Tuvalu

Не за что. Резистор - вполне нормально. Ещё лучше - источник тока на транзисторе (два диода, транзистор, два резистора), коллектор на выход. Ток - 2...5 мА (очень приблизительно). Это было не раз описано, в том числе, и в ж. Радио. Так будет намного лучше линейность вых. каскада. Впрочем, выбор того или иного решения (или типа ОУ) целиком зависит от желаемого результата. Чтобы что-то советовать, надо знать, что за схема, чего Вы хотите от неё получить и т.п. Успехов! ПС. В предыдущем посте по ошибке посоветовал не ту статью. Исправил. Она называется "Эволюция SPICE-совместимых макромоделей ОУ", 3 части.

Вот, что пишут "наши всё" Хоровитц и Хилл Раздел "Переходные нелинейные искажения" Для тех, кто не знает, 324 - это две штуки 358 в одном корпусе. Посмотрите даташит, это как раз тот случай - базы вых. транзисторов соединены вместе, т.е. эти тр-ры работают без смещения в классе В. Не у всех. Во многих ОУ применён т.н. параллельный повторитель, он работает практически без ступеньки. Примеры: AD797, LT1028, К157УД2 и мн. др. Существует даже целая тема безООС-ных хай-энд усилителей с вых. каскадом, построенных по этой схеме. Также, неудачен ваш совет про Протеус. Во многих моделях вообще никак не отражено внутреннее устройство ОУ, в том числе и вых. каскада, поэтому, там никакой ступеньки не будет видно. Найдите хорошую статью "Эволюция SPICE-совместимых макромоделей ОУ", сразу поубавится энтузиазм по части тонкого моделирования схем на ОУ. Я не против симуляторов, сам активно их применяю, но на вопрос "как выбирать ОУ?" ну, совсем не стал бы отвечать "Протеус". Плюс ко всему, совсем непонятно, зачем вы запостили картинки. Какое отношение они имеют к наличию /отсутствию ступеньки в том или ином ОУ? Ну, ООС, а что, кто-то против? А это о чём вообще? 100 кОм спасут от ступеньки? А 10 кОм нет? Я бы так категорично не писал. Есть вполне нормальные 40-летние бюджетные ОУ, успешно применяемые в звуковых схемах, например MC33078, RC4558, LM833 и их многочисленные японские клоны NJM2068, 4560, 4580, M5218,... и мн. др. Неплох NE5532. А NE5534 по совокупности параметров до сих пор не имеет конкурентов в своей ценовой категории, он даже лучше некоторых дорогих for audio. До сих пор активно применяется в самой топовой студийной технике, например, AMS Neve, Millennia Media и др. Конечно, есть прекрасные новые серии ОУ, но они обычно на порядок (в лучшем случае) дороже. Обычно раз в 20-30. В общем, всё зависит от поставленной задачи (параметров качества) и от кошелька. Однозначно узнать нельзя. Надо смотреть по совокупности параметров. На первых порах смотрите в начале даташита рекомендации по применению. Как написали, см. искажения. Ток потребления не бывает маленьким у звуковых ОУ. Полезно посмотреть схему, если она есть - это, как раз, случай с 358. А вообще-то, хорошо видимая ступенька - это редкость.

Нет, не получается. 1) Дифусилитель имеет большое (максимальное для заданого тока) усиление, т.к. истоки соединены между собой. Это значит, что влияние шума стоковых резисторов минимально (см. книгу). 2) Истоковых резисторов нет, их роль выполняют истоки друг для друга (первый для второго, второй для первого), т.е. их величина мин. возможна для дифусилителя. Дальше понятно. В итоге, шум дифкаскада минимален. Меньше будет шуметь только одиночный ПТ (но без истокового резистора или с таковым, но зашунтированным ёмкостью). См. ту же книгу, стр. 72, 73. Патент не смотрел.

Так вы же и не спрашивали про численное значение. Тем не менее, я написал в предыдущем посте про шум 2 кОм; если вы не догадались, то шум будет никак не меньше этого значения - точно так же, как в предыдущих опытах с ОУ. Плюс, значительный вклад шума стокового резистора (т.к. Кус маленький, около 1) - это всё описано в книге. Сравните с шумом BF861 (2 нВ на 1 кГц). И снова, вы заморачиваетесь с численными значениями. Ваша идея, будь она реализована, принципиально ухудшит результат - разве этого мало знать, чтобы бросить эту затею?

