите внимание, что это именно акустический шум- т.е. отсчитывается он от порога слышимости человеческого уха. Это означает, что микрофон с шумом +18 дБ (именно плюс) создает шум, эквивалентный акустическому на 18 дБ выше порога слышимости. Отношение сигнал/шум у такого микрофона (и его усилителя) нужно считать, исходя из его чувтвительности, и оно получается не маленькое.

Попробуем прикинуть параметры трансформатора, исходя из ТЗ автора поста. Итак:
1. источник сигнала - только активное сопротивление R=0.2-0.5 Ом.
2. выходной сигнал 0.1-0.3 мВ
3. напряжение питания - фантомное 48В
4. отношение сигнал шум максимально возможное
5. диапозон раб. частот 20 - 20кГц
6. коэффиент усиления 40 дБ (100 раз) - идеально, 30дБ - допустимо.
7. сопротивление нагрузки - от 2 кОм до ХХ

Определяем минимальную индуктивность первички, исходя из Тау=L/R=1/2*pi*fн=7,95мсек. При Rвых=0.5 Ом, Lмин=3,98 мГн.
Берем кольцо К20*12*6 из материала М10000НМ1. Коэфф. индуктивности AL=4730 нГн на вит. в квадрате. Минимальное количество витков первички при этом получается 29, берем для ровного счета 30. Вторичку делаем 300. Имеем: Напряжение на выходе возрастает до 1-3 мВ, выходное сопротивление увеличивается в 100 раз и становится равным 50 Ом. Параметры- вполне приемлемые для усиления любым МШУ на биполярных транзисторах (даже 1 транзисторе). Намотать такой транс- нет проблем. Можно даже увеличить коэфф. трансформации раза в 2-3, при этом выходное сопротивление увеличивается только до величины 200-450 Ом, что опять-таки позволяет обрабатывать сигнал биполярным МШУ. Если же взять сердечник из аморфного металла, например К20*12*6 из материала 5БДСР тип Т, у которого минимальное значение проницаемости в 5 раз выше, то минимальное количество витков первички получается 13 (округленно). При этом чисто конструктивно можно сделать коэфф. трансформации, например 50, что дасть увеличение выходного напряжения до 5-15 мВ и выходного сопротивления до 500 -1250 Ом. Даже в этом случае можно применять биполярный МШУ в режиме микротоков для биполярного транзистора. Хотя, появляется альернатива со стороны ПТ с п-н переходом.
deemon
Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 04:15) *
ОБ, кстати, действительно не очень выгодно, хотя в теории они отличаются мало. ОЭ лучше по шуму за счет меньшего вклада шума цепей задания режима, т.к. эмиттер можно заземлить, а шунтирующий источник сигнала резистор в базовой цепи может быть на порядки больше, чем в эмиттере. Соответственно его токовым шумом можно будет пренебречь.


А если в эмиттерной цепи вообще НЕТ резистора - например , как в комплементарном варианте ? Базы же у нас по переменному току заземлены , для токовых шумов цепей смещения можно предусмотреть шунт в виде ещё двух электролитов приличной ёмкости , это не проблема .

Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) *
1 нв/1 пА (Гц^0.5) - характерно именно для биполярного входа. LT1115, например.
Оптимальное Rг при этом около 1 кОм, для согласования с 0.5 Ома потребуется трансформатор 1:45.
Приведенная Демоном схема имеет ЭДС шума до 1.41 раза больше ЭДС шума одиночного ОЭ при том же суммарном токе, и бОльший токовый шум из-за прямого (а не ослабленного в h21э раз) влияния источников питания/шума нагрузки.


