Перейти к содержанию
Поиск
    

Tuvalu

Участник
 Профиль  Обзор контента

  • Постов

    198

  • Зарегистрирован

  • Посещение

 Тип контента 

Сообщения, опубликованные Tuvalu

  1. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    14 часов назад, patron сказал:

    Кстати, где-то читал, что для получения наилучшего с/ш входной полевик надо ставить в усилительный режим (не повторитель) с коэфф. усиления порядка 10. 

    Не существует какого-либо определённого оптимального значения или диапазона значений Кус первого каскада. Зависит от многих факторов.

    1) Если привед. ко входу напряж. шума ПТ значительное, а у ОУ 2-го каскада существенно меньше, то ПТ можно включать хоть повторителем. Яркий пример - профессиональные конденсаторные микрофоны, подавляющее число типов которых содержит просто ПТ-повторитель. Логика в этом имеется, т.к. шум используемых типов ПТ (for impedance converters или т.п. применений) намного больше такового в мик-преампах /микшерах, даже недорогих. Например, в старых Берингерах применялись 2SB737, а у них шум 0,55 нВ/^Гц.

     

    2) В вашем случае по экономическим соображениям второй каскад лучше собрать не на супер-малошумящих (и дорогих) ОУ, вроде AD797, OPA211 и т.п., а на дешёвом, и при этом хорошем NE5534 (3,5 нВ). Поэтому, для того, чтобы его шум сильно не влиял на конечный результат, Кус первого каскада желательно сделать... около 10, где-то.

     

    Прикидочный расчёт для мин. Кус простой. Приведите шум ОУ ко входу всей схемы (разделите его на Кус  первого каскада). Далее, посчитайте ср. квадр. сумму шума - извлеките корень из суммы квадратов шума ОУ и шума вх. каскада. Посмотрите, насколько общий шум больше шума только 1-го каскада. Если устроит, то ОК, если плохо, то увеличивайте Кус или применяйте менее шумящий ОУ. Скажем так, 1-2 дБ разницы - это нормально, ухо плохо различает такую разницу. В симуляторе всё это делается на раз. Главное, чтобы модели в части шума были достоверными, а то часто они слишком оптимистичны. Но их легко править. Да, хоть последовательным резистором, как на моей последней схеме.

     

    3) В случае каскодной схемы всё получается "автоматом", так сказать. Просто, выбирайте малошумящий БТ для низкоомных источников (с небольшим распределённым r базы и задавайте ток коллектора от 0,5 до 2 мА. Типы найдёте в схемах микрофонных преампов. Некоторые типы подобных тр-ров я, вроде, уже озвучивал в этой теме). Иначе говоря, подобный БТ в такой конфигурации  не будет ограничивающим С/Ш фактором.

    Другое дело, что надо что-то делать с шумом резистора (1 кОм) в истоке, ведь это целых 4 нВ/^Гц. Чтобы минимизировать избыточный шум ПТ-части схемы, придётся смириться с большим Кус схемы с заземлённым по переменному току истоком. Либо, применять схемы с глубокой ООС, которые с намного меньшими сопротивлениями резисторов ООС обеспечат желаемый Кус с существенно меньшим КНИ. Но тут упираемся в потребление, что для стандартного фантомного питания является узким местом, поэтому всё это выливается в весьма нетривиальную задачу. Короче, искусство схемотехники.

     

    14 часов назад, patron сказал:

    У вас идеальные у-ли имеют Ку = 10 - это неслучайно ? 

    Просто, так наглядней - на 10 делить проще. Но и с точки зрения реальной схемотехники - это где-то так и выбирается. Ну, очень примерно...

     

  2. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    21.06.2020 в 12:00, patron сказал:

    Симулятор показывает суммарный уровень шумов на выходе и тут вопрос : чтобы получить уровень шума, приведённый ко входу, этот уровень надо делить на суммарный коэффициент усиления или его надо будет ещё и поделить на 4 (по числу полевиков), чтоб иметь уровень шума, приведённый ко входу одного транзистора ?

    Вот, симуляция в МК-12 шума для одного, 2-х и 4-х датчиков/усилителей. Там найдёте ответы на эти и другие подобные вопросы по теме.