Ну да, модели ПТ в части шумовых характеристик часто недостоверны. Но я повторю, это не имеет принципиального значения. Все ваши "шумовые косяки" связаны не с неудачным выбором типа ПТ, а с недостаточными (обрывочными) знаниями в этой области, например, с неумением строить эквивалентные схемы и, как результат, с непониманием вклада каждого элемента в общий результат по шумам. Плюс, трудности с прикидочным количественным экспресс-анализом, вроде "ОУ шумит столько-то, а это эквивалентно тепловому шуму R примерно такого-то сопротивления". Собственно, это повторение/продолжение поста #63, ничего нового. Так вот, ваш симулятор, скорее всего, показал всё верно - шум на стоке намного выше, чем на истоке. (Вы так и не сознались, каков там был уровень шума - типа стало неудобно за друга (LTSpice), который говорит глупости). И модель ПТ здесь ни при чём. Если коротко, то R в истоке просто добавляет шум, т.к. его тепловой шум намного больше шума малошумящего ПТ (шум 2 кОм - 5,7 нВ/^Гц). Т.е. картина точно такая же, как и в случае с высокоомной обвязкой ОУ. А подробное объяснение можно прочитать, например, в книге "Техника высококачественного звуковоспроизведения", стр. 68-70. Не зацикливайтесь на точных цифрах, главное - это качественный анализ, в этом плане симуляторы не врут.

Повторю, посмотрите шум на стоке, сколько там?

Ничего не получится. График шума для какой точки, для истока, надо полагать? Посмотрите шум на стоке.

Тут два момента. 1) Шум источника. Чистые реактивности не шумят, шумят неидеальности - тангенс угла потерь, ESR.... Как считать, не знаю, и мне тоже не попадалась литература по этому вопросу. 2) Напряжение шума, образующееся при протекании шумового тока ПТ через ёмкостное сопротивление датчика. Это отлично моделируется. Зависимость простая - чем меньше частота, тем больше эта составляющая шума. Чем меньше ёмкость датчика, тем критичней. Если студийные конденсаторные микрофоны имеют типовую ёмкость 75 пФ и, в смысле шума, с ними вообще нет никаких проблем, то с 4 - 10 нФ-ым сенсором должно получиться вообще отлично. Я не знаю специфики, может, у вас там уровни звукового давления намного меньше. Может сам сенсор какой-то "не такой" - сильно шумящий. Они сняты с производства - разве что попробовать "для общего развития"Вам что, серийное производство надо организовать? Если делать "для себя и для друга", то десяток всегда можно найти. Кстати, да.

Я не считал для 5534, а только для 797 и 33178. Ситуация с шумом 5534 будет где-то посредине - не в разы, это точно. Это всего 150...400 кОм на 100 Гц. Если действительно такая большая ёмкость, то можно попробовать применить и обычные малошумящие ПТ - 2SK170, например. У них шум примерно 0,9...1 нВ^Гц. С такими импедансами токовый шум будет мало проявляться, тем более, на СЧ, где находится область макс. чувствительности слуха к помехам.

Остаётся только выбор типа ПТ и их режима. Вроде писал, но повторюсь, что с таким высокоомным источником оптимальный ток стока будет меньше начального, т.е. не так, как это бывает в "нормальной" аудио-схемотехнике. Попробуйте наши типы "для зарядочувствительных усилителей" - КП303Г, КП307Ж. Я такие не пробовал, просто есть некие соображения. Лучше всего, конечно, будут LSK489. А вообще-то, я к этому и подводил - максимально "обесшумить" каскад на ОУ, чтобы червь сомнений не грыз - а что там шумит, ОУ или ПТ? И чтобы основной проблемой, в смысле шумов, был только ПТ-каскад. А как опыт высокоомные/низкоомные цепи ООС для 5534, насколько значительна разница? Кстати, в фирменной схеме стояли именно 5534?

