[HardJoker 12]

Вообще-то , в этой схеме транзисторы и шумят и усиливают , как два транзистора , включённых параллельно :) . Странно было бы , если бы было не так ! :a14: А преимущество - ток питания используется дважды , выше линейность и нет никаких сопротивлений в цепи эмиттеров , которые могли бы дополнительно шуметь - в обычном каскаде с ОБ нужно же подводить ток к эмиттеру ..... опять же , при хорошей балансировке можно обойтись без входного конденсатора .

 

 

 

Усиливает только один из входной пары транзистор, другой будет закрыт. А вклад по шумам вносят три транзистора. Один из двух первой пары открытый входной и оба из второй пары в диодном включении. Кроме того упущено главное. Каждый малошумящий транзистор нормируется по коэффициенту шума Kf. Минимальный Kf достигается в определенной полосе частот и жестко связан с током эмитера. Минимум Kf имеет при строго оптимальном токе эмитера. Причем, для работы транзистора в микрорежиме, Kf будет больше, но свою зависимость от тока эмитера сохранит полностью. Поэтому для малошумящих усилителей более всего подходит обычный каскад с ОЭ, ток покоя (рабочая точка) которого строго соответствует минимальному Kf. И тут без обратной связи по току в цепи эмитера не обойтись. Для дальнейшей минимизации шумов используют параллельное (до трех) включение каскадов. Что касается вклада по шумам пассивных элементов, одним из лучших руководств по данному вопросу можно считать известную книжку Г.Отт "Методы подавления шумов и помех в электронных системах" (раздел 8)...

 

Ещё терминологию не мешает подучить. Иначе Ваши старания не будут оценены по достоинству. :)

 

Учиться никогда не поздно и не стыдно. Стыдно не учиться :-)

[deemon 0]

Ага!

 

Всё добавит: и резисторы, и ток базы. А результирующий шум всё равно такой, какой Вы видите.

У меня есть предложение получше. Возьмите спайс, те же транзюки, то же питание, и постройте модель Вашей схемы. А потом сравним.

Знаете, вместо того, чтобы строить не соответствующие действительности предположения, занялись бы лучше полезным делом (см. выше). :) А я попытаюсь выложить более продвинутый вариант схемы, как только смогу.

 

Знаете , я не занимаюсь "симуляцией" :) Судя по тому , что получилось у вас - она даёт результаты , не соответствующие реальности , да я и вообще это дело не люблю . Если я и буду испытывать свою схему - то в железе , с запараллеленными на входе транзисторами , и с РЕАЛЬНЫМ источником сигнала - ленточным микрофоном или ( как вариант ) с головкой с подвижной катушкой (МС) для винила - её параметры похожи на ленточник , только сопротивление катушки больше - единицы Ом . А в варианте I/U преобразователя она и сейчас у меня прекрасно работает , я через неё музыку слушаю :)

 

Усиливает только один из входной пары транзистор, другой будет закрыт.

 

Это в классе В так будет , а у меня класс А с хорошим током покоя ...... так что усиливают одновременно оба транзистора , и включены они строго параллельно по переменному току !

[HardJoker 12]

Это в классе В так будет , а у меня класс А с хорошим током покоя ...... так что усиливают одновременно оба транзистора , и включены они строго параллельно по переменному току !

 

На приведенном эскизе схемы транзисторы не имееют смещения за исключением прямовключенного диода по базе. Их состояние в лучшем случае пограничное между режимами AB и B. Подача положительной п/волны сигнала закроет верхний транзистор, а подача отрицательной п/волны, соответственно, нижний. Кроме того, каскад, не охваченный ОС не может считаться оптимальным с точки зрения вносимых им искажений (гармоник). Особенно это касается комплементарных симметричных схем с различной проводимостью плеч. В случае электронных ламп - другое дело. Повторяемость параметров одно из самых значимых их достоинств.

[deemon 0]

На приведенном эскизе схемы транзисторы не имееют смещения за исключением прямовключенного диода по базе. Их состояние в лучшем случае пограничное между режимами AB и B. Подача положительной п/волны сигнала закроет верхний транзистор, а подача отрицательной п/волны, соответственно, нижний. Кроме того, каскад, не охваченный ОС не может считаться оптимальным с точки зрения вносимых им искажений (гармоник). Особенно это касается комплементарных симметричных схем с различной проводимостью плеч. В случае электронных ламп - другое дело. Повторяемость параметров одно из самых значимых их достоинств.

 

Если вы рассмотрите схему подробнее , то заметите , что без сигнала - это просто 2 токовых зеркала . ТОк покоя мы задаём резисторами в цепях смещения , и выбираем его таким , чтобы он с запасом превышал ток сигнала . Поэтому правильно рассчитанный каскад при нормальном сигнале из класса А не выйдет . Это показывает и теория и практика .......

