Jump to content

    
Sign in to follow this  
patron

Что скажут перцы по ОУ

Recommended Posts

Я делал "тупо" - просто полевик на входе как повторитель-преобразователь импеданса и далее классический неинв. у-ль на ОУ. Разумеется всё работает, но странным образом от типа полевика шумы вообще не зависели : можно было коротить на землю кандюком большой ёмкости вход ОУ - шум не уменьшался, что говорит, что в такой конфигурации шумы определяются не полевиком, а ОУ. Хотя в другой схеме с таким-же вх. каскадом на полевике и далее транзисторный у-ль - смена типа полевика на более продвинутый - напр. BFR31 - на BF861 давала заметное снижение шума, на слух минимум 2 - 2.5 дБ.

В схеме с ОУ использовал МС33178 : 8 nV / 0.3 pА Пробовал менять на LM6142 : 16 nV / 0.2 pA - заметно хуже. Лучше было только при замене на AD797 - 1 nV , но и то - скорее не по уровню шума, а по его спектру - 33178 имеют больше шума в средне-высокой части звукового диапазона.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я делал "тупо" - просто полевик на входе как повторитель-преобразователь импеданса и далее классический неинв. у-ль на ОУ.
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?

...но странным образом от типа полевика шумы вообще не зависели : можно было коротить на землю кандюком большой ёмкости вход ОУ - шум не уменьшался, что говорит, что в такой конфигурации шумы определяются не полевиком, а ОУ.
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.

Лучше было только при замене на AD797 - 1 nV , но и то - скорее не по уровню шума, а по его спектру - 33178 имеют больше шума в средне-высокой части звукового диапазона.
А тут вы утверждаете прямо противоположное. Если практически нет разницы между 797 и 33178, то значит шум определяется таки ПТ.
Edited by Tuvalu

Share this post


Link to post
Share on other sites
А тут вы утверждаете прямо противоположное. Если практически нет разницы между 797 и 33178, то значит шум определяется таки ПТ.

 

Никакого противоречия : если в конкретной схеме не входной ПТ, а каскад на ОУ определяет суммарный шум, то тот ОУ, кот. шипит больше ессно и будет слышен громче, независимо от того закорочен по переменке выход ПТ или нет.

 

Вот схема каскада, стоящего сразу за полевиком. Только резистор R8 = 3,3 kOm, т.о. усиление каскада порядка 4. Я не уверен, что пропорциональное уменьшение номиналов R6 и R8 раз в 10 радикально снизит шумы.

post-27103-1515750070_thumb.jpg

Edited by Astor

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот схема каскада, стоящего сразу за полевиком. Только резистор R8 = 3,3 kOm, т.о. усиление каскада порядка 4. Я не уверен, что пропорциональное уменьшение номиналов R6 и R8 раз в 10 радикально снизит шумы.
Лучше было только при замене на AD797 - 1 nV , но и то - скорее не по уровню шума, а по его спектру - 33178 имеют больше шума в средне-высокой части звукового диапазона.

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.

Edited by Tuvalu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я пробовал закорачивать R7 1 кОм - никакой разницы. Схема неинвертирующая, вх. сопротивление ОУ по + входу огромная и в данной схеме Rвх определяется резистором R13 = 100 кОм. Если я ещё правильно помню из букварей - вот если бы у-ль был инвертирующим и сигнал подавался на R6 = 1 кОм - тогда было бы плохо с шумами.

R6 поставил 1 кОм чтобы не использовать большой С11, но ради эксперимента попробую уменьшить R6 в 100 раз = 10 Ом, поставлю навесной C11 = 2200 мкФ и посмотрю разницу.

Edited by Astor

Share this post


Link to post
Share on other sites
Схема неинвертирующая, вх. сопротивление ОУ по + входу огромная и в данной схеме Rвх определяется резистором R13 = 100 кОм. Если я ещё правильно помню из букварей - вот если бы у-ль был инвертирующим и сигнал подавался на R6 = 1 кОм - тогда было бы плохо с шумами.
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.

Я пробовал закорачивать R7 1 кОм - никакой разницы.
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.
Edited by Tuvalu

Share this post


Link to post
Share on other sites
А если в составе всей схемы, то, скорее всего, ПТ - преобладающий источник шума.

Тогда почему шумы не падают при закоротке большим кандюком выхода ПТ на землю ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Тогда почему шумы не падают при закоротке большим кандюком выхода ПТ на землю ?

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.

Edited by Tuvalu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Кстати, все номиналы обвязки IC1A на схеме чуть выше (пост 48) взяты из преда гидрофона одной именитой амер. фирмы, только там на этом месте AD797A, так что "..Вы просто убили его малошумность своей "кОм-ной" схемотехникой. .." - получается что они тупые ?