    Пояснения: усилители и сумматоры идеальные - т.е. бесшумные. Для того, чтобы "привязаться" к горизонтальной линии белого (теплового) шума некоего реального усилителя, включены резисторы на входе, они эмулируют шум типовых JFET-ов.

    Верхний график - приведённое ко входу напряж. шума, нижний - шум на выходе, размерность нВ/^Гц.

    Обратите внимание: с ростом кол-ва датчиков (n) шум на выходе растёт (в корень из n), а приведённое ко входу - уменьшается (тоже в корень из n).

    Итак, выигрыш при включении n-датчиков безусловно есть - уровень на выходе повышается в n-раз, а шум - только в корень из n. Каждое удвоение кол-ва n (напрмер, с 10 до 20) даёт теоретический прирост С/Ш всего на 3 дБ.

     

    Ещё раз призываю симулировать на качественном уровне (с помощью идеальных моделей). Множество вопросов отпадёт само собой.

     

     

    21.06.2020 в 12:00, patron сказал:

    Если резисторы в истоках не шунтировать ёмкостями, то суммарное усиление едва превышает 2, что неоптимально с точки зрения шумов, но по допустимым искажениям - не хуже 1% и позволяет пропустить до 50 мВ вх. сигнала.

    Если шунтировать резисторы в истоках, то суммарное усиление подскакивает до 40 и по искажениям не более 1% на вход нельзя подавать более 10 мВ сигнала, что тоже не есть good с точки зрения перегрузочной способности.

    Если, действительно, Кус=2 мало, а 40 - много, то подключите конденсаторы через добавочные резисторы, и получите что-то среднее по Кус и линейности. Кстати, для снижения искажений можно применить ус. каскад по схеме JFET + p-n-p с ООС.

     

     

    Sum_Noise_sch.png.789592342ec3a3f741d954757513251c.png

     

    Sum_Noise.thumb.png.707d682e63ffeaf6259e19f14326d6d6.png

     

  3. Опубликовано · Пожаловаться

    7 часов назад, patron сказал:

    Аааа - меня тогда смутила фраза "..Истоки объединить и через конденсатор подключить на инв. вход..."  - очевидно очепятка.

    Спасибо, надо посимить.

    Точно, опечатка! Тупая, бессмысленная и беспощадная. Бывает...

  4. Опубликовано · Пожаловаться

    27 минут назад, dimka76 сказал:

    Чтобы не городить источник отрицательного напряжения V4, можно в истоки J1..J3 поставить резисторы, а затворы притянуть к общему.

    Я же написал про это, притом, 2 раза. Вот, последний раз:

    Цитата

    V4 не обязателен, можно в истоки включить зашунтированные конденсаторами резисторы. А при двухполярном питании вообще всё получается просто и логично без этих RC.

     

  5. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Вот:

     

    OpAmp_Adder.png

     

    V4 - задаётся необходимое смещение ПТ. Напомню, мин. шума с такими высокоомными датчиками будет не как в "обычных схемах" - не при токе стока = начальному (т.е. при смещении = 0 В), а при токе, в пару-тройку раз меньшем (можно подобрать по минимуму шума, впрочем, этот минимум очень слабо выражен). V4 не обязателен, можно в истоки включить зашунтированные конденсаторами резисторы. А при двухполярном питании вообще всё получается просто и логично без этих RC.

    ------

    R4 подбирается так, чтобы на истоках было где-то вольт 5 для ПТ с отсечкой до 3...4 В.

    ------

    Для нормальной поляризации C5 напряжение V5 должно быть бОльшим, чем на истоках. Для получения макс. размаха сигнала на выходе, напряжение этого V5 можно уточнить по критерию симметр. ограничения. Это напряжение совершенно не обязательно формировать таким образом, достаточно делителя средней точки или какого-то источника опорного напряж (стабилитрон, светодиоды и т.п.).

