Jump to content

    

Tuvalu

Участник
  • Content Count

    190
  • Joined

  • Last visited

Everything posted by Tuvalu


  1. 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.
  2. 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.
  3. 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?
  4. 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!
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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?
  9. 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...
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. Не вижу никакой связи с цитатой из моего поста про разброс с вашим ответом, что, мол, не заработало, хоть и из одной партии. BF862 имеет на порядок больший ток (утечки) затвора, это и могло стать причиной, т.к. цепи затвора ГОм-ные. И вообще, разброс параметорв в такой схеме не играет никакой роли, это же не УПТ, да и Кус=1. Видимо, в микрофонах требования выше, поэтому и сейчас делают, как я написал. Любая грязь, влага и т.п., которые так любят накапливаться в/на стеклотекстолите, проявляются как шорохи, кипение, прострелы и т.п. И ни разу не встречал керамических конденсаторов в буржуйских микрофонах, даже в самых дешёвых. А схемы относительно дешёвых миков делают целиком на пп, есть такое дело.
  20. Вы неправильно поняли, про ПТ с малым разбросом мы с Jurenja писали в том ключе, что с ними проще понять, какое напряжение на затворе Т3, а не в том смысле, что, мол, "надо подбирать". Конечно, подбирать незачем, т.к. Кус=1, а значит даже при большом разбросе на выходе будет не ровно 1/2 питания, а, скажем, несколько десятков мВ туда-сюда, что совершенно фиолетово. Между прочим, в одной партии (в одной ленте) разброс по Vgsoff и Idss очень небольшой, обычно он укладывается в 3-5%; может, мне просто везло. Вы, кстати, так и не ответили, зачем вам надо мерить это напряжение на затворе. В конденсаторныж микрофонах применяют фторопластовые и полистирольные конденсаторы. Т.е. в таких цепях важна крайне малая утечка. В советских миках иногда ставили и керамику, а какие именно типы, не помню. А ещё в подобных приборах существуют особые требования к монтажу высокоомных цепей - вариации на тему навесного монтажа - стойки с фторопластовыми изоляторами, пайка просто в воздухе и т.п. Всё это хорошо описано в старых книгах про электрометрические усилители.
  21. Это зависит от величины обратного тока затвора ПТ дифкаскада. Для соответствующего ПТ где-то 5,5 В и будет, ну, может немного больше. Можете сделать так: на затвор Т3 подайте регулируемое напряжение смещения (V_reg) через низкоомный резистор, скажем, 1 кОм (ПТ-диоды выпаяйте). Подберите это напряжение таким, чтобы напряжение на истоках было тем же самым, что и в случае с высокоомными цепями смещения. Напряжение на затворе рабочей схемы = V_reg. Я только не пойму, зачем вам это надо знать практически? Кстати, если ПТ дифкаскада имеют небольшой разброс, то V_затвор(T3)=V_затвор(T4)
  22. Первый пример вообще не в тему - это преамп для микрофонов с их обычными импедансами 150 - 250 Ом, редко до 600 Ом. Сделана она не ради большого С/Ш (биполярные транзисторы на входе будут лучше где-то на 6дБ при прочих равных), а для получения некоего "ПТ-звука" - хай-эндные заморочки, одним словом. Кроме того, пара 2SK389 - чемпион по шумам в диапазоне Z примерно 1...100 кОм. Но посмотрите линию их шума - начиная со 100 кОм она начинает неуклонно ползти вверх, и эта прекрасная во всём остальном пара полностью сливает по шумам обычным ПТ, вроде их же 2SK30, 118, 184. А в сабже, ведь, речь идёт где-то о десятках-сотнях МОм. В таких схемах надо применять ПТ для Impedance Converter, Condenser Microphone Applications, High Impedance Signal Sources, ECM или что-то в этом роде. А LSK489 - это, конечно, круто, но малодоступно и дороговато. Да прекрасно делаются зарядочувствительные схемы только на ОУ. Вы все (почти все) почему-то зациклились на напряж. шумов. Смоделируйте в симуляторе схему, работающую от ёмкостного датчика. Вы увидете, что там эти "большие" 15 нВ/к_Гц OPA129-го будут вообще незаметны на фоне значительно бОльшего шума. ======= Через пару часов: Ну, не я же первым написал про "доли Гц". Если так, то надо обращать пристальное внимание и на плотность ш. напряжения. И не мешало бы ограничить полосу снизу, иначе на фоне полезного сигнала будет проявляться сильный фликкер (колебания уровня, "кипение" и т.