[yrbis 0]

Вот появилось у меня чувство патриотизма!)) хочу попробовать почаще ставить отечественные элементы...И всвязи с этим вопрос есть ли малошумящие советские ОУ? с шумом меньше 1 нВ/(Гц^0.5)

[Stanislav 0]

Вот появилось у меня чувство патриотизма!)) хочу попробовать почаще ставить отечественные элементы...И всвязи с этим вопрос есть ли малошумящие советские ОУ? с шумом меньше 1 нВ/(Гц^0.5)

Для начала: при разработке качественного устройства чувство ложного патриотизма должно быть отодвинуто в сторону, потому, как зачастую решение поставленной задачи бывает очень плохо совместимо с возможностями отечественной электроники (если б Вы только знали, кто ей счас командует!).

Были такие усилки ещё и в советское время, только вот неплохо бы Вам описать задачу, в которой именно нужен усилитель с шумами <1нВ/(Гц^0.5). В частности, характеристики источника сигнала.

[yrbis 0]

чувство ложного патриотизма

)))))почему ложного-то...!!?

....Обычного и нормального. Я вот задумался на чём наше вооружение делается и космические системы...неужели вся элементная база не отечественная, это как минимум опасно, а ещё и печально. Я щас ультразвуком занимаюсь и собственно для этих целей и нужен малошумящий ОУ. Источником сигнала служит индуктивный датчик(катушка 5мкГн) предварительно до ОУ сигнал проходит входную цепь(со входом ОУ датчик соединён через ёмкости и трансформатор...) ..входная цепь настроена на от 3МГц до 6МГц....ещё требование к питанию +-5В...

С нашими элементами сталкивался два раза в жизни!! оба в ВУЗе(3года назад) пытался собрать инвертирующий усилитель на 140уд2 и 547удХХ точно не помню может с названиями наврал....оба раза работать они отказывались!!!)) ...щас думаю распиновка интернету не соответствовала...pdf'ов на них небыло! да и щас документацию на наши элементы фиг найдёшь и я решил больше про них не вспоминать(тогда я ОУ заменил на tl072 и всё заработало)...

[Stanislav 0]

чувство ложного патриотизма

)))))почему ложного-то...!!?

ИМХО, дело в том, что за сохранение потенциала отечественной (впрочем, и любой "забугорной"!) микроэлектроники, как основы всей стратегической электронной промышленности, несёт ответственность прежде всего государство, а разработчик электронной техники вынужден делать вещи, по соотношению цена/качество не худшие, чем зарубежные аналоги. Отсюда и противоречие...

 

Я вот задумался на чём наше вооружение делается и космические системы...неужели вся элементная база не отечественная, это как минимум опасно, а ещё и печально.

Это верно.

Насколько я знаю, в основном пока применяется отечественная техника, хотя есть и вещи, где импортозамещение практически невозможно для сохранения ТТХ изделий на должном уровне.

Надо сказать, отечественныые разработки в области электроники для оружейных систем стали отставать от зарубежных аналогов ещё в 80-е (наверное, и раньше были подобные проблемы, но не столь острые: например, на n-МОП с грехом пополам переползли, а на КМОП - увы, горбостройка началась). Тогда отставание в области микроэлектроники компенсировалось достаточно высоким системным уровнем проектирования. Сейчас этого нет и в помине.

 

...Я щас ультразвуком занимаюсь и собственно для этих целей и нужен малошумящий ОУ. Источником сигнала служит индуктивный датчик(катушка 5мкГн) предварительно до ОУ сигнал проходит входную цепь(со входом ОУ датчик соединён через ёмкости и трансформатор...) ..входная цепь настроена на от 3МГц до 6МГц....ещё требование к питанию +-5В...

Такие усилители нужны только для работы с источниками, импеданс которых составляет десятки Ом.

Для Вашего датчика модуль импеданса в рабочей полосе частот составит 100-200 Ом, чему соответствуют тепловые шумы идеального резистора порядка 1,4 - 1,8нВ/sqrt(Гц).