    ------

    R6 выбирается по необходимому К_преобразования I/V, по-простому - по Кус сигналов датчиков. 300 Ом - это примерно для Кус=1 (для встроенной в МК модели этого ПТ). Исходя из требований минимизации шума, этот Кус лучше установить не менее 5..10 раз, может, даже больше (R6 2...3...5... кОм. Зависит от крутизны и режимов ПТ).

    ------

    ОУ должен быть с БТ-входом, т.к. он в такой схеме меньше шумит. Можно применять разные ОУ, начиная от 5534, 833... и до упора ($$).

    -----

    R6 нужно зашунтировать конденсатором для ограничения полосы сверху. Иногда, для стабильности.

  6. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    В 10.06.2020 в 08:23, patron сказал:

    Интересно.... - только недавно видел где-то подобную схему. Это что - какая-то классика из букварей ? Почему-то не помню, чтоб у T&S или аналогичных встречал. Или уже хорошо забыл 

    Обычный каскод ОИ-ОБ. Особенно часто применяется в составе дифкаскадов в ОУ, в частности, в дискретных ОУ. См. схемы винил-корректоров, я вам как-то давал ссылку на книжку "Техника выс. кач. звуковоспроизведения", там схемы Sansui и Yamaha. Отдельно тоже встречается, например, в некоторых усилителях мощности.

    В данном случае используется свойство низкого r_вх каскада ОБ, т.е. эмиттер - это хорошая суммирующая точка для токов стоков.

     

    23 часа назад, patron сказал:

    2 TUVALU :  Не совсем понял второй вариант - с ОУ, если не трудно пожалуйста изобразите, как это будет выглядеть - спасибо.

     

    Ок, нарисую, выложу.

  7. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Можно суммировать токи СТОКОВ. Простой вариант на кртинке: каскодная схема, JFET-ы - преобразователи V/I, эмиттер является суммирующей (токи) низкоомной точкой. Номиналы подбирайте по необходимому току, кол-ву входов и т.д.

    V1 и V5 - источники смещения, показаны для простоты. Смещение ПТ можно организовать резисторами в истоках, их обязательно зашунтировать конденсаторами (минимизация шумов). Смещение БТ организуется любым удобным способом фиксацией потенциала базы - как по постоянному, так и по переменному току. Короче, типовая каскодная схема.

     

     Вместо БТ можно применить ОУ - инверт. включение, но без входного резистора. Истоки объединить и через конденсатор подключить на инв. вход. R в ООС определяет коэф. обратного преобразования I/V.

     

     По шумам обе схемы будут оптимальны /идеальны (для вашей задачи, по крайней мере).

     

    adder.png

  9. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    15 hours ago, patron said:

    Основной недостаток "голого" повторителя на ПТ (а тем более каскада усиления со съёмом со стока) - слабая перегрузочная способность, начинают значительно искажать уже на десятках мВ вх. сигнала.

    Без указания R_нагрузки и рабочего тока (I_стока) - это абсолютно бессмысленная фраза. Если R_нагрузки существенно больше R_стока, то без видимых искажений двойной размах может достигать почти напряжения питания. А если сдуру нагрузить повторитель на 100 Ом (например, как в идее тремя постами выше - суммирование в ОУ через 100-Омные R), то тут кто угодно начнёт искажать.

     

    Про новую схему. Намного лучше такой повторитель: https://www.rmmedia.ru/threads/111592/page-8#post-2137245

    Шум определяется исключительно первым ПТ, искажения мизерные. Благодаря слежению (плавающий ПТ), сильно подавлена девиация напряжений З-И и З-С, что практически полностью нивелирует пагубное влияние ёмкостей ПТ. Выходное сопротивление - Омы.

    Это схема конденсаторного микрофона. Лишнее (цепи поляризации, фантом, балансный выход) легко убирается. Описание принципа построения - по ссылке.

    JFET-Follower.png

     

    Quote

    В этой схеме входной JFET питается недостаточным напряжением - ему надо не 0.7 Вольт, а 2..3 Вольта.

    В принципе, не смертельно. Просто ПТ будет работать в триодном режиме и вся схема как-то функционировать будет. На Вегалабе есть целая тема про пред для электретного микрофона, так там ПТ работает, как раз, в таком же режиме. Точный вердикт по шумам, искажениям и т.д. можно вынести после симуляции, навскидку оценить трудно. С другой стороны, в этой схеме такое включение ПТ не имеет никаких видимых преимуществ, так что возникает вопрос "а стоит ли заморачиваться?"

