[spongebob 0]

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?

[Aner 1]

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.

[spongebob 0]

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...

[Jurenja 1]

Что за дополнительный уровень шума?

доп. в этом месте это имхо допустимый.

 

[spongebob 0]

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?

[Jurenja 1]

...

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.

 

[spongebob 0]

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?

[_pv 52]

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

 

[spongebob 0]

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?

[_pv 52]

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.

 

[spongebob 0]

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.

[_pv 52]

корень где-то потеряли sqrt(4KTR), температурный шум 60 Ом == 1нВ / Гц ^ 0.5.

 

[spongebob 0]

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?

[_pv 52]

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.

 

[spongebob 0]

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?