patron 1 27 февраля, 2020 Опубликовано 27 февраля, 2020 (изменено) · Жалоба Схему перепроверял несколько раз и именно из-за непонятности её структуры. Пробовал макетировать - работает, но как-то уж больно хлипко всё : малейшее изменение режимов и всё рассыпается. И вообще я уже забил на неё, поскольку нашёл решения, шумящие на 5 - 6 дБ меньше, мало критичные к режимам и гораздо проще. Что касается входного конденсатора номиналом 1 нФ при ёмкости сенсора 2,7 нФ - так я пробовал играться его номиналом на макете c другой схемой : в области от 20 Гц и выше я не услышал никакого улучшения по шумам при его увеличении выше 1 нФ. Что в общем-то подтверждается в LTSpice Изменено 27 февраля, 2020 пользователем patron Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Tuvalu 1 27 февраля, 2020 Опубликовано 27 февраля, 2020 (изменено) · Жалоба 9 hours ago, patron said: Что касается входного конденсатора номиналом 1 нФ при ёмкости сенсора 2,7 нФ - так я пробовал играться его номиналом на макете c другой схемой : в области от 20 Гц и выше я не услышал никакого улучшения по шумам при его увеличении выше 1 нФ. Что в общем-то подтверждается в LTSpice Вы, видимо, чего-то не учли. Проверьте для начала, не врёт ли ЛТспайс (я в это абсолютно не верю). Я его не очень хорошо знаю, поэтому делайте эту лабораторную работу сами: 1) Подставьте идеальный усилитель: "источник сигнала-->2,7 нФ сенсор-->1...100 нФ-->R смещения 1ГОм-->идеальный усилитель". Не знаю, как лтспайс, но микрокап ругается на последовательное соединение двух С. Поэтому, я между ними включаю R 100 ГОм на общий. Посмотрите, как меняется шум от ёмкости разделительного С. 2) Поставьте последовательно с этим С резистор 200 Ом - это эквивалент теплового шума (1,8 нВ/^Гц) хорошего JFET-а с небольшими ёмкостями (именно такие подходят для ёмкостных датчиков). Оцените выигрыш 1 нФ/100 нФ. 3) Т.к. в этих экспериментах не учитывается фликкер-шум ПТ, то... Если сделаете два первых пункта и покажете результаты, расскажу, что делать дальше. Изменено 27 февраля, 2020 пользователем Tuvalu Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
patron 1 1 марта, 2020 Опубликовано 1 марта, 2020 · Жалоба Про то, что "..Что в общем-то подтверждается в LTSpice.." - это я запамятовал, т.к. симил про это давно . LRSpice не врёт, т.к. это противоречило бы физике, но расчёты - хорошо, а реальные тесты лучше. В конечном итоге наши уши - суд последней инстанции. Я просто "тупо" подключал параллельно вх. конденсатору другие, с большей ёмкостью и слушал - как это отражается на шумах. Как ? Да практически никак. Скорее всего это связано с свойствами нашего слуха в области низких частот. Кстати, чрезмерная ёмкость вх. конденсатора приводит к совершенно нежелательным эффектам - но это уже другая пестня. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
НЕХ 6 3 марта, 2020 Опубликовано 3 марта, 2020 · Жалоба Вот такой Тяни-Tолкай : pushmi-pullyu на ixbt.photo: Слева просто посредственный активный пробник с малой ёмкостью для наблюдения за неинвертирующем входом. Справа - дополнительный каскад усиления с общей базой. GBW ~ 300 MHz получается у такого композитного усилителя с сохранением точности на постоянном токе и нулевом смещении на входе. Таковы графики напряжения на выходе и на неинвертирующем входе :OPA140 + BF862 + 2200pF (or 0pF) + 1M + MMBTH81 на ixbt.photo: Характерно, что с ёмкостью датчика 2200 пФ на инвертирующем входе ОУ, схема опережает свой результат на 1.25 мксекунде без имитатора входной ёмкости. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