ИМХО , ЭДС шума будет как раз меньше , чем у одиночного каскада при том же токе , так как 2 транзистора у меня включены параллельно по сигналу и последовательно по питанию . При увеличении тока и запараллеливании большего числа транзисторов на входе - ситуация ИМХО будет только улучшаться .
Designer56
Цитата
ИМХО , ЭДС шума будет как раз меньше , чем у одиночного каскада при том же токе , так как 2 транзистора у меня включены параллельно по сигналу и последовательно по питанию . При увеличении тока и запараллеливании большего числа транзисторов на входе - ситуация ИМХО будет только улучшаться .

ЭДС шума не уменьшается- она увеличивается пропорционально корень кв. из N включенных параллельно транзисторов (или ОУ). Сигнал при этом увеличивается в N раз. Отсюда выигрыш- в корень из N раз. Зато шумовой вх. ток увеличивается так же в корень из N раз, поэтому, если вых. импеданс источника достаточно велик, можно и не выиграть от паралельного включения приборов, например, БТ, а даже проиграть по шумам. Это, в данном случае, относится больше к случаю применения трансформатора.
deemon
Цитата(Designer56 @ Oct 25 2007, 11:14) *
ЭДС шума не уменьшается- она увеличивается пропорционально корень кв. из N включенных параллельно транзисторов (или ОУ). Сигнал при этом увеличивается в N раз. Отсюда выигрыш- в корень из N раз. Зато шумовой вх. ток увеличивается так же в корень из N раз, поэтому, если вых. импеданс источника достаточно велик, можно и не выиграть от паралельного включения приборов, например, БТ, а даже проиграть по шумам. Это, в данном случае, относится больше к случаю применения трансформатора.


А в случае неприменения трансформатора - до какого количества будет выгодно параллелить транзисторы ? В схеме с ОБ - ИМХО будет выгодно параллелить до тех пор , пока сопротивление входа не станет , опять-таки , сравнимо с сопротивлением ленты микрофона . Или же вариант - не параллелить , а применять мощные транзисторы с низким сопротивлением эмиттера .......
Alexandr
Тему почистил от флейма. Уважаемые форумчане прошу не отвлекаться от темы топика. Необоснованную критику и ответы из серии "бред", "глупость", "почитайте книги" будут расценены как флуд и удалены по п. 2.В правил. Особо злостные нарушители получат предупреждения. Надеюсь на продолжение конструктивного диалога.
deemon
Вообще , тут забавно другое . Делая высококачественный бестрансформаторный усилитель , мы можем получить такие его габариты , которые превзойдут габариты трансформатора , от которого мы хотим избавиться smile.gif В результате шумы получим больше , да ещё и в потреблении сильно проиграем - ибо после транса нам будет достаточно одного хорошего ОУ , который кушает не так уж и много ............ в общем проигрыш по всем параметрам sad.gif
Designer56
Цитата
Или же вариант - не параллелить , а применять мощные транзисторы с низким сопротивлением эмиттера .......

Мы где- то уже обсуждали подобное решение- я даже схему приводил- лет 20 назад делал такую. только на мощном ПТ с п-н переходом.
Цитата
Вообще , тут забавно другое . Делая высококачественный бестрансформаторный усилитель , мы можем получить такие его габариты , которые превзойдут габариты трансформатора , от которого мы хотим избавиться В результате шумы получим больше , да ещё и в потреблении сильно проиграем - ибо после транса нам будет достаточно одного хорошего ОУ , который кушает не так уж и много ............ в общем проигрыш по всем параметрам

Совершенно верно. Именно это я и хотел сказать.
deemon
Цитата(Designer56 @ Oct 25 2007, 13:00) *
Мы где- то уже обсуждали подобное решение- я даже схему приводил- лет 20 назад делал такую. только на мощном ПТ с п-н переходом.


Интересно , а какая была схема - с ОИ или ОЗ ? И какой сигнал усиливался ?
Designer56
ОИ. Сигнал поступал с трансформатора.
Stanislav
Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) *
1 нв/1 пА (Гц^0.5) - характерно именно для биполярного входа. LT1115, например.
Если ваять усилок "на коленке", такие шумы тока запросто могут получиться и на хорошем ПТ.
Хотя, согласен, что в грамотно сделанной схеме можно добиться гораздо более низкого значения параметра.

Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) *
Оптимальное Rг при этом около 1 кОм, для согласования с 0.5 Ома потребуется трансформатор 1:45.
Здесь тоже соглашусь - при прикидке ошибся с порядком: взял шумовой ток 10пA. Но порядок результата тот же, и никакого согласования импедансов не требуется.

Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) *
...Приведенная Демоном схема имеет ЭДС шума до 1.41 раза больше ЭДС шума одиночного ОЭ при том же суммарном токе, и бОльший токовый шум из-за прямого (а не ослабленного в h21э раз) влияния источников питания/шума нагрузки.
А вот здесь не соглашусь. Данная схема имеет явно больше, чем в 2 раза ЭДС шума по сравнению с ОЭ при том же токе потребления. Точно посчитаю попозже.


Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 05:19) *
...Есть достаточно малошумящие полевые ОУ, коэффициент шума (но не абсолютная величина эдс шума) у них действительно ниже, чем у биполярных, однако достигается он у полевых ОУ при большем Rг, т.е. сложнее трансформатор. При ограниченном коэффициенте трансформации выгоднее (в том числе по току потребления) биполярный.
AD745 - 2.8...3 нВ/Гц^0.5
Это всё понятно. Но идёт речь о создании бестрансформаторного входного каскада. Возможно ли такое сделать - зависит от условий задачи, которые пока что не обнародованы.
HardJoker
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 01:53) *
А ЗАЧЕМ его снижать? 07.gif Зачем вместо ОЭ ставить ОБ?
И как Вы вообще собираетесь его снизить параллельным включением при заданном максимальном токе каскада, составляющем единицы миллиампер?

И что , в такой схеме Вы надеетесь получить шумы меньше, чем в простом каскаде с ОЭ при том же токе? biggrin.gif

Флейм уехал на свалку. Старайтесь не отвлекаться от обсуждаемой темы


Автор, видимо, хотел добиться не снижения Rвх, а выигрыша по шумам. Что касается каскада с ОБ, он действительно должен обладать лучшей линейностью, что можно качественно подтвердить сравнением выходных ВАХ ОЭ и ОБ.

Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 15:03) *
Если ваять усилок "на коленке", такие шумы тока запросто могут получиться и на хорошем ПТ.
Хотя, согласен, что в грамотно сделанной схеме можно добиться гораздо более низкого значения параметра.

Здесь тоже соглашусь - при прикидке ошибся с порядком - взял шумовой ток 100fA. Но порядок результата тот же, и никакого согласования импедансов не требуется.

А вот здесь не соглашусь. Данная схема имеет явно больше, чем в 2 раза ЭДС шума по сравнению с ОЭ. Точно посчитаю попозже.
Это всё понятно. Но идёт речь о создании бестрансформаторного входного каскада. Возможно ли такое сделать - зависит от условий задачи, которые пока что не обнародованы.


Шум К548УН1 порядка 0.8nV/Hz^0.5
Stanislav
Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) *
Ну, например, неплохой есть AD795, JFET. Токовый шум 600fA/sq(Hz). Шум напряжения, конечно, не такой хороший, 9нВ.
Для автора темы такой шум входа катастрофичен. Это должно быть понятно.

Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) *
...Но это вопрос, действительно, схемы включения. Я то имел в виду обойтись без трансформатора. Все входы практически на "земле".
Нет, это не так. Шумы напряжения ПТ - это не шумы его затвора, а шумы канала. Причём тепловые. Никакими силами внутри ОУ Вы их уменьшить не сможете.

Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) *
...Практика показывает, что, чаще всего, разнообразные наводки на цепи смещения и обратные связи играют даже большую роль, чем параметры самого ОУ. Значение правильной схемы включения возрастает для слабых сигналов.
Так, например, 10 Ом сопротивления по входам уже сами будут давать 4 нВ/sq(Hz) примерно.
Не правильно. Шумы резистора - 0,13* sqrt( R ) [нВ/sqrt(Гц)].

Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) *
...Поковырял AD, хорошие у них ОУ (биполяры) появились, кстати.
AD8099, например. Меньше 1нВ/sq(Hz). Пишут, что освоили для этого новый супер-пупер КНС техпроцесс с "плавающими" в окисле транзисторами и контактами к базе поликремнием. Супер!
Этот ОУ тоже никуда не годится. Он ВЧ-овый. Частота среза фликкер-шума очень высока. На ЗЧ шумит, как паровоз.

Цитата(zzzzzzzz @ Oct 25 2007, 05:58) *
...А что если параллелить не транзисторы, а ОУ? Конечно, придется точно выставлять усиление каждого. Но здесь действительно можно приблизиться к корню из N оперюков по выходному шуму. 4 ОУ - шуму в 2 раза меньше...
А зачем?
Параллелить ничего вообще не надо было б, если были бы доступны малошумящие мощные БТ (может, есть и такие - не знаю).
Для данной задачи параллелить что-либо нет смысла вообще - ограничен ток потребления.



Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 15:57) *
Автор, видимо, хотел добиться не снижения Rвх, а выигрыша по шумам.
Автор чего?
Автору темы нужно получить заданное отношение С/Ш (или напряжение шумов, приведённое ко входу). "Согласование сопротивлений" проповедует некто другой.
Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 15:57) *
Что касается каскада с ОБ, он действительно должен обладать лучшей линейностью, что можно качественно подтвердить сравнением выходных ВАХ ОЭ и ОБ.
При чем здесь вообще линейность? Речь идёт о шумах. Кроме того, Вы глубоко заблуждаетесь насчёт линейности каскада с ОБ. smile.gif
А про каскод Вам слышать доводилось? Я, между прочим, в теме о нём упомянул, но это не принципиально.

Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 15:57) *
...Шум К548УН1 порядка 0.8nV/Hz^0.5
Готов присягнуть, что так. smile.gif И что из того?




Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 11:03) *
ИМХО , ЭДС шума будет как раз меньше , чем у одиночного каскада при том же токе , так как 2 транзистора у меня включены параллельно по сигналу и последовательно по питанию .
И что, к-т усиления у них в 2 раза больше, чем у одного? biggrin.gif
Шумим, значить, вдвоём (или вчетвером? 07.gif ). А усиливаем, как один. Круто! lol.gif
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 16:37) *
И что, к-т усиления у них в 2 раза больше, чем у одного? biggrin.gif
Шумим, значить, вдвоём (или вчетвером? 07.gif ). А усиливаем, как один. Круто! lol.gif


Вообще-то , в этой схеме транзисторы и шумят и усиливают , как два транзистора , включённых параллельно smile.gif . Странно было бы , если бы было не так ! a14.gif А преимущество - ток питания используется дважды , выше линейность и нет никаких сопротивлений в цепи эмиттеров , которые могли бы дополнительно шуметь - в обычном каскаде с ОБ нужно же подводить ток к эмиттеру ..... опять же , при хорошей балансировке можно обойтись без входного конденсатора .

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
SIA
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 11:03) *
ИМХО , ЭДС шума будет как раз меньше , чем у одиночного каскада при том же токе , так как 2 транзистора у меня включены параллельно по сигналу и последовательно по питанию . При увеличении тока и запараллеливании большего числа транзисторов на входе - ситуация ИМХО будет только улучшаться .

Ты про вторые транзисторы забыл, а на них тоже ток нужен. т.е. ток каждого - 1/2 от тока одного ОЭ.
HardJoker
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 16:37) *
При чем здесь вообще линейность? Речь идёт о шумах. Кроме того, Вы глубоко заблуждаетесь насчёт линейности каскада с ОБ. smile.gif
А про каскод Вам слышать доводилось? Я, между прочим, в теме о нём упомянул, но это не принципиально.