Просматривается: OPA1602, OPA1611/1612, OPA1662, OPA209/2209, OPA211/2211, TLE2027, отчасти OPA227/2227. Кроме того, можно выбросить инвертор и сделать балансный, но несимметричный выход - impedance balance по-ихнему. Как это делается? Просто, продублируйте выходную развязывающую RC-, или RCR-, или RLCR-, или какая_там_она_у_вас -цепочку, только её "начало" подключите не на выход схемы, а на землю. Её "конец" - на 3 пин XLR или ring джека. Импедансы горячего и холодного выходов будут сбалансированы, т.е. последующий девайс (мик. преамп) нивелирует помехи, наведенные на кабель. При этом уровень упадёт в 2 раза, но если это проблема, то его можно элементарно поднять, увеличив Кус первого ОУ с 4-х, до 8-ми. По такому принципу построены многие бестрансформаторные, даже очень дорогие микрофоны. И тогда можно будет запитать от фантома если и не 797, то почти любой самый малошумящий ОУ, например MAX9632. НЕХ, спасибо за статью!

ОК. Дальше сделайте так. В схеме #48 оптимизируйте первый каскад - резисторы поставьте, скажем, 300 и 100 Ом или даже 100 и 33 (Кус=4). Его вход заземлите (по пер. току) без этого R 1 кОм - напрямую. Инвертор оставьте старый - 2 х 10 кОм. Cold (пин 3) вашего преампа заземлите. На hot (пин 2) попеременно подключайте выходы первого и второго ОУ. Разница в шуме должна быть большой. Но ОУ должны быть малошумящими (те же AD797), иначе смысла нет, т.к. нормальный микрофонный преамп обычно имеет приведённый ко входу шум 0,5...1 нВ/^Гц или чуть больше. А с МС3178 эффект будет сильно сглажен - 30 нВ и 38 нВ соответственно (2 дБ). Кстати, сравните этот шум с шумом преампа (около 1 нВ). Т.е 33178 имеет смысл применять только в том случае, если сигнал после ПТ имеет "рабочую" амплитуду, скажем 200-500 мВ или даже больше, при этом чувствительность мик. преампа выставлена минимальной, дальше понятно. Если же надо "слушать" очень небольшие сигналы, например, как с обычного микрофона при "дальнем" съёме, то чувств. выставляется большой, и поэтому шум 33178 будет тотально доминировать. Не написали, какая выставляется чувствительность мик. преампа, это важно.

Начните с конца, т.е. с микрофонного преампа. Какой он у вас, какую чувствительность вы выставляете на нём? Подключите пару резисторов по 10 кОм между земля-горячий (пины 1 и 2) и земля-холодный (пины 1 и 3). Послушайте шум. Далее закоротите эти резисторы, шум должен намного уменьшиться. Если это так, будем разбираться дальше, если не так, то ваш мик-пре малопригоден для работы с чувствительными источниками.

Речь не идёт о точном моделировании шумов. У вас большие пробелы на уровне понимания общей картины. Симулятор очень помогает разобраться во многих принципиальных моментах и безо всяких точных моделей . Например, возьмём ситуацию с последовательным резистором 1 кОм и вашим возражением, что, мол, R_вх намного больше (100 кОм). Возьмите модель идеального усилителя, поставьте на его вход "генератор сигнала---1 кОм---100 кОм на землю---этот усилитель". Посмотрите приведённое ко входу напряжение шума. Вы увидете, что 4 нВ/^Гц - это потолок даже для идеального случая. Т.е. вы просто ухудшили С/Ш на ровном месте. Кстати, в "Искусстве схемотехники" написано то же самое, правда, немножко по другому поводу: Вот, именно это вы и сделали - добавили шум в источник. Симулятор показывает это в один момент. Или ситуация с инвертором 2 х 10 кОм. Точно так же это моделируется на основе пары идеальных усилителей. Вот, один из возможных вариантов. Резистор на входе генерирует приведённое ко входу напряжение шума - примерно такое, какое наблюдается в некоей реальной схеме (шум резистора вычисляется по формуле для Джонсоновского шума или берётся из таблиц). Шум смотрим на выходах - ухудшение налицо. Или возьмём ситуацию с шумом тока в условиях больших импедансов ёмкостного характера (см. начало темы), а именно, с недооценкой его вклада, точнее даже, с полным игнорированием этого аспекта. Всё это симулируется безо всяких моделей ОУ и ПТ - точных или грубых. Ну, и необходимо внимательно читать апноуты и даташиты, с этим тоже есть проблемки. Когда разберётесь со всем этим, то окажется, что не нужно и никаких моделей - просто собираете по правилам необходимые элементы "в кучу". Я, например, не моделирую шумы микрофонного преампа, ибо незачем, я просто делаю его по правилам.