Я действительно не стал мудрствовать лукаво и повторил 1:1 их каскад - т.е. ОУ 797 и все номиналы. Хотя Вы правы - из теории резисторы R6 и R8 должны быть возможно низкого номинала.

Я уже попробовал R6 = 10 Oм и R8 = 33 Ома : я бы не сказал, что произошла революция - шумы действительно снизились, но вряд-ли больше, чем на 1.5 дБ. Кстати ещё раз убедился, что закорачивание 1 кОм R7 вообще ничего даёт.

Фейковость 797 отпадает - получены из надёжного источника.

 

Пробовал вариант на 33178 - конечно шумят на 2 - 3 дб больше чем 797, но это было продиктовано тем. что 33178 едят гораздо меньше и сам пред можно запитать от фантома 48 В, который имеется в любом рекордере или микшере.

Edited by Astor

Share this post


Link to post
Share on other sites
Кстати, все номиналы обвязки IC1A на схеме чуть выше (пост 48) взяты из преда гидрофона одной именитой амер. фирмы, только там на этом месте AD797A, так что "..Вы просто убили его малошумность своей "кОм-ной" схемотехникой. .." - получается что они тупые ?
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.

Edited by Tuvalu

Share this post


Link to post
Share on other sites

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...

Share this post


Link to post
Share on other sites
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...

Эксперименты с 797 я делал с одиночной IС с несимм. выходом. На схеме с 33178 в посте 48 первый каскад имеет усиление 4, так что вклад инвертора в шумы в 4 раза ниже.

 

чего достаточно в практической работе с этими вашими гидрофонами. Это очень специфическая область, и я не знаю, чего там достаточно, а чего мало.

Динамического диапазона априори много никогда не бывает - бесплатные шумы никому не нужны.

Пред гидрофона с 797 питается от блока питания и по току потребления ничем не ограничен, а вот размеры печ. платы весьма скромные - что-то 15 мм в ширину и 80 мм в длину, а наворочено там много чего - и источник напряжения 1/2 питания на опере и какая-то балансировка тоже на опере и инвертор и 2 выходных у-ля мощности (симметричный выход) на рассыпухе и т.д. Почему они выбрали такие относительно большие номиналы резисторов ? Ну, по кр. мере если R6 выбрать 10 ом, то кандюк на землю будет нужен в тысячи мкФ - болванка.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я же говорил, что многое подразумевается. И выясняется потом и случайно.

Сначала:

Вот схема каскада, стоящего сразу за полевиком.
После обсуждения:
Эксперименты с 797 я делал с одиночной IС с несимм. выходом.
Та же история и с "полоса от долей Гц"--->"а мне не надо ИНЧ". Продолжайте шифроваться и дальше, тов. Штирлиц.

 

На схеме с 33178 в посте 48 первый каскад имеет усиление 4, так что вклад инвертора в шумы в 4 раза ниже.
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".

Почему они выбрали такие относительно большие номиналы резисторов ? Ну, по кр. мере если R6 выбрать 10 ом, то кандюк на землю будет нужен в тысячи мкФ - болванка.
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?
Edited by Tuvalu

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я же говорил, что многое подразумевается. И выясняется потом и случайно.

Сначала: Эксперименты с 797 я делал с одиночной IС с несимм. выходом.

Та же история и с "полоса от долей Гц"--->"а мне не надо ИНЧ".

Я думал и так понятно, что все варианты обыгрываются со входным преобразователем на ПТ.

Эксперименты с 797 я делал с одиночной IС - в отличие от сдвоенной 33178.

Про полосу снизу уже обсуждали : исходный фирменный пред "тянет" с единиц Гц, но мне ниже 20 Гц не нужно, поэтому в своих экспериментах я ставил разделительный кандюк после ПТ, ограничивающий полосу снизу а заодно и лишние шумы ниже 20 Гц.

Уменьшить резисторы в повторителе раз в 10 - 20 раз не проблема : уменьшу и померяю шумы. Пока что интуитивно сомневаюсь в " 6 - 8 дБ"

Использовал LTspice для анализа СВОИХ схем, но, как уже писал, - всвязи с убогим выбором моделей ОУ и ПТ в спайсе приходилось использовать им замену, имеющуюся в его либах - доверять такой замене не приходится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Использовал LTspice для анализа СВОИХ схем, но, как уже писал, - всвязи с убогим выбором моделей ОУ и ПТ в спайсе приходилось использовать им замену, имеющуюся в его либах - доверять такой замене не приходится.

Spice модель AD797 имеется на сайте производителя. Подключить ее в LTspice совсем несложно.

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