[HardJoker 12]

Если вы рассмотрите схему подробнее , то заметите , что без сигнала - это просто 2 токовых зеркала . ТОк покоя мы задаём резисторами в цепях смещения , и выбираем его таким , чтобы он с запасом превышал ток сигнала . Поэтому правильно рассчитанный каскад при нормальном сигнале из класса А не выйдет . Это показывает и теория и практика .......

 

Для входных сигналов с амплитудой не более 100mV...200mV выставить режим А можно. Но на его стабильность в диапазоне температур (В.Л.Шило, "линейные интегральные схемы", стр.44, 45) расчитывать сложно. Нелинейности же будут проявляться с десятков миливольт входного сигнала. Отдельная проблема - подобрать пары транзисторов с одинаковыми входными характеристиками для обеспечения "зеркала". Для всех четырех транзисторов еще более проблематично.

[deemon 0]

Для входных сигналов с амплитудой не более 100mV...200mV выставить режим А можно. Но на его стабильность в диапазоне температур (В.Л.Шило, "линейные интегральные схемы", стр.44, 45) расчитывать сложно. Нелинейности же будут проявляться с десятков миливольт входного сигнала. Отдельная проблема - подобрать пары транзисторов с одинаковыми входными характеристиками для обеспечения "зеркала". Для всех четырех транзисторов еще более проблематично.

 

А откуда там 200 мв на входе ? У меня при приёме тока от ЦАПа - на входе порядка 10 мв сигнала ( и я потом хочу ещё это уменьшить ) , а если усиливать сигнал от микрофона или головки - то там вообще доли милливольта :)

[HardJoker 12]

А откуда там 200 мв на входе ? У меня при приёме тока от ЦАПа - на входе порядка 10 мв сигнала ( и я потом хочу ещё это уменьшить ) , а если усиливать сигнал от микрофона или головки - то там вообще доли милливольта :)

 

Для указанного ограничения вх.сигналов режим А будет. Остались вопросы по стабильности и допускам. Что хорошо в интегральном исполнении, не везде пройдет на дискретных элементах.

[Stanislav 0]

Знаете , я не занимаюсь "симуляцией" :) Судя по тому , что получилось у вас - она даёт результаты , не соответствующие реальности , да я и вообще это дело не люблю .

Честно говоря, и я не пользовал ранее моделятор для НЧ схем - только неделю назад к спайсу начал приобщаться.

Мне тоже иногда кажется, что он врёт, но ничего лучшего не имеем: спайс-модели для электронных компонентов поставляет сам изготовитель. В справочниках же и даташитах данных для нормального расчёта режимов работы приборов в большинстве случаев не хватает.

Конечно, всё надо проверять в натуре - тут разговора нет. Но хоть сравнительный анализ можно попробовать сделать.

 

...Если я и буду испытывать свою схему - то в железе , с запараллеленными на входе транзисторами , и с РЕАЛЬНЫМ источником сигнала - ленточным микрофоном или ( как вариант ) с головкой с подвижной катушкой (МС) для винила - её параметры похожи на ленточник , только сопротивление катушки больше - единицы Ом . А в варианте I/U преобразователя она и сейчас у меня прекрасно работает , я через неё музыку слушаю :)

Для варианта источника с сопротивлением в несколько ом ОБ и вовсе не подходит - будет ослаблять сигнал своим низким сопротивлением. Так шта...

 

Вот несколько доработанный вариант первоначальной схемы.

 

 

Усиление - около 300; широкополосный шум, если верить моделятору, около 0,4 нВ/sqrt(Гц). Ток потребления - чуть более 5 мА.

 

ЗЫ. Кстати, на имеющейся у меня модели хороших транзисторов SSM2210 шум получается несколько больше.

ЗЗЫ. Схему с гораздо бОльшим входным импедансом и примерно такими же шумами выложу чуть позже.

[Myron 0]

Честно говоря, и я не пользовал ранее моделятор для НЧ схем - только неделю назад к спайсу начал приобщаться.

Мне тоже иногда кажется, что он врёт, но ничего лучшего не имеем: спайс-модели для электронных компонентов поставляет сам изготовитель. В справочниках же и даташитах данных для нормального расчёта режимов работы приборов в большинстве случаев не хватает.

Конечно, всё надо проверять в натуре - тут разговора нет. Но хоть сравнительный анализ можно попробовать сделать.

...

 

Станислав, не вступаю с вами в полемику, но использую спайс с 1985, еще с ДОС версии 4.03 (сейчас 15.7) и меня настораживает, когда получаю результаты моделирования отличные от натурального прототипа (конечно имею в виду диапазон до 50-100 Мгц). Было бы интересно посмотреть на любые подозрения на спайс во вранье - не для уличения кого-то в ошибках - обязуюсь в полемику не вступать, если не спросят.