п.) - импеданс-то датчтка растёт, как раз, с понижением частоты. А какие, кстати, типичные уровни с вашего датчика, может, в этом случае и не так важна борьба за малые шумы? А какая разница, ОУ или не-ОУ? Смысл в том, чтобы обеспечить одинаковый сигнал на обоих выводах того элемента, импеданс которого вы собираетесь виртуально увеличить. В данном случае, на ПТ-диодах с одной стороны приложен вх. сигнал, с другой - практически тот же самый входной, только буферизированый (ОУ-повторитель). В этом случае ток практически не течёт, что и есть признак бесконечно большого сопротивления.
  23. Во-первых, это на СЧ. На "долях герца", о которых вы упоминали, будет доминировать фликкер-шум. Посмотрите график шума ОУ - начиная от какой-то частоты линия спектральной плотности U_шума начинает подниматься вверх к НЧ-ИНЧ, т.е. чем меньше частота, тем больше шум. Это и есть проявление фликкер-шума. Но и это не основной фактор, определяющий С/Ш. Повторю, ток шума - вот на что надо обращать внимание. Посчитайте импеданс своего датчика на "долях герца". Умножьте на ток шума. Там будет идти речь о сотнях nV/√Hz, если не больше. Поэтому и надо применять приборы с крайне малым током затвора, такие, как OPA129 или подходящие дискретные ПТ, как сделано в сабже. Примерно то же самое вам написал и коллега one_eight_seven "напряжение отпирания 0,5 В" - это при каком токе? Посмотрите ВАХ-и диодов. При токе пА или даже долях пА, как в сабже, падение будет совсем маленьким. Режим дифкаскада вполне нормальный. Следящая обратная связь по переменному сигналу между выходом и цепью смещения входа. Очень сильно увеличивает входной импеданс: входное сопротивление увеличивается, входная емкость уменьшается. Да, именно так, я тоже писал об этом в https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1537293 версия №2 (для случая "если схема снята верно").
  24. Вход схемы - не вход ОУ, а ПТ-дифкаскад, поэтому напряж. шума, приведённое ко входу, буден не 4 нВ/к_Гц, а будет определяться BF861 - и оно немаленькое на ИНЧ/НЧ. Кроме того, данные по U_ш приведённых ПТ-ОУ не совсем то, что надо, т.к. при таких экстремально высоких импедансах источников сигнала начинает проявляться токовый шум. Кто занимался конденсаторными микрофонами, тот знает, что серьёзные конторы, вроде Neumann или AKG, на входе ставят не чемпионов по шумам, вроде 2SK170 (1 нВ/к_Гц) [хотя некоторые молодые-зелёные производители их иногда и ставят], а ПТ с малыми ёмкостями переходов и малым током затвора, что означает малый ток шума. Кроме того, миним. К_шума достигается уже не при Id=Idss, как в "обычной жизни", а при значительно меньшем токе стока. Так что, не так всё просто при работе с такими импедансами. Про "почему не ПТ-ОУ?". Видимо, обычные ПТ-ОУ не подошли по шумам, а OPA129 и им подобные Ultra-low bias current ОУ дороги или очень дороги. Кстати, ещё неизвестно, сколько лет схеме, возможно, ей сто лет в обед; это сейчас номенклатура подходящих доступных ОУ шире. Может, ещё были какие-то резоны. Короче, влазить в мозги разработчика "почему так, а не иначе" - дело гиблое и непродуктивное.
  25. 1) ПТ в качестве диодов имеют крайне малую утечку (в одном буржуйском учебнике, кажется у Х.Х., написано, что "сверхмалоутечечные" диоды есть ничто иное, как переход затвор-канал). Обычно именно такое включение повсеместно применяется для защиты высокоомных входов. Поэтому, мне кажется, что они должны быть включены между затворами. А то, что схема работает и так, то это вполне возможно. Например, в электретных микрофонах диоды иногда используют в роли сопротивления утечки. В данном случае, получилось последовательное включение 1 ГОм+r_диода. Схема снята не совсем корректно - первая версия. 2) Прямо противоположная версия. С2 - это следящая связь с выхода в точку соединения R2 с Т1,2 для повышения импеданса цепей смещения дифкаскада. Тогда такое включение ПТ-диодов Т1,2 оправдано. Но что это за такой датчик, которому маловато сопротивление ПТ-диодов? Думаю, тут имеет место сочетание малой ёмкости датчика и очень низких частот - т.е. громадный импеданс источника сигнала. Какой-то гидрофон, или сейсмограф, или что-то в этом роде?