Приветствую, Уважаемые!
Мне надо намотать входной трансформатор. Что бы согласовать датчик с входным усилителем по мимнимуму шумов. Датчик представляет из себя около 700 витков медного провода 0,65. Сопротивление постоянному току 13 ом. Датчик резонансный. К нему переключателем подключаются конденсаторы. Сигнал слабый - доли микровольта. Как мне сосчитать сопротивление датчика при резонанасе? Трансформатор тоже должен быть такого же сопротивления? Я сделал трансформатор с входной обмоткой тоже 13 ом постоянному току, он стал резонанс сбивать прилично и вообще сажать выходной сигнал датчика. ЧТо мне надо ещё учитывать при согласовании? И ещё, бывают где-нибудь в продаже маленькие (1/1,5см) трансы на пермалое? Желательно конечно симметричные.
Спасибо.

Если датчик работает на резонансе и на низких частотах, то лучше его использовать
с высокоомным усилителем на полевом транзисторе. Тогда не потребуется дополнительного согласования.
Если же усилитель с низкоомным входом, проще согласовать емкостью. То есть емкость контура составить
из двух последовательных конденсаторов, и усилитель подключить к одному из них.
А вообще нужно знать шумовые параметры усилителя.

Сопротивление контура на резонансе w*L*Q
Q придется измерить.

Понял. Спасибо. А транс тоже должен такое же сопротивление иметь на резонансе?
Частоты небольшие от 1 до 4 кгц. За счёт транса ещё и усиление имеется, т.к. соотношение обмоток 1/8. После транса следует полевик КП303В. Это в оригинале. Усилители уже всякие пробовал - ничего кроме шумов. Сигнал не поймать. Доли микровольта! Конкретно пробовал КТ3102Д + NE5534.

Мне вот кажется, что измерительная цепь не должна отбирать от датчика в резонансе существенную энергию. Из этого и нужно исходить. Сопротивление правильного трансформатора будет определяться сопротивлением нагрузки вторичной цепи. Имеются простые формулы для пересчета...

Трансформатор повышающий ? Фантастика
А какая емкость используется в контуре для частоты 1КГц? Можно попробовать прикинуть импеданс.

Такой датчик прямо на усилитель на биполярных малошумящих транзисторах (теоретически первый p-n-p), можно и с паразитным питанием. Трансформатор, как я понял, для подавления синфазных помех, уже на удаленном от датчика конце нужен. Требования к нему будут уже много мягче - практически с обмотками по 1..1,3H 1:1, сопротивление обмоток наплевать, обычно порядка 50..70 Ohm на феррите - смотрите, что предлагают многочисленные изготовители трансформаторов для абонентских комплектов ATC, модемов и т.д.

Спасибо. Немного напутал... Датчик состоит из двух включенных втсречно прямоугольных катушек по 720 витков каждая. Провод толстый 0,65мм. Две катушки вместе по размерам влезают в ведро из под майонеза. Вобщем магнитометр это протонный. Так вот родной датчик имеет сопротивление пост.току 13 ом. Входная обмотка тр-ра - 16 ом. Мне было не разобрать, потому что аппарат чужой и курочить как то неприлично. А транс там был надёжно в экран завинчен из пермаллоя и плюс залит обильно смолой. Так что даже не посмотреть было какой он там. Сомневаюсь что там феррит, ибо на феррите вообще и близко не получалось никакого сигнала. Конденсатор на частоту 2 кгц примерно 0,5м. Повышающий транс для получения усиления. Ку входного усилителя (транс + КП303) 150-180. Импеданс по-моему не удастся так посчитать (во всяком случае мостами Р-5016 и Е7-12 не удалось измерить), здесь вроде метод вольтметра-амперметра только подходит.
Конечно надо вторичку разгрузить. В микрофоне Октава стоит хороший транс симметричный, но курочить жалко.

Попробуйте трансформатор ТОТ-35 - он на пермаллое и довольно большой индуктивности. Еще можно попробовать А5102. Это, правда, феррит, но зато гораздо более симметричный, чем ТОТ-35.
PS. Это оба наши.

Глупость какая .

