[damasking 0]

Добрый день rudy_b и Alexashka. Собрал схему на ad8656 2,7 nV и почувствовал что шумы уменьшились и стали примерно 50-60 семплов против max 4477 4-5 nV (минимум 60 семплов). На практике получил примерно тоже самое, что и в предоставленных ваших теоретических расчетах. Большое спасибо за помощь.

У Ad8656 все таки приличный фликер шум, поэтому думаю ad745 идеальный вариант если собирать на ОУ, так как его фликер шум почти как у ОУ с биполярами на входе.

 

 

 

 

Опыт показывает, что дискретный транзистор + опер дает заметно лучшие результаты, чем любой опер.

 

Но тут все проработано плохо, нужные параметры транзисторов, как правило, не заданы и часто можно нарваться на неожиданности, например использование мощного полевика вместо маломощного может сильно снизить шум.

 

Основное - это отбор полевиков - разброс по шуму - десяток раз. Плюс "правильное" "масштабирование" площади полевика - его емкость и емкость источника сигнала должны соответствовать (это уже мои домыслы).

 

Уровень шума все таки не удовлетворил. Необходимо его еще уменьшить поэтому прикупил полевики низкошумящие 2sk170 и bf862. думаю собрать примерно по такой схеме:

 

 

 

Думаю поставить какой нибудь Оу с примерно 1 nV.

Если какие нибудь соображения по этому поводу?

Изменено 2 августа, 2018 пользователем damasking

[iliusmaster 5]

https://sci-hub.tw/10.1109/TNS.2004.832308

 

Смотрите в сторону параллельного соединения транзисторов на входе.

 

 

[rudy_b 4]

Схема не оптимальная, по ссылке iliusmaster - более правильная.

1. Смещение на затворе равно 0. Тут полезно проснять зависимость крутизны от смещения затвора. Иногда оптимум шума получается при смещении 0.2-0.5 В. Но повторитель всяко даст больший шум,чем ОЭ(ОИ).

2. Каскод (сток полевика - эмиттер ОБ) - большая скорость + удобство стыковки с опером.

 

А вот дальше -там не совсем оптимально, но это уже не столь важно.

 

Для SK170 шум нормирован на 1 кГц, для bf862 - для 100 кГц.

 

Опыт показывает, что нужно проводить отбор в партиях SK170. Шум различается в несколько раз.

[damasking 0]

Схема не оптимальная, по ссылке iliusmaster - более правильная.

1. Смещение на затворе равно 0. Тут полезно проснять зависимость крутизны от смещения затвора. Иногда оптимум шума получается при смещении 0.2-0.5 В. Но повторитель всяко даст больший шум,чем ОЭ.

2. Каскод (сток полевика - эмиттер ОБ) - большая скорость + удобство стыковки с опером.

 

А вот дальше -там не совсем оптимально, но это уже не столь важно.

 

Для SK170 шум нормирован на 1 кГц, для bf862 - для 100 кГц.

 

Опыт показывает, что нужно проводить отбор в партиях SK170. Шум различается в несколько раз.

 

я ориентировался на этот источник

 

 

так же думаю попробовать собрать схему на рис 4, с одним и двумя полевиками https://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=49081, если автор статьи не хитрит в чем то то должен получиться не плохой вариант. Только останется проверить схему при высоких температурах.

Так же нашел интересные статьи

http://www.cordellaudio.com/JFETs/LSK489appnote.pdf

http://www.janascard.cz/PDF/Ultralownoiseh...eamplifiers.pdf

https://www.powerelectronictips.com/formida...forgotten-fets/

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN-6601.pdf.pdf

https://tf.nist.gov/general/pdf/821.pdf

https://sci-hub.tw/10.1109/81.855453

https://sci-hub.tw/10.1109/JSEN.2012.2186564

https://sci-hub.tw/10.1109/JSEN.2017.2759000

 

так же искал биполярные с маленьким шумом по напряжению и токовым шумом порядка сотни фА но ничего пока не нашел, их удобно было бы использовать по при больших температурах

Изменено 2 августа, 2018 пользователем damasking

[damasking 0]

На рассыпухе делал ЗЧУ на 2SK117 (на входе) и ОУ, с выхода ОУ на вход полевика ОС через параллельную RC цепь. Получилось очень неплохо по шумам, по искажениям не замерял, но симуляция давала хорошую оценку. И что самое главное - потребление всей схемы порядка 500мкА.

Не могли бы вы привести пример схемы и какой уровень искажений давала симуляция?

[SVNKz 3]

Имеется пассивный гидрофон и 30 м кабеля (две жилы в экране)...

Выводы о "достоинствах" электронных схем усилителей без учёта характеристик кабеля не имеют смысла. Необходимо иметь информацию о типе применяемого кабеля во всех подробностях из первоисточника от фирмы-производителя. Много значит взаимное расположение элементов макета и "топология" раскладки кабеля.