patron 1 27 марта, 2020 Опубликовано 27 марта, 2020 (изменено) · Жалоба On 2/27/2020 at 3:29 PM, Tuvalu said: Вы, видимо, чего-то не учли. Сейчас озадачился вопросом - как ссумировать 2 синфазных сигнала от двух сенсоров с повторителями на ПТ на выходе так, чтобы не потерять в шумах. Первое, что приходит на ум - ессно подать на инверт. сумматор на ОУ - идеальное суммирование. Но, как уже было посчитано и обыграно выше, - последовательное сопротивление на инв. вход ОУ д.б. не более 100 Ом а лучше ещё меньше. На такую низкую нагрузку повторитель на ПТ работать не сможет (не говоря уже о каскаде со съёмом со стока). Можно конечно взять 2 неинвертирующих ОУ, с достаточно высоким вх. импедансом, а поскольку вых. сопротивение ОУ очень низкое, то сложить на третьем - инвертирующем ОУ. Но малошумящие ОУ прожорливы да ещё и стОят не копейки. Может у кого есть мысли - как решить задачу ? Изменено 28 марта, 2020 пользователем patron Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Tuvalu 1 28 марта, 2020 Опубликовано 28 марта, 2020 · Жалоба 18 hours ago, patron said: Сейчас озадачился вопросом - как ссумировать 2 синфазных сигнала от двух сенсоров с повторителями на ПТ на выходе так, чтобы не потерять в шумах. Проще всего - это объединить истоки, сигнал снимать с общего истокового резистора. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
patron 1 29 марта, 2020 Опубликовано 29 марта, 2020 · Жалоба 21 hours ago, Tuvalu said: Проще всего - это объединить истоки, сигнал снимать с общего истокового резистора. Хм - интересная мысль - надо бы посимить. Основной недостаток "голого" повторителя на ПТ (а тем более каскада усиления со съёмом со стока) - слабая перегрузочная способность, начинают значительно искажать уже на десятках мВ вх. сигнала. Тут вот почитал апологетов - T&S и других и сваял схемку "по мотивам". Как с точки зрения шумов и т.д - помидоры благодарно принимаются :) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
НЕХ 6 29 марта, 2020 Опубликовано 29 марта, 2020 · Жалоба Если детекторы не заземлены одним из выводов, можно использовать пару повторителей со своими сенсорами и общий трансимпедансный усилитель, подключенный ко входу повторителей - composite CFA на ixbt.photo: работа одиночного повторителя с ёмкостью детектора 2200pF - only voltage follower на ixbt.photo: а вот с дополнительным трансимпедансным ОУ схема работает на порядок быстрее (полоса 5 МГц при ёмкости 2200pF и усилении 1МΩ) - OPA656 + composite voltage follower на ixbt.photo: синий луч - выход повторителя, жёлтый - выход ОУ https://www.researchgate.net/publication/3380589_Shunt_bootstrapping_technique_to_improve_bandwidth_of_transimpedance_amplifiers 24 minutes ago, patron said: В этой схеме входной JFET питается недостаточным напряжением - ему надо не 0.7 Вольт, а 2..3 Вольта. Шумы рпр транзистора добавляются к шумам JFET на выходе. Попробуйте использовать схему Шиклаи и выход брать с истока первого JFET. Ещё давно известное схемотехническое решение - flipped voltage follower. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Tuvalu 1 29 марта, 2020 Опубликовано 29 марта, 2020 (изменено) · Жалоба 15 hours ago, patron said: Основной недостаток "голого" повторителя на ПТ (а тем более каскада усиления со съёмом со стока) - слабая перегрузочная способность, начинают значительно искажать уже на десятках мВ вх. сигнала. Без указания R_нагрузки и рабочего тока (I_стока) - это абсолютно бессмысленная фраза. Если R_нагрузки существенно больше R_стока, то без видимых искажений двойной размах может достигать почти напряжения питания. А если сдуру нагрузить повторитель на 100 Ом (например, как в идее тремя постами выше - суммирование в ОУ через 100-Омные R), то тут кто угодно начнёт искажать. Про новую схему. Намного лучше такой повторитель: https://www.rmmedia.ru/threads/111592/page-8#post-2137245 Шум определяется исключительно первым ПТ, искажения мизерные. Благодаря слежению (плавающий ПТ), сильно подавлена девиация напряжений З-И и З-С, что практически полностью нивелирует пагубное влияние ёмкостей ПТ. Выходное сопротивление - Омы. Это схема конденсаторного микрофона. Лишнее (цепи поляризации, фантом, балансный выход) легко убирается. Описание принципа построения - по ссылке. Quote В этой схеме входной JFET питается недостаточным напряжением - ему надо не 0.7 Вольт, а 2..3 Вольта. В принципе, не смертельно. Просто ПТ будет работать в триодном режиме и вся схема как-то функционировать будет. На Вегалабе есть целая тема про пред для электретного микрофона, так там ПТ работает, как раз, в таком же режиме. Точный вердикт по шумам, искажениям и т.