    В известной книжке Милехина "Радиотехнические схемы на ПТ" есть очень похожая схема (рис. 14 в), только последовательно с эмиттером включён резистор. Понятно, для чего.

     

    ПС. НЕХ, а можете подробней пояснить работу Вашей схемы?

  10. Опубликовано · Пожаловаться

    18 hours ago, patron said:

    Сейчас озадачился вопросом - как ссумировать 2 синфазных сигнала от двух сенсоров с повторителями на ПТ на выходе так, чтобы не потерять в шумах.

    Проще всего - это объединить истоки, сигнал снимать с общего истокового резистора.

  13. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Здравствуйте!

    В терморасчётах не разбираюсь, поэтому, возможно, вопросы сформулированы не совсем корректно.

    Есть пара транзисторов на одном кристалле, один - нагреватель, второй - датчик тепла. На нагреватель подаётся сумма из медленно меняющегося (тау - секунды) управляющего напряжения и наложенного на него паразитного напряжения примерно 20 Гц.

    Вопросы: каков порядок эквивалентного ФНЧ нагреватель-датчик? Какова примерно частота среза этого ФНЧ для популярных сборок в so-14 (soic) типа CA3046 и т.п.? Как прикинуть /расчитать степень подавления паразитного сигнала?

    Те же вопросы про два отдельных транзистора, скреплённых между собой для обеспечения тепловой связи. Кроме увеличения тау, порядок фильтра не поменяется?

    На всякий случай, я пользуюсь Микрокапом.

    Что из доступного можно почитать по теме?

  14. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    9 hours ago, patron said:

    Что касается входного конденсатора номиналом 1 нФ при ёмкости сенсора 2,7 нФ - так я пробовал играться его номиналом на макете c другой схемой : в области от 20 Гц и выше я не услышал никакого улучшения по шумам при его увеличении выше 1 нФ. Что в общем-то подтверждается в LTSpice

     

    Вы, видимо, чего-то не учли. Проверьте для начала, не врёт ли ЛТспайс (я в это абсолютно не верю). Я его не очень хорошо знаю, поэтому делайте эту лабораторную работу сами:

    1) Подставьте идеальный усилитель: "источник сигнала-->2,7 нФ сенсор-->1...100 нФ-->R смещения 1ГОм-->идеальный усилитель". Не знаю, как лтспайс, но микрокап ругается на последовательное соединение двух С. Поэтому, я между ними включаю R 100 ГОм на общий. Посмотрите, как меняется шум от ёмкости разделительного С.

    2) Поставьте последовательно с этим С резистор 200 Ом - это эквивалент теплового шума (1,8 нВ/^Гц) хорошего JFET-а с небольшими ёмкостями (именно такие подходят для ёмкостных датчиков). Оцените выигрыш 1 нФ/100 нФ.

    3) Т.к. в этих экспериментах не учитывается фликкер-шум ПТ, то... Если сделаете два первых пункта и покажете результаты, расскажу, что делать дальше.

  15. Опубликовано · Пожаловаться

    6 hours ago, patron said:

    А вот симулятор показывает, что при увеличении С3 больше 1 нФ шумы выше 10 Гц практически не меняются, уменьшаются только в области долей герца

    Микрокап-12:

    С3 1нФ-->100нФ: 10 Гц - 30--->90нВ/^Гц - выигрыш почти 10 дБ; 100Гц - 8--->12,5нВ/^Гц

    10 нФ чуть-чуть хуже, но именно чуть-чуть.

    Ну, и С8 (1 нФ) просто понижает уровень на входе, т.е. ухудшает С/Ш. Немножко.

    Цепь ООС какая-то слишком избыточна, точно сняли схему?

  16. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    On 2/22/2020 at 8:53 AM, patron said:

    C8 остаётся включенным между затворами J1 и J2

    Если его уменьшить хотя бы до 100 пФ, то шум немного уменьшится. Но ещё больше он уменьшится, если увеличить С3. Для датчика с С=2,7 нФ его ёмкость слишком мала.