В любом случае наведённые помехи на кабель и его жилы, соответственно, будут и поэтому следует рассчитать необходимый уровень подавления этой помехи, что даст возможность определиться со схемотехникой входной цепи усилителя.

______________________________.rar

[patron 1]

Вопрос в общем-то по сабжу, но с другого бока : динамический диапазон зависит не только от уровня шума усилителя, но и от того - какой уровень сигнала даёт сенсор.

Весьма часто в гидрофонах в качестве сенсора используют кольца наподобие ферритовых. На керамику нанесено серебряное покрытие - на внешнюю и внутреннюю часть кольца. К этим покрытиям припаиваются выводы, идущие ко входу у-ля со вх. сопротивлением не менее 1 ГОм. Чем крупнее это кольцо - тем больше и выходной сигнал, но тут возникают ограничения : чем больше кольцо - тем ниже собственный резонанс такого сенсора, а значит и ограничение полосы частот сверху. Для одиночного кольца с внешним диаметром 18 мм, внутренним 12 мм и шириной 10 мм собственный резонанс лежит в области 40 - 60 кГц. В принципе это высококачественный керамический конденсатор с ёмкостью порядка 2.5 нФ.

Напрашивается вопрос - а нельзя ли не увеличивая размера колец увеличить уровень выхода путём сложения сигналов от нескольких колец, механически изолировав кольца друг от друга, чтобы не обрезать АЧХ сверху.

Что если взять не одно, а два кольца соосно и соединить их параллельно - увеличится ли при этом уровень выходного сигнала вдвое ? Вроде как нет - суммирования сигналов не будет. Но увеличится вдвое ёмкость и станет порядка 5 нФ, а значит уменьшится вдвое импеданс и соответственно несколько уменьшатся шумы усилителя, поскольку сенсор подключен ко входу у-ля параллельно и будет частотно-зависимо шунтировать вх. импеданс у-ля.

Это - если соединять кольца электрически параллельно. А если соединить последовательно ? Понятно, что общая ёмкость станет вдвое меньше, но вот будут ли при этом суммироваться сигналы - ведь фронт звуковой волны воздействует на внешнюю поверхность колец в одной и той-же фазе ? Или я в своих рассуждениях в чём-то ошибаюсь ?

 

Изменено 19 сентября, 2018 пользователем Astor

[Rst7 5]

Если Вы соедините кольца последовательно, то да, уровень сигнала возрастет. Но диаграмма направленности изменится - в первом приближении главный лепесток станет уже. Плюс там есть тонкости с дистанцией между осями - влияет на боковые лепестки.

 

Но имейте в виду, при последовательном соединении внешний электрод одного из колец будет ближе к воде - актуально, если изолирующее покрытие колец тонкое. Это лишняя емкость на землю, да еще и неизвестно, какие там токи текут по воде и какие будут помехи из-за наличия какого-то напряжения на обкладке конденсатора вода-изоляция-внешная_обкадка_кольца относительно схемной земли.

[mvm54 2]

Все антенны которые мне попадались, имели параллельное включение пьезоэлементов

(от нескольких штук типа вашего колечка, до сотни пьезоэлементов другой формы).

Параллельное соединение позволяет проще согласовывать работу на длинный кабель как на прием,

так и на передачу.

При соединении пьезоэлементов, надо соблюдать полярность.

 

[patron 1]

Если Вы соедините кольца последовательно, то да, уровень сигнала возрастет.

 

А почему - будет ли суммирование (пусть и неполное) ?

Изменено 21 сентября, 2018 пользователем Astor

[Rst7 5]

А почему - будет ли суммирование (пусть и неполное) ?

 

Почему что? Почему будет суммирование при последовательном соединении?

 

[patron 1]

Почему что? Почему будет суммирование при последовательном соединении?

 

Будет ли удвоение выхода (примерно) при соединении, как на картинке в сегодняшнем посте от 8:55

 

[Rst7 5]

Будет. Для плоско падающей волны.

[patron 1]

Будет. Для плоско падающей волны.

 

А какова будет трёхмерная диаграмма направленности такого гидрофона, если цилиндрический металлический корпус расположен соосно с этой группой колец как на эскизе ?

 

Изменено 21 сентября, 2018 пользователем Astor

[Rst7 5]

Ну очень примерно, для элемента высотой 10мм и частоты 50кГц (в воде)

 

 

Для двух элементов, высотой 10мм и расстоянием между центрами 13мм.

 

 

Это, естественно, в плоскости оси цилиндра (на графиках ось цилиндра проходит сверху вниз). В плоскости, перепендикулярной цилиндру будет круг (что очевидно).