Если действительно "для усиления", то выкидывайте этот трасформатор нафиг и сразу, вместе с шумящим на низких частотах и ненужным для таких сопротивлений источника полевиком

Еще вопрос на засыпку: усилитель широкополосный или с полосовым фильтром?
Если фильтра нет, то сигнал меньше микровольта увидеть не получится. Даже если усилитель идеальный и вообще не шумит: хватит теплового шума источника.

http://www.ironcross-cma.com/content/view/184/58/

Принцип работы магнитометра основан на явлении прецессии протона в магнитном поле. Если протон помещен во внешнее магнитное поле, из-за своего собственного магнитного момента, он испытает магнитный вращающий момент. Поскольку он также имеет угловой момент, этот магнитный вращающий момент приведет его (протон) к прецессии – она называется ‘Лармор прецессией’ и ее уровень зависит от величины внешнего магнитного поля. Частота Лармор прецессии независима от ориентации протона и зависит только от величины внешнего поля.

Частота прецессии определяется по формуле:
F = В / 23.4875,

где F - частота в Гц, В – величина индукции внешнего магнитного поля в nT.

Чтобы измерить величину местной магнитной индукции с точностью до одного nT, необходимо измерить частоту с точностью до 0.0426 Гц. Магнитное поле Земли имеет величину индукции примерно 50 мкТ. Наименьшее значение магнитной индукции на экваторе, наибольшее на полюсах. Кроме этого, величина магнитной индукции земного поля зависит от солнечной активности, времени суток, залежей полезных ископаемых и многих других факторов.

=================
В общем, надо смотреть на инструментальные усилители для датчиков биотоков, энцефалографов и т.п.

В резонансе сопротивление контура примерно 1.5 ком.
При таком нету смысла в согласующем трансформаторе, вроде бы.
Можно собрать и на биполярном малошумящем транзисторе неплохо.

И ловить доли микровольта - вполне реально, не понимаю что там могло не получиться.
Только надо бы полосу лишнюю обрезать на выходе тоже...

Усилитель широкополосный, с завалом на вч. Между затвором и стоком стоит RC цепочка (12 мом + 1000пик). Далее следует каскад полосового усилителя с полосой 800-4500 и усилением 1000-2000 (подбирается при настройке). Пробовал обычный транс от транз.приёмника - очень уж помехи ловит, как ни экранируй. По этому и желателен симметричный. Тоже думал ничего сложного нет. Собрал корпус, программу накалякал. А вон как получилось.
Сейчас стоит усилитель на КТ3102Д (микротоковый режим) и NE5534. Работать не работает, но зато возбуждается. Причём не сразу, а минут через 4-5. В оригинале то все питания отключаются, а включаются только на время замера. А я вот решил не отключать питания. Придётся видимо переделать. Буду дальше работать. Спасибо.
--------------------
А ТОТ-35 это разве симметричный? Думал что симметричный это который имеет две одинаковые секции обмоток на 0-образном сердечнике.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Всегда думал что симметричный это такой: http://max653.com/shop1/sp8_1.jpg

А мне как-то всегда казалось, что симметричный - это такой, который имеет высокую степень подавления синфазки, стало быть одинаковые паразитные емкости между разными концами первички и вторички. И совершенно не обязательно его мотать на о-сердечнике.

Вы хотите ММП-203 повторить? Этого делать не стоит. И датчик там очень плохой и усилитель. Сигнал прецессии в помещении или возле городских строений увидеть вообще нельзя, датчик умирает при больших градиентах магнитного поля. Нужно выйти в чисто поле с автономным питанием - тогда может быть и увидите, особенно если использовать селективный усилитель.
Трансформатор в ММП-203 наверняка с коэффициентом трансформации 1:1 и нужен не для согласования, а для гальванической развязки от усилителя. Входной ток усилителя через датчик может вносить погрешность измерения магнитного поля.

Емкости тоже это умеют

Скорее помехоустойчивость так пытались обеспечить...
Лучше бы входной каскад поближе к датчику вынесли...

В данном случае желательно подавить внешние магнитные н.ч. помехи.


Трансформатор 1:8 по мануалу! Что не работает в помещении знаю конечно. Я же работал с этим аппаратом. А что надо повторять если не секрет, квантовый? Не осилю. Аппарат работает в магн. полях не выше 500 нтл. Селективный усилитель не хотелось бы, хотя импортных схем есть на один диапазон.



А вот это нежелательно. Оригинал во время работы чуствовал кружки железные в ботинках для шнурков с расстояния около 20см. Транс в датчик никак не получится. Даже какой-нибудь современный ОР малошум в смд-исполнении и то думаю погрешность даст если в датчике будет расположен. Хотя постоянная погрешность не столь пагубна.