 

Думаю, что найти отечественный ОУ, могущий работать в данной полосе со сравнимыми шумами напряжения на входе, практически невозможно. Частота единичного усиления такого ОУ по малому сигналу должна составлять сотни МГц. С зарубежными несколько проще, у AD, например, посмотрите. Был у них чудный ОУ AD797, может, это пригодится. Сейчас появилось семейство AD80xx, их не пробовал, что за звери - точно не знаю, но, вроде, то, что нужно.

 

Вообще-то, предварительные каскады таких усилков лучше делать на согласованных парах биполярных транзисторов, только с местной (без общей) ООС.

Или, если условия допускают, вообще на одиночных БТ.

[yrbis 0]

Вообще-то, предварительные каскады таких усилков лучше делать на согласованных парах биполярных транзисторов, только с местной (без общей) ООС.

Изначально так и делали, только параметры шумовые на транзисторах не получались лучше чем, на микросхемах max4106(0.7нВ/кореньиз Гц, 350МГц) ...т.е. бились бились, а на ОУ всё равно проще и даже лучше...вот их щас и использую....у analogdevices пробовали ad8099, она очень чувствительна к питанию т.е. из неё и какого-нибудь ещё усилителя всегда получался генератор (ОС только по питанию и земле) причём генерация может быть достаточно маленькой по амплитуде десятки мВ...спасало например раздельное питание(свой линейный стабилизатор)

100-200 Ом

интиресно , а я думал что шум надо только резисторов учитывать...(почитаю где-нибудь...)

[Designer56 0]

Вот появилось у меня чувство патриотизма!)) хочу попробовать почаще ставить отечественные элементы...И всвязи с этим вопрос есть ли малошумящие советские ОУ? с шумом меньше 1 нВ/(Гц^0.5)

В своё время такие усилители разрабатывал киевский КНИИМП. Это были аналоги AD OP27, OP37. Киевское НПО "Кристалл" и посейчас их выпускает, в т.ч. с приемкой "5", и поставляет В РФ. ИМС имеют обозначение 140УД25, УД26 соответственно. Шумы у них- 3nV/sqrt(Hz)- максимально.Я эти изделия использовал, в т.ч. в спецтехнике. Всё соответствует. Для дальнейшего уменьшения шумов напряжения усилителя существует способ: Включается, например, 4 усилительных каскада с Ку, скажем, 25, параллельно, затем их выходные напряжения суммируются. При этом приведенные ко входу шумы снижаются в sqrt(n)=sqrt(4)=2 раза. Общий Ку=25*4=100.Т,е. получается усилитель с Ку=100 и Enoise=sqrt(3nV/sqrt(Hz)). Причём входные токи получаются достаточно малы-порядка 150nA.В настоящее время из КНИИМП выделилась лаборатория, которая занималась ОУ, вернее, все ключевые сотрудники, в самостоятельную фирму. Они выпускают гражданский вариант этих ОУ в пластмассе. Называются они 1011УР27,1011УР37. Для варианта корпуса SO-8, 1011УФ27,37. Эти изделия у меня лежат в столе. Я их пробовал, правда, до промышленной серии прибор пока не дошёл, но на опытных образцах видно соответствие параметров Данных ИМС заявленным.На всякий случай их адрес: http://www.krystall.net.

Зеленогградский Ангстрем по программе импортозамещения выпустил 140УД26, с принмкой, естественно.

[Stanislav 0]

В своё время такие усилители разрабатывал киевский КНИИМП. Это были аналоги AD OP27, OP37. Киевское НПО "Кристалл" и посейчас их выпускает, в т.ч. с приемкой "5", и поставляет В РФ. ИМС имеют обозначение 140УД25, УД26 соответственно. Шумы у них- 3nV/sqrt(Hz)- максимально.Я эти изделия использовал, в т.ч. в спецтехнике. Всё соответствует. Для дальнейшего уменьшения шумов напряжения усилителя существует способ: Включается, например, 4 усилительных каскада с Ку, скажем, 25, параллельно, затем их выходные напряжения суммируются...