Активный участок выходной ВАХ каскада с ОБ имеет пологий характер с самого начала в отличии от каскада с ОЭ.
deemon
Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 20:40) *
Ты про вторые транзисторы забыл, а на них тоже ток нужен. т.е. ток каждого - 1/2 от тока одного ОЭ.


В смысле - правые транзисторы ? Да , действительно smile.gif ..... сейчас там обычное токовое зеркало , то есть ток смещения вторых транзисторов такой же как и у основных . В моей нынешней схеме ( DAC I/U converter ) мне это всё равно - я от сети питаюсь ..... но в случае повышенных требований к экономичности можно сделать трюк - поставить резисторы в цепи эмиттеров правых транзюков , и снизить их ток при том же токе основных , можно сделать и по-другому - применить в цепях смещения транзисторы с меньшей площадью переходов . Далее , если мы станем параллелить входные транзисторы для снижения входного импеданса , то будет одна пара транзисторов смещения на всех , и можно считать , что почти весь ток идёт на усилительные транзисторы .
Да , я ещё забыл нарисовать пару электролитов в цепях смещения , от баз транзисторов на землю , чтобы базы были заземлены по переменному току - это тоже уменьшает шумы .

P.S. А вообще , было бы красиво , если сделать такую структурку на кристалле . Можно было бы самим выбрать площади переходов , да и тепловая связь , опять же ......
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 19:46) *
Вообще-то , в этой схеме транзисторы и шумят и усиливают , как два транзистора , включённых параллельно smile.gif . Странно было бы , если бы было не так !
А ведь не так! sad.gif
При этом же питании даже один транзистор может давать вдвое большее усиление. smile.gif А шуметь меньше.
Я не говорю уже про два. biggrin.gif


Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 19:46) *
...А преимущество - ток питания используется дважды , выше линейность и нет никаких сопротивлений в цепи эмиттеров , которые могли бы дополнительно шуметь - в обычном каскаде с ОБ нужно же подводить ток к эмиттеру ..... опять же , при хорошей балансировке можно обойтись без входного конденсатора .
деемон, нарисуйте источники шума в схеме, и поймёте свою ошибку.

Схему малошумящего усилителя нужно, как мне кажется, делать примерно так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вот её частотные характеристики: вверху - плотность шума, внизу - усиление.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Схема нарисована "от фонаря", и не оптимизирована. Транзисторы взяты первые попавшиеся. Однако, из результатов моделирования видно, что шумы её, приведённые ко входу, составляют около 0,5 нВ/sqrt(Гц), чего не снилось никакому ОУ.
К-т усиления такой схемы легко снизить до требуемого путём введения дополнительной ООС по переменному току.
Уменьшить ёмкость С5 можно путём введения последовательной ООС по напряжению, что приведёт к увеличению вх. сопротивления. Схема при этом несколько усложнится (на ещё один транзюк).
Шумы схемы также можно уменьшать и далее, путём выбора малошумящего входного транзистора и оптимизации режимов его работы.
deemon
Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 20:46) *
Активный участок выходной ВАХ каскада с ОБ имеет пологий характер с самого начала в отличии от каскада с ОЭ.


Кстати , у комплементарной схемы линейность будет выше ещё и по причине компенсации чётной нелинейности у встречно включённых переходов . Такая схема и без ООС даёт мало искажений . Надо бы кстати померять коэффициент гармоник у моего каскада .......
Stanislav
Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 20:46) *
Активный участок выходной ВАХ каскада с ОБ имеет пологий характер с самого начала в отличии от каскада с ОЭ.
Не понял... Если вых. сопротивление высокое нужно - используйте каскод, как в моей схеме.