Я когда- то делал такую штуку для себя: ГВ магнитофона подключал через трансформатор 1:10 к малошумящему усилителю воспроизведения на ПТ, даже это был малошумящий ОУ с ПТ на входе. Трансформатор как раз увеличивал слабый сигнал МГ в 10 раз, а выходное сопротивление головки- в 100. Но усилитель на ПТ имеет малые входные и шумовые токи. Поэтому получился выигрыш по ОСШ по сравнению с усилителем на БТ. Трансформатор был- на феррите 6000 НМ, сердечник КВ6. Но в Вашем случае- частоты низкие, гораздо ниже 20 Гц. Может, Вам попробовать сделать транс на аморфном железе?
http://www.amet.ru/p_am_magn.html

При использовании поганой элементной базы, естественно, можно добиться "улучшений", но при нормальном проектировании усилителя повышающий трасформатор на входе ничего, кроме совсем лишних тепловых шумов не даст .

В каком смысле поганой? Какая была тогда. Это давно было- Усилителей с Еш порядка единиц нВ не было тогда в природе.

Это понятно, апофеоз советского малошумящего транзистора KT3107, еще раньше П28..... Однако сейчас не тогда и всякие "усилители из трансформаторов" - давить.

Да и BC.... были тогда не лучше намного. А чего Вы так трансформаторов боитесь? Они совсем не страшные, и иногда дают ощутимый выигрыш. При низкоомном источнике, как у автора, можно было бы попробовать для увеличения ОСШ включить несколько усилителей в параллель.

Хм, пробовал паралельно два КТ3102 поставить, но что то он уж совсем мне резонанс на датчике завалил. Естественно, входное то сопротивление тоже уменьшилось. Забыл какую книжку читал про слабые сигналы, там написано что на таких низкоомных источниках без трансформатора увы не обойтись. Вот и прицепился к трансам. А почему бы и нет? С трансом шумов на слух значительно меньше, но вот наводки! Что и понятно, усиление то раз в 1000 больше чем в микрофонном усилителе. Да и сам микрофонный эффект очень не слабый. Надо меры тоже принимать.
---------------
Обычно делаю сначала что бы заработало как в оригинале, а потом уже можно экспериментировать со всякими дорогостоящими ОР-ами или AD.

Нет, частоты не низкие. 800-4500. Реально же от 1500 - 3000. Даже лучше если 50гц будет вне пропускания. Но мотать на кольце 2-3 т витков провода 0,06 как то не радует. Сердечники интересные для других работ. Спасибо.

Как закоренелый разработчик измериловки и средств проводной связи, я, как минимум, просто не имею права их бояться . Но использую их четко представляя, что я делаю и зачем.
В частности, трасформатор, как я уже писал, в данной конструкции весьма не бесполезен, но далеко не на входе.

Ну, я писал выше - полтора килоома примерно выходное сопротивление на резонансе.
Однако, и два могут и более - только, думаю, последовательную ОС надо завести с выхода, имея запас по усилению в тракте.
То есть охватить ОС более чем один только входной каскад.
То есть необязательно смешивать это - можно входное сопротивление по сигналу отдельно, а по шумам отдельно.
Резистор в эмиттере надо низкоомный, но при таком усилении общем это не проблема.
И выйти практически на "тепловые шумы датчика" +3Дб... Кстати, и при много меньшем сопротивлении датчика есть решения,
для данного случая еще все просто.

PS При 100 омах входного сопротивления вроде как ниже 150 nV в полосе 15 кгц не получается...Из-за тепловых шумов.
Ну тут только на резонансе высокое выходное, в остальной полосе меньше. И полоса не вся нужна... может, нановольт 50 и получится, навкидку.
пробовать надо, а пробовать некогда...

Вот точно - надо пробовать. Есть у меня хорошие трансы как раз из похожей оперы. От магнитных усилителей для измерений. Симметричные, пермаллоевые, экранированные и медной фольгой и пермаллоем только вот размеры 4/3/2 см. Придётся габариты потеснить.
Ещё я от переключателя диапазонов ушел. Точнее модифицировал его что бы в экран не пихать. В оригинале стоит хитрый переключатель на 11 положений, который коммутирует 6 конденсаторов с помощью микропереключателей (ММТ вроде называются). Я же сделал обычный галетник с шифратором на диодах, а конденсаторы коммутируются полевиками.
Ну вот, пообщался, сразу и работать захотелось! Спасибо...
---------------
п.с. Там у меня ошибочка: предел протонных магнитометров не 500 нТл, а 500 000. Шкала данного аппарата до 100 000 нТл.