Я же говорил, что многое подразумевается. И выясняется потом и случайно. Сначала: После обсуждения: Та же история и с "полоса от долей Гц"--->"а мне не надо ИНЧ". Продолжайте шифроваться и дальше, тов. Штирлиц. Например, если первый каскад (Кус=4) имеет приведенное ко входу напр. шума 3 нВ/^Гц (довольно скромное значение), а второй сконфигурирован так, как на схеме (инвертор 2 х 10 кОм), то шум на выходе первого каскада будет 12 нВ/^Гц, а на вых. всей схемы 22,3 нВ/^Гц (это идеально, без учёта токовых шумов, а они на 10 кОм-ах создадут значительную прибавку). Ничем не мотивированное ухудшение С/Ш как минимум на 5 дБ (реально 6-8) по выходу cold. Вам точно надо такое "в 4 раза ниже"? А вообще-то, осваивайте симулятор, там это считается "на раз". При таком маленьком Кус (4) зачем вообще ставить конденсатор? Кус по пост. току будет тоже 4, напр. смещения AD797 всего 180 мкВ(!) макс. На выходе потенциал 1/2 Vcc уплывёт меньше, чем на 1 мВ. Да, даже если применить MC33178 с его смещением 4 мВ (макс), то это даст отклонение на выходе на 16 мВ от 1/2 Vcc - это что, проблема для усилителя звуковых частот?

Если вы снимаете сигнал балансно, т.е. и с выхода IC1B тоже, то основной шум всей схемы генерирует именно этот каскад, т.к. его обвязка очень высокоомна. Как я сразу не обратил на это внимание...

Ну, почему сразу "тупые". Думаю, что им хватило и того, что получилось в итоге. Мы же ведём речь о макс. использовании потенциала ОУ и ПТ, а не о том, чего достаточно в практической работе с этими вашими гидрофонами. Это очень специфическая область, и я не знаю, чего там достаточно, а чего мало. А спрашивать про "тупые /не тупые" предлагаю не у меня, а у авторв даташитов, апноутов и т.п. Analog Devices. Или у Jung-а, автора отличной книги про ОУ тех же Analog Devices "Op Amp Applications Handbook". Там всё расписано подробнейшим образом. А на счёт именитости, так я такого насмотрелся, обслуживая студийную технику, включая самую престижную и дорогую. Я ничему не удивляюсь.

Раз так, то получается, что шумы ОУ и /или его цепей ООС намного больше шумов ПТ. Я бы уточнил своё предложение (на тему корочения 1 кОм-а) "А если в составе всей схемы, то, скорее всего, ПТ - преобладающий источник шума" и написал бы так: "...то либо шумы ПТ значительны, либо цепь ООС шумит, либо то и другое разом". Есть и четвёртый вариант - фейковый 797, а таких валом. Должно быть так. 797 с самыми малыми R в ООС, ненв. вход заземлён по переменке. Включаем только 1 кОм на вход (второй его конец на сигн. землю) - шум значительно возрастает. Включаем только каскад на ПТ - шум тоже возрастает, а насколько именно, зависит от построения этого каскада - ток стока, величина R в стоке и истоке и т.п. От этого и пляшите. И имейте ввиду, что раз у вас такой малый Кус этого каскада на 797, то каскад, стоящий дальше, должен быть практически таким же малошумящим, чтобы не убить все старания своим шумом. Это, кстати, версия №5. Т.е. даже каскад на таких ОУ, как 5534, 4580 и т.п. ухудшит результат.

Нет, неправильно помните. Вх. сопр. ОУ в данном случае не имеет значения (вы, видимо, намекаете на несущественный делитель сигнала R7/R13). В данном случае вы просто включили последовательно с источником сигнала R7, который является источником теплового шума. Меньше этих 4 нВ/^Гц уже не получится. Если проверялся отдельно каскад на ОУ, то это свидетельствует о наличии проблем в другом месте. А если в составе всей схемы, то, скорее всего, ПТ - преобладающий источник шума.