Интересно, как Вы собираетесь получить с помощью УД25 и УД26 Ку=25 на частоте в 6 МГц?

 

...интиресно , а я думал что шум надо только резисторов учитывать...(почитаю где-нибудь...)

Идеальная индуктивность сама по себе не шумит, конечно, и на самых низких частотах шум будет определяться только шумами напряжения входного каскада усилителя. Однако, с увеличением частоты, растёт вклад токовых шумов входа усилителя, подключенного к индуктивному датчику.

Например, на частоте 6 МГц импеданс источника равен ~200 Ом, токовые шумы MAX4106 2,5pA/sqrt(Hz). Умножив одно на другое, получим токовую шумовую "добавку" в 0,5 nV/sqrt(Hz). В предположении, что шумы тока и напряжения ОУ статистически независимы, суммарный шум будет равен sqrt(0,75^2 + 0,5^2) = 0,91 nV/sqrt(Hz) - отличный результат, такой даже на одиночных БТ получить трудно.

БТ для малошумящих усилителей брать нужно с большим бета и малым объёмным сопротивлением базы. Из отечественных можно предложить КТ3102Е. Включать данный БТ нужно в режиме микротоков (наименьшие шумы получаются при токах <0,1мА и напряжении КЭ порядка 1-2В), правда, при этом ещё нужно обеспечить должное усиление на заданных частотах. Если сигнал узкополосный - выход усилительного каскада лучше всего сделать резонансным, включив параллельный колебательный контур в цепь коллектора.

[Tanya 4]

А я раньше думала, что на каждую степень свободы приходится половинка kT.

[DS 0]

Тепловой шум и степень свободы несколько разные вещи. Энергия, приходящаяся на ортогональную компоненту теплового шума - sqrt(2kTRdf).

 

Их хороших скоростных ОУ AD8021 с 2.1 нв шума - один из лучших. Сильно я сомневаюсь, что у Вас внешние шумы меньше этого значения. OP27 и 37, а тем более их аналоги по современным меркам не лезут уже ни в какие ворота. Им все-таки уже по 20 лет.

[Tanya 4]

Тепловой шум и степень свободы несколько разные вещи. Энергия, приходящаяся на ортогональную компоненту теплового шума - sqrt(2kTRdf).

Я думала, что если U^2/R*t=kT, то I^2*L*t =kT тоже. Не так? Не изучала я эту дисциплину надлежащим образом.....

[Designer56 0]

[Интересно, как Вы собираетесь получить с помощью УД25 и УД26 Ку=25 на частоте в 6 МГц?

 

 

Да нет, конечно, это значение Ку просто для примера приводилось. Хотя, для УД26 полоса ед. усиления- более 60 МГц. Но, конечно, этого недостаточно, для 6МГц. под эти цели нужны более широкополосные, или даже радиочастотные устройства. Если не нужен при этом низкочастотный участок диапазона, то на шумы 1/f можно внимания не обращать, устройства с малым шумом в в.ч. области не так трудно найти, даже среди ОУ. В чём Вы правы, так это в том, что у них при этом большие входные шумовые токи, что может свести на нет все преимущества по малому напряжению шума. Кстати, мне приходилось делать малошумящий усилитель, правда н.ч., на КП903, он хотя и считается мощным, но за счёт относительно большой крутизны имеет малый шум напряжения при малых вх. токах, и , соответственно, малый токовый шум. Но емкости затвора и стока, конечно, всё значительно усложняют.

[_artem_ 0]

Вот появилось у меня чувство патриотизма!)) хочу попробовать почаще ставить отечественные элементы...И всвязи с этим вопрос есть ли малошумящие советские ОУ? с шумом меньше 1 нВ/(Гц^0.5)

 

Думаю что в виде исключения, в этом случае на патриотизм придется забить)

 

Наверно на дискретах еще чтото можно сделать.