Поскольку датчик резонансный - надо померить его добротность и выставить входное сопротивление МШУ ну раза в 4 выше чем активное. А после нужно узкополосно выделить сигнал...

Забудьте о трансформаторе, это сплошная проблема. В вашем случае импеданс
источника примерно 1500 Ом. Тепловой шум такого источника 5нВ/(Гц1/2).
Берете полевик 2N5485 и делаете на нем первый каскад усилителя. Шум этого полевика на 1КГц при токе стока 3мА равен 2нВ/(Гц1/2). Суммарный шум источника и усилителя
будет 5.8нВ/(Гц1/2). Шум-фактор 1.3дБ. Пытаться сделать лучше нет никакого смысла.
Трансформатор может помочь добиться похожего результата при использовании полевика типа КП303, который по паспорту на 1КГц имеет шум в 10 раз выше, чем 2N5485. Но проще купить нормальный полевик и не мучиться.

А мне после такого сразу расхотелось рассуждать о снижении шумов. Начисто .

А почему? Конденсаторы порядка 0.5мкФ можно и полевиками коммутировать,ИМХО.
Если правильно выбрать полевики.

Ага, если НЕ волнуют шумы вносимые этой кучей полевиков болтающихся на входе. Кстати, типовые значения фактора шума ширпотребных малошумящих p-n-p биплоляров в сопоставимых условиях на уровне 1,1..1,2dB

Автору, наверное, с биполярными надо все же экспериментировать...
Потому что за пределами резонанса сопротивление источника сильно падает.
То есть согласовывать по шумам надо с чем-то таким, с низкоомной базой.
параллельно кучу ставить, что ли. А входное сопротивление чтобы резонанс не гасить,
поднимать последовательной ОС(естественно, уже с выхода всего усилителя на весьма низкоомный резистор в эмиттере)
...По-моему, где-то так.

Хотя с таким полевиком - кто его знает...Может и не хуже, не сравнивал...

PS Ан нет, будет хуже с полевиком. раз в 6 примерно...Прикинул только что...

Ага, и реактивность не шумит , шумит та самая медь.

Полевики либо включены и ведут себя как малое активное сопротивление, либо выключены и тогда это емкость (не очень, но много меньше емкости контура). В обоих случаях не криминал вроде.

Биполяры по шумам справятся, но либо угробят добротность, либо автор не сумеет грамотно режим выбрать. С полевиком напортачить сложнее.

Так сказать, сильно идиализированая модель

Ну да. Просто шумы от меди все равно умножатся в контуре, однако сильнее будет эффект шума от входа(на резонансной частоте), как там называется эта составляющая...токовая что ли... Есть предположение, что каскад типа ОК, где источник сигнала включен между базой и эмиттером (то есть как бы ОЭ перевернутый) - не усиливает эту составляющую...Но подробно не проверял. Правда, в такой каскад труднее последовательную ОС завести с выхода, а тут это надо будет как раз... С другой стороны - каскод ОЭ-ОЭ с npn-pnp можно применить попробовать...И просто и сердито. если не в шумах выигрыш, то хоть в простоте...

Ну, если время будет пробовать или хоть чем-то похожая задача... А так - только нарисовать могу, моделированию этот эффект не поддается - в моделях шумовые источники плохо расписаны обычно...Пробовать надо.

PS Однако, неплохо бы выяснить, какого уровня все же сигнал реально...Если хотя бы нановольт 100 - все получается как-то.

Любая модель является неполной. Добавьте к имеющейся недостающие источники шума, существенные в условиях задачи, обсудим.

Совершенно не собираюсь обсуждать степень существенности шести источников шума, да еще со взятыми с потолка передположениями о их величинах, в ситуации, когда их можно выкинуть нафиг.

Да не, вроде как основное влияние полевиков в такой ситуации - тепловой шум канала. Должно сработать...
Применялось в малошумящих каскадах магнитофонов весьма широко. Мосфеты там рулят...

Не знаю какие мосфеты, забыл. Брал из материнок. Плата не с собой. SOT-23. Конденсаторы от 0,022 до 0,47. Включаются и по одному и по 2 и по 3, и по 5.

