[Alexashka 0]

Все линейно.

 

В истоке стоит резистор и в стоке на другом конце провода. Схемотехнически резистор в истоке осуществляет отрицательную обратную связь. Отношение резисторов дает коэффициент усиления по напряжению.

Что, абсолютно линейно? У самого полевика жуткая нелинейность, а резистор в истоке снижает нелинейность ровно на столько, насколько снижает усиление, если это в 10 раз, то боюсь что недостаточно.

Хорошая линейность нужна чтобы не было интермодуляции, т.к в сигнале гидрофона может наличествовать мощный посторонний сигнал (фон), то слабый полезный сигнал может быть искажен, и в спектре появятся гармоники, которых не было.

 

Еще. Для БОЛЬШИХ гидрофонов с большой емкостью (и сравнительно малым уровнем сигнала) желательно применять ЗЧУ, что намного проще реализуется на ОУ с полевыми тр-ми на входе, нежели на отдельных полевиках. Почему и предложил вариант с питанием по отдельному проводу. Хотя можно и ОУ заставить работать по двухпроводной линии, но тут нужно хорошенько подбирать ОУ и макетировать.

[Tiro 0]

Для БОЛЬШИХ гидрофонов с большой емкостью (и сравнительно малым уровнем сигнала) желательно применять ЗЧУ, что намного проще реализуется на ОУ с полевыми тр-ми на входе, нежели на отдельных полевиках. Почему и предложил вариант с питанием по отдельному проводу. Хотя можно и ОУ заставить работать по двухпроводной линии, но тут нужно хорошенько подбирать ОУ и макетировать.

Что за гидрофоны такие странные? Обычно большая емкость = большая чувствительность. Но это :bb-offtopic:

Вы можете сделать так (предусилитель, ПУ):

1) запитать ОУ через резистор с сопротивлением, большим, чем минимальное нагрузочное для ОУ, резистор разместить в предусилителе;

2) застабилизировать питание ОУ стабилитроном и зашунтировать емкостью после резистора;

3) выход ОУ через конденсатор подключить к линии до резистора.

С другой стороны кабеля:

4) отделить приемник конденсатором;

5) подать питание на линию, чтобы в ПУ застабилизировалось питание ОУ, через дроссель или резистор, нужно считать;

6) приемник защитить от бросков на линии питания;

7) и очень хорошо убрать шумы с источника питания.

 

[Tarbal 4]

Что, абсолютно линейно? У самого полевика жуткая нелинейность, а резистор в истоке снижает нелинейность ровно на столько, насколько снижает усиление, если это в 10 раз, то боюсь что недостаточно.

Хорошая линейность нужна чтобы не было интермодуляции, т.к в сигнале гидрофона может наличествовать мощный посторонний сигнал (фон), то слабый полезный сигнал может быть искажен, и в спектре появятся гармоники, которых не было.

 

Абсолютно ничто не линейно.

Полевик нелинейный, а схема на полевике с отрицательной обратной связью линейна.

 

 

Вы ведь не будете возражать, что данная схема линейна:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm...ollower.svg.png

 

[Alexashka 0]

Что за гидрофоны такие странные? Обычно большая емкость = большая чувствительность. Но это :bb-offtopic:

U=Q/C, мое мнение такое, что если вы увеличиваете рабочую поверхность -возрастает отдача (количество генерируемых зарядов), но пропорционально растет и емкость, т.е напряжение на обкладках датчика не меняется. Однако ЗЧУ реагирует именно на заряд, поэтому он обнаружит увеличение чувствительности датчика.

С остальным - идея ясна, а эта схема опробована?

[Tarbal 4]

Из линейности истокового повторителя следует линейность такого усилителя напряжения:

http://www.talkingelectronics.com/projects...es/image019.gif

[Alexashka 0]

Абсолютно ничто не линейно.

Полевик нелинейный, а схема на полевике с отрицательной обратной связью линейна.

 

 

Вы ведь не будете возражать, что данная схема линейна:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/comm...ollower.svg.png

Как так? Куда же она исчезла, нелинейность? Если нелинейный элемент остается в схеме.