Цитата(SIA @ Oct 25 2007, 20:40) *
Ты про вторые транзисторы забыл, а на них тоже ток нужен. т.е. ток каждого - 1/2 от тока одного ОЭ.
По-моему, объяснять бесполезно...

Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:18) *
...P.S. А вообще , было бы красиво , если сделать такую структурку на кристалле . Можно было бы самим выбрать площади переходов , да и тепловая связь , опять же ......
Специально для любителей раритетов:
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/BurrBrown/mXsrrqv.pdf
biggrin.gif
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:20) *
А ведь не так! sad.gif
При этом же питании даже один транзистор может давать вдвое большее усиление. smile.gif А шуметь меньше.
Я не говорю уже про два. biggrin.gif
деемон, нарисуйте источники шума в схеме, и поймёте свою ошибку.

Схему малошумящего усилителя нужно, как мне кажется, делать примерно так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вот её частотные характеристики: вверху - плотность шума, внизу - усиление.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Схема нарисована "от фонаря", и не оптимизирована. Транзисторы взяты первые попавшиеся. Однако, из результатов моделирования видно, что шумы её, приведённые ко входу, составляют около 0,5 нВ/sqrt(Гц), чего не снилось никакому ОУ.
К-т усиления такой схемы легко снизить до требуемого путём введения дополнительной ООС по переменному току.
Уменьшить ёмкость С5 также можно, путём введения последовательной ООС по напряжению. Схема при этом несколько усложнится (на ещё один транзюк).


Угу , только малый входной импеданс схемы достигается с помощью ООС , и в цепи ООС стоят два резистора , через которые течёт постоянный ток , и это - на ВХОДЕ . Плюс ток базы верхнего транзистора добавит шумов в цепь коллекторной нагрузки - у вас же каскод ..... И вы говорите , что шуметь она будет меньше моей , так ? smile.gif Не верю . Соберите схему в реальности и измерьте параметры с реальным источником сигнала . Тогда и посмотрим .........
P.S. Потом , вы собираетесь уменьшать ёмкость С5 , добавляя резистор в цепь эмиттера первого транзистора , иначе говоря - уменьшать глубину общей ООС за счёт введения местной ООС , но при этом вы опять-таки добавите в эмиттерную цепь шум этого резистора . ВОпрос - зачем делать такую глубокую ОООС , чтобы потом её уменьшать ещё одним резистором ? smile.gif ИМХО , это нонсенс . И кроме того - охватив транзистор в схеме с ОЭ цепью ООС мы не можем сделать его низкоомным девайсом , согласованным по шумам с низкоомным же источником сигнала . Тут вы ИМХО заблуждаетесь smile.gif

Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:27) *
Специально для любителей раритетов:
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/BurrBrown/mXsrrqv.pdf
biggrin.gif


Да я вообще-то в курсе насчёт ОУ с ТОС smile.gif Но я хотел бы сделать другое - чисто входной каскад с большим током , без остальной схемы ОУ . Для работы с низкоомными источниками сигнала и без ООС . В некоторых случаях может пригодиться ......
HardJoker
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:27) *
Не понял... Если вых. сопротивление высокое нужно - используйте каскод, как в моей схеме.


Без графиков ВАХ в устном жанре объяснить, действительно, трудно. Но постараюсь порыться и при случае эпюры сюда забросить. Речь не о высоком выходном R. Каскаду с ОБ не нужно ожидать открытия транзистора напряжением, прикладываемому к переходу БЭ как в схеме с ОЭ.
Stanislav
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) *
Угу , только малый входной импеданс схемы достигается с помощью ООС , и в цепи ООС стоят два резистора , через которые течёт постоянный ток , и это - на ВХОДЕ .
Ага! biggrin.gif

Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) *
...Плюс ток базы верхнего транзистора добавит шумов в цепь коллекторной нагрузки - у вас же каскод .....
Всё добавит: и резисторы, и ток базы. А результирующий шум всё равно такой, какой Вы видите. biggrin.gif


Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) *
...И вы говорите , что шуметь она будет меньше моей , так ? smile.gif Не верю . Соберите схему в реальности и измерьте параметры с реальным источником сигнала . Тогда и посмотрим .........
У меня есть предложение получше. Возьмите спайс, те же транзюки, то же питание, и постройте модель Вашей схемы. А потом сравним.


Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 21:39) *
...P.S. Потом , вы собираетесь уменьшать ёмкость С5 , добавляя резистор в цепь эмиттера первого транзистора , иначе говоря - уменьшать глубину общей ООС за счёт введения местной ООС , но при этом вы опять-таки добавите в эмиттерную цепь шум этого резистора . ВОпрос - зачем делать такую глубокую ОООС , чтобы потом её уменьшать ещё одним резистором ? smile.gif ИМХО , это нонсенс . И кроме того - охватив транзистор в схеме с ОЭ цепью ООС мы не можем сделать его низкоомным девайсом , согласованным по шумам с низкоомной же нагрузкой . Тут вы ИМХО заблуждаетесь
Знаете, вместо того, чтобы строить не соответствующие действительности предположения, занялись бы лучше полезным делом (см. выше). smile.gif А я попытаюсь выложить более продвинутый вариант схемы, как только смогу.

Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 21:43) *
Без графиков ВАХ в устном жанре объяснить, действительно, трудно. Но постараюсь порыться и при случае эпюры сюда забросить. Речь не о высоком выходном R. Каскаду с ОБ не нужно ожидать открытия транзистора напряжением, прикладываемому к переходу БЭ как в схеме с ОЭ.
Ещё терминологию не мешает подучить. Иначе Ваши старания не будут оценены по достоинству. smile.gif
HardJoker
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 19:46) *
Вообще-то , в этой схеме транзисторы и шумят и усиливают , как два транзистора , включённых параллельно smile.gif . Странно было бы , если бы было не так ! a14.gif А преимущество - ток питания используется дважды , выше линейность и нет никаких сопротивлений в цепи эмиттеров , которые могли бы дополнительно шуметь - в обычном каскаде с ОБ нужно же подводить ток к эмиттеру ..... опять же , при хорошей балансировке можно обойтись без входного конденсатора .

Нажмите для просмотра прикрепленного файла



Усиливает только один из входной пары транзистор, другой будет закрыт. А вклад по шумам вносят три транзистора. Один из двух первой пары открытый входной и оба из второй пары в диодном включении. Кроме того упущено главное. Каждый малошумящий транзистор нормируется по коэффициенту шума Kf. Минимальный Kf достигается в определенной полосе частот и жестко связан с током эмитера. Минимум Kf имеет при строго оптимальном токе эмитера. Причем, для работы транзистора в микрорежиме, Kf будет больше, но свою зависимость от тока эмитера сохранит полностью. Поэтому для малошумящих усилителей более всего подходит обычный каскад с ОЭ, ток покоя (рабочая точка) которого строго соответствует минимальному Kf. И тут без обратной связи по току в цепи эмитера не обойтись. Для дальнейшей минимизации шумов используют параллельное (до трех) включение каскадов. Что касается вклада по шумам пассивных элементов, одним из лучших руководств по данному вопросу можно считать известную книжку Г.Отт "Методы подавления шумов и помех в электронных системах" (раздел 8)...

Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:50) *
Ещё терминологию не мешает подучить. Иначе Ваши старания не будут оценены по достоинству. smile.gif


Учиться никогда не поздно и не стыдно. Стыдно не учиться :-)
deemon
Цитата(Stanislav @ Oct 25 2007, 21:50) *
Ага! biggrin.gif

Всё добавит: и резисторы, и ток базы. А результирующий шум всё равно такой, какой Вы видите. biggrin.gif
У меня есть предложение получше. Возьмите спайс, те же транзюки, то же питание, и постройте модель Вашей схемы. А потом сравним.
Знаете, вместо того, чтобы строить не соответствующие действительности предположения, занялись бы лучше полезным делом (см. выше). smile.gif А я попытаюсь выложить более продвинутый вариант схемы, как только смогу.