Мне думается, что, при использовании адекватных моделей - отдельная песня - расхождения зависят от плохо или слабо формализуемых вещей. Приведу пару "классических" примеров.

 

1. Мой друг промоделировал весьма средний по современным воззрениям усилитель мощности и получил сногсшибательные результаты по гармоникам. Прототип показал весьма средние результаты. Дальнейший анализ показал, что при моделировании не учитывался разброс транзисторов, тепловые градиенты (статические и динамические), ОС и ПОС связи в реальном прототипе из-за монтажа, и т.п. и т.д... из области больше практической и производственной электроники.

 

2. В соответствии с заданием я собрал 6 компараторов для датчиков с регулируемыми порогами и шириной окна. Все должно было потреблять не более 30 мка при работе с сигналами до 4-5 кгц, амплитудой до 1.5 В и разрешением по порогам 0.25%. Для делителей окон я применил 10 Мом резисторы. Собранные образцы показали соответствие заданию. Мой начальник, имеющий зуб на меня, решил упростить схему и вместо отдельных делителей для окон предложил использовать общие делители. Спайс показал OK. Собранный прототип работал плохо на высших частотах диапазона. Добавление паразитных (монтаж) конденсаторов в 3 пики в спайс схемы между опорами и сигналами привело к аналогичным результатам при моделировании.

 

Понятно, что оба примера довольно тривиальны, но показательны на мой взгляд, и "...Конечно, всё надо проверять в натуре - тут разговора нет. "

 

По поводу получения низких шумов наибольший вклад при прочих равных в усилителе с ОЭ дает rb транзистора (корень из rb). Поэтому работает параллельное включение транзисторов на входе с ОЭ (как корень из количества транзисторов), но на практике до 3-5 в параллель, а дальше выигрыш мизерный. Это одна из причин использования относительно больших транзисторов на входе биполярных твердотельных ОУ (одна но не единственная) - у больших по площади транзисторов меньше rb, но больше паразитные емкости.

Проверить действие в спайсе легко изменив rb в любой используемой модели транзистора.

[Alexandr 0]

Myron качество моделирования спайса обсуждается в другой теме. Ваш пост пока удалять не буду. Прошу не развивать дискуссию в данном направлении.

[Stanislav 0]

Станислав, не вступаю с вами в полемику, но использую спайс с 1985, еще с ДОС версии 4.03 (сейчас 15.7) и меня настораживает, когда получаю результаты моделирования отличные от натурального прототипа (конечно имею в виду диапазон до 50-100 Мгц). Было бы интересно посмотреть на любые подозрения на спайс во вранье - не для уличения кого-то в ошибках - обязуюсь в полемику не вступать, если не спросят.

Мне думается, что, при использовании адекватных моделей - отдельная песня - расхождения зависят от плохо или слабо формализуемых вещей.

С последним согласен. Свои же подозрения я обнародовать пока не хочу - нет опыта работы со спайсом и результатов натурных сравнений.

 

Независимо от этих вещей, хотелось бы всё-таки сравнить схемы: мою и deemon-а, хотя бы на моделяторе. Свою схему я выложил; оппонент - нет. То, что им нарисовано, схемой не является.

По нормально нарисованному чертежу, с указанием всех номиналов и типов элементов, составить модель будет несложно.

 

 

...По поводу получения низких шумов наибольший вклад при прочих равных в усилителе с ОЭ дает rb транзистора (корень из rb). Поэтому работает параллельное включение транзисторов на входе с ОЭ (как корень из количества транзисторов), но на практике до 3-5 в параллель, а дальше выигрыш мизерный. Это одна из причин использования относительно больших транзисторов на входе биполярных твердотельных ОУ (одна но не единственная) - у больших по площади транзисторов меньше rb, но больше паразитные емкости.

Проверить действие в спайсе легко изменив rb в любой используемой модели транзистора.

Это всё мне известно. Параллельное включение транзисторов уменьшает тепловой шум омического сопротивления кристалла, не оказывая влияния на дробовой шум эмиттерного p-n перехода, который в приведённой выше схеме является доминирующим. Поэтому, эффективное напряжение шума при параллельном включении двух транзисторов составило только 0,82 относительно одиночного транзистора (а не 0,71). Дальнейшее увеличение их количества особого смысла, думается, иметь не будет - рулит дробовой шум, который может быть уменьшен только путём увеличения тока через каскад.

Надо сказать, есть маломощные транзюки с малым объёмным сопротивлением базы - например, MAT02 от AD. Надо попробовать...

 

ЗЫ. А у Вас (или кого-нибудь ещё) нет ли спайс моделей, например, КТ3102Е и других малошумящих транзисторов? Мне что-то с ходу найти не удалось...