Ага, уровни сигналов какие там в магнитофонах и шумы самой пленки? Малошумящие . Да что-то совсем не припомню никаких коммутаторов головок магнитофонов, как и самой надобности в этом коммутаторе. На старинных многоскоростных ширпотребных катушечных на биполяре коммутатор кондера встречал. Ну в на приличных кассетниках, даже реверсивные головки уже коммутировались ПОСЛЕ предварительного усилителя нормальными коммутаторами а не отдельными полевиками, ибо лишние нелинейности никому не нужны.

Попробовать недолго. А применялось широко - какие там нелинейности, при амплитудах 200 мkV...Не поддающиеся измерению...
Шумы пленки - примерно 200 nV(в полосе до 15 kHz). C применением описанного выше входного каскада только пленочные шумы и было слышно...
Говорю же, он своеобразно ведет себя с токовой составляющей шума...


сопротивление открытого канала д.б. несколько ом, не выше.
шум, вносимый затвором, косвенно можно бы оценить по утечке...

Ага, шесть стало-быть больше нуля, согласен. А с моделью-то как? Публика ждет-с


Согласен, и если RDSon канала меньше пары ом, то шум этот несущественный.

Повторяю вопрос ЧЕГО ТАМ СДАЛИСЬ коммутаторы головок на полевиках.

Читайте внимательнее - полевики не ставили ПОСЛЕ предварительных усилителей. Там уже стотни милливольт.

Офигительно интенесный параметр .

А чего это Вы плавно на усилители скатились? Я выразил разногласия с Вами в подходах к проектированию малошумящих усилителей?
Давайте вернемся к вызвашему мое удивление заявлению - какого черта "широко применялись" полевики во входных цепях воспроизводящих головк магнитофонов?

Оттого, что проще, наверное...Это к автору вопрос...

Я вроде внимательно читал Вас: а не понял, оттого что не к данному случаю относилось...




Ну, какой есть. Не в децибеллах же указывать, тогда надо писать относительно чего ...



Ну, насколько помню, из-за того, что тракты были универсальные, а реле дорогие...
Если вы не работали в то время на разработке именно кассетных и именно магитофонов - Вам придется поверить мне на слово.
Применялись. Было дело. Не один я применял, мода такая было, если будет дозволено так выразиться...
Применяли и реле, когда бюджет позволял... Но не всякая пара контактов годится для малых сигналов...
Так что и качество роль играло, как ни странно...

Во, вспомнил полевики - 2N7000. А вот фото разобранного датчика http://img299.imageshack.us/img299/450/mmp.jpg

Славная бытовка А не подскажители мне, как это эти дивные полевички работали в случае, когда не с головки лезли милливольты, а не нее подавлся сигнал записи и что особо интерсно, ток подмагничивания - сколько там вольт а?


Вы мне скажите, что я ими еще и не пользовался . Ну а уж радиолюбительстововал с конца 60x по полной программе.



Относительно чего, ну очень "интересный вопрос" от разработчика звуковой аппаратуры.

Полевики попались что надо, RDS меньше 2 Ом, утечка затвора 10нА.
Должны работать без проблем.

Разные были приемы. В основном следящее напряжение на затворе, конечно. Упрощало дело то, что был нужен ключевой режим только...
Но к чему это теперь? Кассетники умерли, и да здравствут MP3.

Обидно немного, что параметрическое динамическое подмагничивание так и не успело выстрелить...
Простое-то успело, но это не то...


Поясню - шумы именно магнитной ленты измеряли относительно ее же максимальной намагниченности при заданных искажениях.
Для Вашего удобства и чтобы ближе к теме я привел это к выходному сигналу типичной магнитной головки.

На неизвестной частоте, с учетом того, что 6dB на октаву сей параметр изменяется, потом волновые потери в полный рост. А еще предискажения в канале записи.... Так что там за число Вы привели неведомо.
Для моего и не только "удобства" огласите отношение сигнал/шум, пусть даже псофометрическое, для возможности сравнения с официально публикуемыми параметрами магнитофонов. Но естественно без Dolby-B/C и прочего.
P.S.
О типичных уровнях отдачи среднепотолочных головок я осведомлен очень неплохо, как и шумах очень приличных магнитофонов с приличными лентами. Вот и сравним ваши нановольты в сопоставимых величинах .
Кстати о проектировании магнитофонов - в студенческие времена ради сигнал/шум жертвовал stereo (потом аналоговый псевдостерео процессор), а первый каскад усилителя на КТ3107 отобранным по шумам работал вообще без общей обратной связи и с символической локальной. Для термостабилизации использовался второй термически связанный с основным KT3107.