Давайте всетаки рассуждать как инженеры, а не радиолюбители. У любой схемы, даже у повторителя на полевике есть такой параметр как КНИ, вот его порядок и давайте оговаривать. А точнее не повторителя, а то что Вы предлагаете - усилителя с ОИ с местной ООС по напряжению.

[Tiro 0]

С остальным - идея ясна, а эта схема опробована?

Насчет чувствительности подумаю, но мне кажется к заряду привязка неверная.

Насчет питания операционников через резистор - схема рабочая, только нужно все рассчитать, напряжения питания, нагрузки.

[Tarbal 4]

Как так? Куда же она исчезла, нелинейность? Если нелинейный элемент остается в схеме.

Давайте всетаки рассуждать как инженеры, а не радиолюбители. У любой схемы, даже у повторителя на полевике есть такой параметр как КНИ, вот его порядок и давайте оговаривать. А точнее не повторителя, а то что Вы предлагаете - усилителя с ОИ с местной ООС по напряжению.

 

Вот статья про эмиттерный повторитель говорит, что вторая гармоника 5*10^-5, а третья 5*10^-8.

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downl...p1&type=pdf

 

 

В полевике есть эффект подложки, который вносит нелинейность Судя по статье это будет 1.32% для второй гармоники. Однако при тех маленьких уровнях сигнала, что нам надо передавать, нелинейность будет значительно ниже. Но если это будет чрезвычайно принципиально, то в статье есть методы борьбы с нелинейностью.

 

http://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&am...b2I&cad=rja

 

Об усилении заряда:

Если надо измерять заряд, то надо сначала конвертитовать его в напряжение. Или хотябы ток конвертитовать в напряжение.

 

Изменено 16 сентября, 2013 пользователем Tarbal

[Tura 0]

Однако ЗЧУ реагирует именно на заряд, поэтому он обнаружит увеличение чувствительности датчика.

ЗЧУ не есть что-то особое, это всего лишь усилитель с высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью.

Неплохо, чтобы Вы еще конкретизировали требования по допустимому коэффициенту нелинейных искажений, тогда выбор будет более осмысленным - транзисторы или ОУ.

Изменено 16 сентября, 2013 пользователем Proffessor

[Alexashka 0]

Вот статья про эмиттерный повторитель говорит, что вторая гармоника 5*10^-5, а третья 5*10^-8.

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downl...p1&type=pdf

Посмотрел статью, для интермодуляционных искажений для истокового повторителя вижу следущее (на предпоследней странице) IM2=0,19%, но повторитель это ведь не интересно, чтобы не вылезли шумы нужно дать хотя бы усиление десятку, а лучше -больше. Но даже при десятке искажения будут уже порядка процентов (для примера на стр.6 приводится величина 2,5%).

 

Об усилении заряда:

Если надо измерять заряд, то надо сначала конвертитовать его в напряжение. Или хотябы ток конвертитовать в напряжение.

Этим и занимается ЗЧУ.

 

ЗЧУ не есть что-то особое, это всего лишь усилитель с высоким входным сопротивлением и малой входной емкостью.

Неплохо, чтобы Вы еще конкретизировали требования по допустимому коэффициенту нелинейных искажений, тогда выбор будет более осмысленным - транзисторы или ОУ.

Не совсем так, по сути его входной импеданс - огромная емкость (порядок величины -миллифарады), ее задача состоит в том, чтобы принять в себя все заряды, сгенерированные датчиком.

[Tura 0]

Не совсем так, по сути его входной импеданс - огромная емкость (порядок величины -миллифарады), ее задача состоит в том, чтобы принять в себя все заряды, сгенерированные датчиком.

Вам не кажется, что с этим ЗЧУ Вы несколько перемудрили?

Огромная входная емкость - это явно усилитель только для постоянного медленно меняющегося напряжения, но ведь Вы имеете дело с сигналом звукового диапазона (гидрофон - тот же микрофон, различие в условиях применения). При большой входной емкости напряжение сигнала переменного тока будет шунтироваться на землю (при большом внутреннем сопротивлении источника - пьезоэлемента) и стремиться к нулю. Что тогда усиливать?

Изменено 16 сентября, 2013 пользователем Proffessor

[Alexashka 0]

Вам не кажется, что с этим ЗЧУ Вы несколько перемудрили?

Огромная входная емкость - это явно усилитель только для постоянного медленно меняющегося напряжения, но ведь Вы имеете дело с сигналом звукового диапазона (гидрофон - тот же микрофон, только различие в условиях применения). При большой входной емкости напряжение сигнала переменного тока будет шунтироваться на землю (при большом внутреннем сопротивлении источника - пьезоэлемента) и стремиться к нулю. Что тогда усиливать?

С каким этим ЗЧУ? :rolleyes:

Вот к примеру функциональная схема ЗЧУ. Благодаря ООС через емкость на вход усилителя его эквивалентный входной импеданс - это по сути данная емкость ООС помноженная на Кус ОУ с разомкнутой петлей обратной связи, а это порядка 10^6.

Ток сгенерированный датчиком (точнее заряд) потечет на вход ОУ, который благодаря ОС полностью его скомпенсирует, т.е ток через емкость ОС будет в точности равен току датчика. Таким образом весь заряд с датчика перейдет в емкость ОС. Усиление такого ЗЧУ определяется отношением емкости датчика и емкости ОС.

Нижняя частота среза определяется постоянной времени цепочки Сос и Rнагр (пунктиром на рисунке). Верхняя - емкостью датчика и сопротивлением R.

[Tura 0]

Благодаря ООС через емкость на вход усилителя его эквивалентный входной импеданс - это по сути данная емкость ООС помноженная на Кус ОУ с разомкнутой петлей обратной связи, а это порядка 10^6.

Ток сгенерированный датчиком (точнее заряд) потечет на вход ОУ, который благодаря ОС полностью его скомпенсирует, т.е ток через емкость ОС будет в точности равен току датчика. Таким образом весь заряд с датчика перейдет в емкость ОС. Усиление такого ЗЧУ определяется отношением емкости датчика и емкости ОС.

Нижняя частота среза определяется постоянной времени цепочки Сос и Rнагр (пунктиром на рисунке). Верхняя - емкостью датчика и сопротивлением R.

Здесь получается, что пьезодатчик работает в режиме КЗ. Напряжение сигнала на входе усилителя падает за счет огромной входной емкости практически до нуля, затем огромным коэффициентом усиления ОУ выводится на нормальный уровень, и еще больше. Игра на бесконечно малых и бесконечно больших величинах. ИМХО должно быть шумы и нелинейности больше, чем в обычном включении ОУ с резисторной ООС. Попробуйте, но мне кажется, ЗЧУ подходит олько для усиления медленных напряжений с промышленных датчиков.

Изменено 16 сентября, 2013 пользователем Proffessor

[Alexashka 0]

Здесь получается, что пьезодатчик работает в режиме КЗ. Напряжение сигнала на входе усилителя падает за счет огромной входной емкости практически до нуля, затем огромным коэффициентом усиления ОУ выводится на нормальный уровень, и еще больше. Игра на бесконечно малых и бесконечно больших величинах. ИМХО должно быть шумы и нелинейности больше, чем в обычном включении ОУ с резисторной ООС. Попробуйте, но мне кажется, ЗЧУ подходит олько для усиления медленных напряжений с промышленных датчиков.

Боюсь Вы немного не так понимаете работу этой схемы.:) Она по сути тоже самое, что инвертирующий усилитель на ОУ (пример), только вместо активных сопротивлений R1, R2 работают реактивные емкостные сопротивления - Zдатчика и Zoc.

Инвертирующее включение ОУ ничуть не хуже привычного неинвертирующего с большим входным сопротивлением, а в чем то даже лучше. По шумам схемы почти идентичны. Схема ЗЧУ имеет одно большое преимущество в случае если датчик подключен к ЗЧУ через длинный кабель -в этом случае емкость кабеля практически не влияет на сигнал и на чувствительность схемы.

Да я пробовал уже, и просто на ОУ и на связке транзистор+ОУ - шумы очень низкие.

[Tura 0]

Схема ЗЧУ имеет одно большое преимущество в случае если датчик подключен к ЗЧУ через длинный кабель -в этом случае емкость кабеля практически не влияет на сигнал и на чувствительность схемы.

В таком случае, может быть, и нет смысла ставить первый усилитель непосредственно у датчика?

Изменено 16 сентября, 2013 пользователем Proffessor