  18. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    7 hours ago, patron said:
    22 hours ago, Tuvalu said:

    Затворы J3, J4 - это инв. и неинв. входы составного ОУ. Вы их соединили вместе через С8. И как оно после этого может работать?

    На данной схеме закорочены J1, J2 т.к. иначе у симулятора крыша ехала.

    При чём здесь ваш симулятор, вопрос же был не про проблемы симулирования? Разместите реальную схему, а не ту, с которой "соглашается работать" ваш симулятор.

  20. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Quote

    Фликкер-шум резистора, установленного на входе, и шумы тока на входе малошумящего предусилителя
    суммируются и определяют уровень низкочастотного шума, создаваемого этим резистором. Следовательно,
    резистор меньшего номинала будет производить меньше шума. Однако более низкое сопротивление требует
    большей емкости конденсатора для обеспечения требуемой частоты среза ФВЧ.

    Неужели само-собой подразумевается, что на входе преампа имеется сколь-нибудь значимое постоянное напряжение? Вообще-то, фликкер-шум резистора образуется от протекания по нему тока (нормируется в мкв на Вольт приложенного напряжения. R без разницы). И резистор меньшего номинала (того же типа) будет иметь фликкер точно такой же.

    Видимо, имеется ввиду тепловой шум - тот, который зависит от R и t*. А шумовой ток устлителя, таки да, зависит от R.

    Может, криво перевели?

  22. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Я не понял, зачем привязывть фоторезистор (ФР) к шинам питания? ФР можно включить в ООС ОУ по инвертирующей схеме - это будет хороший источник тока. Помехозащищённость хорошая, т.к. относительно внешнего мира оба терминала (инв. вх. и вых ОУ) низкоомны. С выхода этого ОУ снимайте ваш сигнал. При соответствующем выборе ОУ будет он и прецизионным, и малошумящим - как заказывали.

    А без ФР никак нельзя обойтись? Они же медленные (инерционные) как улитка - отсюда такая маленькая дельта R (200/198 кОм) при вашей (относительно) большой скорости вращения. У них большая нестабильность (время, температура). Почему не поставить что-то другое, например, фотодиод? Можно даже пару для организации схемы термокомпенсации, если необходима таковая. Или ФР - это данность?

     

     

  24. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Не знаю, будут ли эти сведения полезными. Существуют т.н. обращённые диоды - это, по-сути, туннельные диоды, используемые в нетуннельном направлении, т.е. они имеют нулевое прямое падение напряж (ВАХ туннельного диода проходит через 0/0). Их "наших" - это ГИ401, АИ402, ГИ403 и др. Я на них делал сверхчувствительный пассивный детектор для ёмкостного детектора приближения (или близости? не помню уже, как правильно). Про эти диоды можно прочитать у ХиХ, 3-х томное издание 1993 г., III том, стр. 157. Также, Ф.Мейзда, "Электронные измерительные приборы", стр. 185, 186. Только там они называются "диоды Шоттки с очень низким изломом ВАХ". В даташитах они называются Back Diodes, Low Barrier Schottky Diodes, Zero Bias Detector Diodes и т.п. Типы BD1...BD7, BAT62 и др.

  25. Опубликовано · Изменено пользователем Tuvalu · Пожаловаться

    Я бы попробовал перед линейым стабом поставить транзисторный фильтр. Коллектор - вход, Эм - к линейнику, Б-К - резистор 5...10 кОм, конденсатор(ы) 100 мкФ - База-Общий. Подавление пульсаций на НЧ около 45-50 дБ, как будет на 320 кГц - не знаю. Падение при паре-тройке ОУ - меньше вольта. Если будет больше, можно уменьшить резистор, но при этом ухудшится подавление. Я такой фильтр применял в батарейном микроф. преампе (для выездной записи звука в рекламе/кино), там частота была около 35 кГц (MC33063). Но я ещё поставил дроссели до/после DC-DC.

    И да, конечно же, экраны - они у меня из жести были спаяны.

×
×
  • Создать...