Знаете , я не занимаюсь "симуляцией" smile.gif Судя по тому , что получилось у вас - она даёт результаты , не соответствующие реальности , да я и вообще это дело не люблю . Если я и буду испытывать свою схему - то в железе , с запараллеленными на входе транзисторами , и с РЕАЛЬНЫМ источником сигнала - ленточным микрофоном или ( как вариант ) с головкой с подвижной катушкой (МС) для винила - её параметры похожи на ленточник , только сопротивление катушки больше - единицы Ом . А в варианте I/U преобразователя она и сейчас у меня прекрасно работает , я через неё музыку слушаю smile.gif

Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 22:00) *
Усиливает только один из входной пары транзистор, другой будет закрыт.


Это в классе В так будет , а у меня класс А с хорошим током покоя ...... так что усиливают одновременно оба транзистора , и включены они строго параллельно по переменному току !
HardJoker
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 22:06) *
Это в классе В так будет , а у меня класс А с хорошим током покоя ...... так что усиливают одновременно оба транзистора , и включены они строго параллельно по переменному току !


На приведенном эскизе схемы транзисторы не имееют смещения за исключением прямовключенного диода по базе. Их состояние в лучшем случае пограничное между режимами AB и B. Подача положительной п/волны сигнала закроет верхний транзистор, а подача отрицательной п/волны, соответственно, нижний. Кроме того, каскад, не охваченный ОС не может считаться оптимальным с точки зрения вносимых им искажений (гармоник). Особенно это касается комплементарных симметричных схем с различной проводимостью плеч. В случае электронных ламп - другое дело. Повторяемость параметров одно из самых значимых их достоинств.
deemon
Цитата(HardJoker @ Oct 25 2007, 22:20) *
На приведенном эскизе схемы транзисторы не имееют смещения за исключением прямовключенного диода по базе. Их состояние в лучшем случае пограничное между режимами AB и B. Подача положительной п/волны сигнала закроет верхний транзистор, а подача отрицательной п/волны, соответственно, нижний. Кроме того, каскад, не охваченный ОС не может считаться оптимальным с точки зрения вносимых им искажений (гармоник). Особенно это касается комплементарных симметричных схем с различной проводимостью плеч. В случае электронных ламп - другое дело. Повторяемость параметров одно из самых значимых их достоинств.


Если вы рассмотрите схему подробнее , то заметите , что без сигнала - это просто 2 токовых зеркала . ТОк покоя мы задаём резисторами в цепях смещения , и выбираем его таким , чтобы он с запасом превышал ток сигнала . Поэтому правильно рассчитанный каскад при нормальном сигнале из класса А не выйдет . Это показывает и теория и практика .......
HardJoker
Цитата(deemon @ Oct 25 2007, 22:33) *
Если вы рассмотрите схему подробнее , то заметите , что без сигнала - это просто 2 токовых зеркала . ТОк покоя мы задаём резисторами в цепях смещения , и выбираем его таким , чтобы он с запасом превышал ток сигнала . Поэтому правильно рассчитанный каскад при нормальном сигнале из класса А не выйдет . Это показывает и теория и практика .......


Для входных сигналов с амплитудой не более 100mV...200mV выставить режим А можно. Но на его стабильность в диапазоне температур (В.Л.Шило, "линейные интегральные схемы", стр.44, 45) расчитывать сложно. Нелинейности же будут проявляться с десятков миливольт входного сигнала. Отдельная проблема - подобрать пары транзисторов с одинаковыми входными характеристиками для обеспечения "зеркала". Для всех четырех транзисторов еще более проблематично.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.