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

Совет очевиден: если устраивает линейность без-ОС-ной схемы, то и продолжайте делать "тупо". Сигнал с датчика у вас небольшой (писали про 200-400 мВ), самые низкие частоты и тем более ИНЧ вам не нужны, так зачем заморачиваться с профессиональной высоколинейной схемой? Это говорит не о том, что шум определяется ОУ, а не ПТ (должно быть наоборот), а о каком-то просчёте. Например, высокоомные цепи ООС в ОУ или что-то в этом роде. А тут вы утверждаете прямо противоположное. Если практически нет разницы между 797 и 33178, то значит шум определяется таки ПТ.

Конфигурация с дифусилителем шумит примерно на 3 дБ больше. Зато, схема получается проще, "компонентонезависимей", стабильней. Впрочем, можете найти готовую или придумать свою схему на одиночном ПТ + ОУ. Общая ООС заводится в исток, это основное требование для сохранения линейности на прежнем уровне. Кус по постоянному току должен быть = 1, иначе резко ухудшится стабильность вых. потенциала и его t* дрейф. Я когда-то пробовал делать подобное - секс тот ещё.

Посмотрел в симуляторе зависимость шумов от R_вх. При его уменьшении шум на ИНЧ действительно уменьшается, но увеличивается f, с которой начинается рост шума (вниз по частоте), что означает увеличение шума на СЧ. Такие вот качели. Думаю, в вашем случае это будет даже хуже. А НЧ/ИНЧ-шум можно отфильтровать уже на выходе. Нет смысла экспериментировать.

Круто в том смысле, что эта пара имеет хорошее и редкое сочетание параметров: малый шум, малые ёмкости, средняя крутизна, большое макс. напряжение, малый ток утечки, низкая частота среза фликкер-шума. Но самое главное - это парность, что даёт малое нап. смещения, малый температурный дрейф, большой КОСС и т.п. Что именно улучшится (и улучшится ли) при применении этой пары, сказать трудно, т.к. многое неизвестно, начиная с параметров датчика. Скорее всего, уменьшится шум на ИНЧ /НЧ, Но, как выяснилось, этот диапазон частот вас не сильно интересует. В любом случае, с таким источником сигнала шум будет минимально возможным. Правда, это преимущество может выражаться как в улучшении С/Ш на несколько дБ, так и всего на доли дБ. Парность для вашей схемы не важна. В общем, попробовать применить, конечно, можно, но ответа в стиле "надо брать" не будет. Я вот что подумал. Т.к. вас не интересует ИНЧ, то можно ограничить полосу снизу. Уменьшать С на входе нельзя, т.к. шум останется практически тем же. Но можно уменьшить R_вх. Ёмкостный характер импеданса датчика позволяет это сделать. При этом, ПТ-диоды скорее всего не понадобяться. Просто, резистор смещения разбивается на две равные части и туда заводится следящая связь. Я бы начинал с пары 2 х 10 МОм (ориентируюсь на С_датчика в несколько нФ, как вы написали. Реактивное R 1 нФ на 100 Гц = 1,6 МОм). Вот эта мера может сильно повлиять на С/Ш. Если попробуете, отпишитесь, самому интересно стало.

Многие выводы сделаны исходя из того, что Ку = 1, хотя это только частный случай, когда регулятор Gain стоит в положение "0 дБ", а вообщ-то Ку преампа переключаемый - от 0 дБ до +50 дБ. В самом начале я написал, что для простоты регулятор Gain отключен.Во-первых, имелся ввиду Кус=1 по постоянному току, что минимизирует влияние напр. смещения и его дрефа на состояние выхода этого гибридного ОУ. Просто, знание этого факта помогает ответить на вопрос "необходимо ли подбирать ПТ в пары". Нет, не надо, т.к. это не УПТ, повторю в какой-то там раз. Во-вторых, посмотрите, куда включён С2. Не на выход, где величина вых. сигнала действительно будет зависеть от текущего Кус (по переменному току), а на инв. вход - затвор Т4. Почитайте про принцип работы ОУ - ОУ посредством цепи ООС уравнивает напряжения на своих входах (правило №1 в "Искусстве схемотехники"). Иначе говоря, напряжение на затв. Т4 повторяет входное (затвор Т3), каким бы ни был Кус. Так вот, из этой относительно низкоомной точки и берётся сигнал для организации следящей связи.