[deemon 0]

Независимо от этих вещей, хотелось бы всё-таки сравнить схемы: мою и deemon-а, хотя бы на моделяторе. Свою схему я выложил; оппонент - нет. То, что им нарисовано, схемой не является.

По нормально нарисованному чертежу, с указанием всех номиналов и типов элементов, составить модель будет несложно.

 

А что же это , как не схема ? Иероглиф , что ли , китайский ? :) Если номиналы интересны , то это не вопрос . В том варианте , что у меня сейчас собран - транзисторы BC550 / BC560 , резисторы в коллекторах транзисторов - 2,2 ком , резисторы в цепях смещения - 4,7 ком , электролиты - 220 мкф на 16 вольт . Такие же электролиты стоят и паралельно транзисторам смещения ( с баз входных на землю ) - для устранения шума в цепях смещения . Питание +-15 вольт .

[Stanislav 0]

А что же это , как не схема ? Иероглиф , что ли , китайский ? Если номиналы интересны , то это не вопрос . В том варианте , что у меня сейчас собран - транзисторы BC550 / BC560 , резисторы в коллекторах транзисторов - 2,2 ком , резисторы в цепях смещения - 4,7 ком , электролиты - 220 мкф на 16 вольт . Такие же электролиты стоят и паралельно транзисторам смещения ( с баз входных на землю ) - для устранения шума в цепях смещения . Питание +-15 вольт .

Какую землю? Пока что мы имеем 2 провода (фантомное питание) и 48 вольт. Ток питания предлагаю ограничить в районе 5 мА.

Помоделять всё же попытаюсь. Хотя, для меня и сейчас очевидно, что она будет проигрывать предложенной мной по многим параметрам.

 

Справедливости ради, надо сказать, что и моя схема не в полной мере отвечает требованиям фантомного питания. Но, после обнародования его параметров, обязуюсь её адаптировать. :)

 

 

--------------------------------------------------------------------------------

Вот схема. Поправьте, если что не так.

Сопротивление источника выбрано, как и в моей схеме, равным 2 Ом. Моделей транзисторов BC550/BC560 сейчас нет, поэтому поставил такие же, как и в моей схеме.

Ток потребления схемы - 6,6 мА.

 

А вот результат моделирования АЧХ и шумов.

 

 

Видно, что шумы Вашей схемы чуть меньше моей ( 0,39 нВ/sqrt(Гц) ), что объясняется, отсутствием элементов ООС и другими, более мелкими факторами. Без конденсаторов в цепях смещения схема шумит больше моей (0,52 нВ/sqrt(Гц), что также вполне понятно.

Теперь о недостатках данной схемы.

1. Усиление нестабильно, и зависит от индивидуальных экземпляров транзисторов, а также от внешних факторов (температуры).

2. Выходное сопротивление схемы велико (~1 кОм), что при подключении длинного кабеля приведёт к большим помехам.

3. Отсутствие ООС приведёт к повышенным искажениям (в особенности, на нечётных гармониках сигнала).

4. Для работы в достаточно широком диапазоне температур в схему потребуется ставить малошумящие транзисторные сборки, что в наше время весьма проблематично. Иначе рабочие точки транзисторов будут безбожно плыть (можно показать на модели и это).

5. Схема не может работать с однополярным питанием. Более того, с трудом себе представляю, как её можно переделать для работы с фантомным питанием (т.е., по двум проводам, с последовательными резисторами на приёмной стороне).

 

В моей же схеме эти проблемы практически решены (каскады охвачены глубокой ООС, "земли" - средней точки питания - не требуется). Дальнейшее уменьшение шумов также может быть достигнуто.

Попытайтесь устранить недостатки, а затем попробуем помоделять снова. Я тоже попробую усовершенствовать свою схемму. А также адаптировать её для "фантома".

[SIA 0]

ЭДС шума не уменьшается- она увеличивается пропорционально корень кв. из N включенных параллельно транзисторов (или ОУ). Сигнал при этом увеличивается в N раз. Отсюда выигрыш- в корень из N раз. Зато шумовой вх. ток увеличивается так же в корень из N раз, поэтому, если вых. импеданс источника достаточно велик, можно и не выиграть от паралельного включения приборов, например, БТ, а даже проиграть по шумам. Это, в данном случае, относится больше к случаю применения трансформатора.

Вот это уже не совсем верно. Эдс шума как раз уменьшается, даже при неизменном токе (уменьшение Rб, довольно большого для многих npn, у BC550С/КТ3102Е около 600-800 Ом), а сигнал остается прежним. Токовый шум увеличивается, только если растет ток питания этой связки транзисторов - за счет роста тока базы.

01_2005.pdf

02_2005.pdf

12_2004.pdf

Изменено 26 октября, 2007 пользователем SIA

[Myron 0]

...Моделей транзисторов BC550/BC560 сейчас нет, ...

 

Вот что есть у меня:

BC550_BC560_lib.rar