Jump to content

    
Sign in to follow this  
spongebob

Малошумящий предусилитель

Recommended Posts

Всем привет!

 

Надо получить усиление в диапазоне 40-60 раз.

Входной сигнал на уровне 100 мкВ (может быть и менее).

Частота порядка 40-60 кГц.

Питание 5 В.

 

Как я понимаю, нужно что-то очень малошумящее. Далее сигнал будет усиливаться обычными ОУ.

Какой усилитель добавит минимум шумов в сигнал?

 

1. Однокаскадный с ОЭ?

2. Малошумящий ОУ?

3. Обычный ОУ?

 

Сигналы коммутируются с нескольких источников с помощью 4052.

Как лучше поступить?

 

1. Несколько предусилителей, а потом коммутатор?

2. Коммутатор, а потом один предусилитель?

 

Какого порядка может коммутировать сигналы коммутатор? Зависит от сопротивления нагрузки после него?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обычного хватает ОУ для этих уровней он и так малошумящий, Малошумящий ОУ будет конечно лучше. Определитесь с минимальным уровнем, доп. уровнем шума.

Все без проблем считается в кучке симуляторов типа MC, Spice, LTspice и тд.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Обычного хватает ОУ для этих уровней он и так малошумящий, Малошумящий ОУ будет конечно лучше. Определитесь с минимальным уровнем, доп. уровнем шума.

Так, я, наверное, сделал неправильный вывод о том, что, если шумит один транзистор, то ОУ, содержащий много транзисторов будет шуметь сильнее?

Пусть входной сигнал будет иметь амплитуду 30 мкВ.

Что за дополнительный уровень шума?

 

А простейший усилитель на транзисторе с ОЭ (резистор в эмиттере, в коллекторе и с коллектора на базу) будет сильнее шуметь и иметь менее стабильные характеристики?

Все без проблем считается в кучке симуляторов типа MC, Spice, LTspice и тд.

Пользую MC.

Понятно, что можно во входной сигнал замешать шум с помощью источника. Но можно ли как-то промоделировать "шумление" самого ОУ? Т. е., источник шума должен быть в нем самом...

Share this post


Link to post
Share on other sites
доп. в этом месте это имхо допустимый.

 

На что он влияет? На отношение сигнал/шум? Т. е., на способность отличить полезный сигнал от шума после нескольких каскадов усиления?

После усилителей будет стоять компаратор.

Как выбрать уровень шума?

Share this post


Link to post
Share on other sites
...

После усилителей будет стоять компаратор.

Как выбрать уровень шума?

Размах шума (peak-to-peak) на входе компаратора д.б. заметно меньше, чем величина гистерезиса компаратора.

имхо.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Размах шума (peak-to-peak) на входе компаратора д.б. заметно меньше, чем величина гистерезиса компаратора.

имхо.

 

Да, спасибо.

А как понять какой из выше перечисленных усилитель внесет меньшие шумы?

Как вообще прикинуть шумы, вносимые этими устройствами?

Share this post


Link to post
Share on other sites

открыть даташит на усилитель и посмотреть.

малошумящие ОУ с шумом ~ 1нВ/Гц^0.5 вполне доступны. (для сравнения 80 Ом ключа 4052 это 1.2нВ/Гц^0.5 шумов)

в полосе 60кГц это будет 250нВ среднеквадратичного шума, 1.5мкВ p-p. для сигнала в 100мкВ, компаратору такого С/Ш хватит,

только при условии что DC не надо и оно будет ФВЧ отрезано, так как малошумящие усилители обычно на очень низкой частоте себя не очень хорошо ведут, и температуры боятся. хотя сейчас и чопперы научились делать не сильно шумящие есть и с 5нВ/Гц^0.5

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
открыть даташит на усилитель и посмотреть.

малошумящие ОУ с шумом ~ 1нВ/Гц^0.5 вполне доступны. (для сравнения 80 Ом ключа 4052 это 1.2нВ/Гц^0.5 шумов)

в полосе 60кГц это будет 250нВ среднеквадратичного шума, 1.5мкВ p-p. для сигнала в 100мкВ, компаратору такого С/Ш хватит,

 

Если не сложно, поясните, пожалуйста, процедуру расчета.

Как Вы из 250 нВ среднеквадратичного шума получили 1.5 мкВ p-p (для какого вида шума)?

И где всетаки лучше поставить коммутатор, до предусилителей или после?

Share this post


Link to post
Share on other sites

p-p = +-3 сигмы, помжножил на 6.

а для какого шума это зависит от того, нужно постоянное напряжение или нет, если нет и НЧ шумы вместе с dc отрезать - считайте что шум белый.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
p-p = +-3 сигмы, помжножил на 6.

Прошу проверить правильность моих рассуждений.

Допустим, выбрали AD8092.

Для него среднеквадратичное значение шума 16 нВ/Гц^0.5.

Допустим, верхняя частота 60 кГц.

Т. е., для полосы 60 кГц среднеквадратичное значение шума 16 * 60000^0.5 = 3.9 мкВ.

Кажущийся полный размах шума ~ 6 среднеквадратических значений: 3.9 * 6 = 23.4 мкВ.

Для входного сигнала 100 мкВ, как я понимаю, это нормально, а для 20 мкВ - никуда не годится. Смотрим другой ОУ.

а для какого шума это зависит от того, нужно постоянное напряжение или нет, если нет и НЧ шумы вместе с dc отрезать - считайте что шум белый.

На входе разделительный конденсатор, постоянную составляющую убираем. Усилитель неинвертирующий, со смещением.

(для сравнения 80 Ом ключа 4052 это 1.2нВ/Гц^0.5 шумов)

В двух даташитах не нашел ничего подобного. Вы его вычислили?

А для резистора простого получается 4 * k * 298 * R * 60000 = 7.9*10^-14 В.

Share this post


Link to post
Share on other sites
корень где-то потеряли sqrt(4KTR), температурный шум 60 Ом == 1нВ / Гц ^ 0.5.

Я взял формулу отсюда.

Если считать по Вашей формуле, то как раз так и получается это значение для полосы 1 Гц. Т. е., для полосы частот надо домножить на sqrt(f).

 

Кстати, для ключа считать шумы как и для обычного резистора?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я взял формулу отсюда.

Если считать по Вашей формуле, то как раз так и получается это значение для полосы 1 Гц. Т. е., для полосы частот надо домножить на sqrt(f).

там написано про спектральную плотность мощности, которая есть квадрат напряжения.

 

Кстати, для ключа считать шумы как и для обычного резистора?

ну в основном пожалуй да, если питание аккуратное

производители на нормальные ключи ещё и PSRR иногда приводят. про 4052 не знаю.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
ну в основном пожалуй да, если питание аккуратное

производители на нормальные ключи ещё и PSRR иногда приводят. про 4052 не знаю.

 

Что вы имеете в виду про аккуратное питание? Запитывать ключ отрицательным и положительным напряжением как можно выше или хотябы положительным повыше?

Допустим, запитать тот же 4052 не +5 В, а +9 В, если входное +12 В?

Можно, кстати, запараллелить каналы. Мне надо четыре, а там восемь.

А что из ключей получше можете порекомендовать?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this