 

Если делаете с временным усилением то - AD604 , он специально для этой цели и сделан. (0.8 микроВ 40 МГц -3Дб)

Его часто используют в ультразвуковых фронтенд .Но он дорогой до чертиков.

[DS 0]

Тепловой шум и степень свободы несколько разные вещи. Энергия, приходящаяся на ортогональную компоненту теплового шума - sqrt(2kTRdf).

Я думала, что если U^2/R*t=kT, то I^2*L*t =kT тоже. Не так? Не изучала я эту дисциплину надлежащим образом.....

 

Я ошибся - раз энергия, то без корня - 2kTRdf.

 

Точная формула спектральной плотности белого шума - 4kTR(hf/kT)/(exp(hf/kT)-1), где h - постоянная Планка. Так что из простых соображений не выводится.

Если же рассматривать колебательный контур, то там действительно, тепловые колебаний будут по kT/2 на каждую из двух степеней свободы (решения с sin и cos). Но эти колебания будут присутствовать только на резонансной частоте.

 

604 на частоте 6 Мгц будет иметь коэффициент усиления 3.

[Stanislav 0]

...Хотя, для УД26 полоса ед. усиления- более 60 МГц. Но, конечно, этого недостаточно, для 6МГц...

По паспорту, вообще-то, F1=20МГц.

Кстати, мне приходилось делать малошумящий усилитель, правда н.ч., на КП903, он хотя и считается мощным, но за счёт относительно большой крутизны имеет малый шум напряжения при малых вх. токах, и , соответственно, малый токовый шум. Но емкости затвора и стока, конечно, всё значительно усложняют.

Полевики при таком импедансе источника ставить не слишком рационально - всё-таки шумы в результате получатся больше, чем на БТ.

Междуэлектродные ёмкости вносят своё вклад и в каскадах на БТ, хотя и в меньшей степени. Всё же, чтобы обеспечить устойчивость и высокий Ку усилителя, особенно резонансного, очень желательно использовать каскодное включение транзисторов.

 

ЗЫ. Шумы напряжения и тока входного каскада всё-таки нельзя считать абсолютно статистически независимыми, поэтому, уровень шума по входу будет всегда немного больше расчётного.

 

 

Точная формула спектральной плотности белого шума - 4kTR(hf/kT)/(exp(hf/kT)-1), где h - постоянная Планка.

Небольшая поправочка: теплового шума. :)

[Designer56 0]

...Хотя, для УД26 полоса ед. усиления- более 60 МГц. Но, конечно, этого недостаточно, для 6МГц...

По паспорту, вообще-то, F1=20МГц.

Кстати, мне приходилось делать малошумящий усилитель, правда н.ч., на КП903, он хотя и считается мощным, но за счёт относительно большой крутизны имеет малый шум напряжения при малых вх. токах, и , соответственно, малый токовый шум. Но емкости затвора и стока, конечно, всё значительно усложняют.

Полевики при таком импедансе источника ставить не слишком рационально - всё-таки шумы в результате получатся больше, чем на БТ.

Междуэлектродные ёмкости вносят своё вклад и в каскадах на БТ, хотя и в меньшей степени. Всё же, чтобы обеспечить устойчивость и высокий Ку усилителя, особенно резонансного, очень желательно использовать каскодное включение транзисторов.

 

ЗЫ. Шумы напряжения и тока входного каскада всё-таки нельзя считать абсолютно статистически независимыми, поэтому, уровень шума по входу будет всегда немного больше расчётного.

 

 

Точная формула спектральной плотности белого шума - 4kTR(hf/kT)/(exp(hf/kT)-1), где h - постоянная Планка.

Небольшая поправочка: теплового шума. :)

 

Да, согласен. Но это давно было, и полевой этот достаточно уникален, особенно для своего времени. Он же к тому же мощный достаточно- я помню, давл ему ток покоя что-то сотни мА, за счёт этого и получал малый собств. шум.И конечно, каскод пришлось делать, даже для НЧ.Хотя усилитель был апериодический.

а вот данные на ОУ:

 

__1101__27.doc__1101__37.doc