д. можно вынести после симуляции, навскидку оценить трудно. С другой стороны, в этой схеме такое включение ПТ не имеет никаких видимых преимуществ, так что возникает вопрос "а стоит ли заморачиваться?" В известной книжке Милехина "Радиотехнические схемы на ПТ" есть очень похожая схема (рис. 14 в), только последовательно с эмиттером включён резистор. Понятно, для чего. ПС. НЕХ, а можете подробней пояснить работу Вашей схемы? Изменено 30 марта, 2020 пользователем Tuvalu Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
НЕХ 6 30 марта, 2020 Опубликовано 30 марта, 2020 · Жалоба Пояснить сложно, так как всё в схеме очевидно... JFET с каскодным включением нагружен на генератор тока. ОУ с токовой обратной связью. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
patron 1 30 марта, 2020 Опубликовано 30 марта, 2020 · Жалоба Tivalu : посимил Вашу схему в LTSpice. Модели транзисторов - как у Вас на схеме за исключением 2SK30 - нет такой модели в либах. Попробовал с BF861A : с резистром в эмиттере ГСТ 120 Ом, ток потребления получился 0.8 мА. Померял THD при 100 мВ и при 1 В - результаты хорошие и отличаются непринципиально. Для получения тока 2 мА пришлось уменьшить резистор в ГСТ до 10 ом, но это тоже мало повлияло на результаты. Заменил транзисторы на те, что я обычно использую - тоже разница невелика - везде THD не превышают -85 дБ (на графике не очень хорошо видно). Схему я несколько упростил для начала и нагрузку повесил 100 кОм, что гораздо выше, чем реальные вх. цепи - порядка 2 кОм., чуть позже попробую и на 2 кОм. Но я всё-таки хотел обыграть вариант с суммированием синфазных сигналов от двух сенсоров. Если использовать просто два повторителя на ПТ с общим резистором в истоках, как Вы рекомендовали, то со схемой всё понятно, а вот как сделать суммирование в Вашей схеме - сразу и не сообразишь Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
НЕХ 6 30 марта, 2020 Опубликовано 30 марта, 2020 · Жалоба На мой взгляд pnp транзистор лучше запихнуть внутрь второго повторителя. Как тут - https://electrooptical.net/static/oldsite/www/sed/QceptTransimpedanceAmpRev1.pdf (генератор тока внизу нарисован с перепутанными коллектор-эмиттер) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
patron 1 30 марта, 2020 Опубликовано 30 марта, 2020 (изменено) · Жалоба А вот на нагрузку 2 кОм картина изменилась : при токе 2 мА THD остались под -85 дБ, а вот при токе 0,8 ма (R7 = 120 ohm) 2-я гармоника подскочила до -70 дБ. Хотя суммарный THD будет за 60 дБ, что тоже неплохо. Сделал "в лоб" : запитал 2 повторителя от одного ГСТ - вроде того сумматора, о котором мы говорили. Что интересно при амплитудах до 100 мВ весьма вменяемые THD - лежат под -60 дБ. НО ! Но только если сигналы равной амплитуды. Если на одном входе уровень ноль, то искажает не по децки. Т.е. - плохое решение. Изменено 30 марта, 2020 пользователем patron Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Tuvalu 1 30 марта, 2020 Опубликовано 30 марта, 2020 · Жалоба 1 hour ago, patron said: Если на одном входе уровень ноль, то искажает не по децки. Да, ладно! С чего бы это? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
patron 1 31 марта, 2020 Опубликовано 31 марта, 2020 (изменено) · Жалоба Первый график - на одном входе 1 В, на втором - 0. Второй - при одинаковых сигналах на входах по 1 В Изменено 31 марта, 2020 пользователем patron Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться