[enom 0]

В 49 посте автор топика приводил даташит на входной транзистор, в нем есть два графика NF для двух случаев F=10Hz (учтен фликкер-шум) и F=1KHz. В обоих случаях при росте сопротивления источника сигнала хоть с 50 Ом, хоть с 600 Ом коэффициент шума при рабочей точке коллектора в 600uV падает.

Но автор спрашивал не про коэффициент, а про сам шум.

Коэффициент, может, и падает, а шум с ростом сопротивления растёт - законы физики.

[rloc 58]

Но автор спрашивал не про коэффициент, а про сам шум.

Если обратиться к определению коэффициента шума - это есть отношение сигнал/шум на входе к сигнал/шум на выходе. Таким образом уменьшение коэффициента шума при неизменном уровне сигнала и постоянстве коэффициента передачи означает уменьшение уровня шума, как на входе так и на выходе!

 

Коэффициент, может, и падает, а шум с ростом сопротивления растёт - законы физики.

Если сопротивление реактивное - никакой шум не растет и никакого противоречия с законами физики нет! Да и вообще, если внимательно почитаете, автор измеряет не общий шум, а шумы только усилителя (без источника), приведенные ко входу, которые в данном случае по замыслу целиком определяются входным транзистором.

[enom 0]

Замечательный пример, как вроде правильная логическая конструкция приводит к абсурду: поставьте на вход 1пф и померьте шум.

 

Другой пример: увеличивая сопротивление источника, шум на выходе увеличивается, несмотря на уменьшение коэффициента шума(в некоторой области, как следует из графика), вследствие того, что тепловые шумы активного сопротивления растут быстрее, чем уменьшается коэффициент шума.

Изменено 4 ноября, 2010 пользователем enom

[Stanislav 0]

стабильность будет проблемой. Сразу походу вопрос- можно ли получить тут КНИ меньше 0,1% если применить только локальную ОС (в эмиттере).

Конечно, можно.

Для этого следует подать общую ООС в первый каскад усиления с одного из последующих. Ессно, позаботившись об устойчивости усилка.

В Вашей первой схеме её удобнее всего подать в эмиттер.

 

 

Усиление транзистора нужно сохранить максимальным, чтобы не нахватать шумов по цепям питания и в последующих каскадах.

Подход правильный. Но общая ООС не уменьшит усиление первого каскада - оно останется таким, какое есть.

Необходимым условием сохранения малого уровня шумов является малость фазового сдвига по петле ООС в рабочей полосе частот. Об этом часто принято "забывать".

 

ЗЫ. Кстати, шумовые параметры Вашего усилка отнюдь не героические... Вы бы требования к нему обнародовали, чтоб можно было определиться. 

 

ЗЗЫ. И ещё. Оценивать уровень шума транзисторных каскадов по Spice-моделям транзисторов настоятельно не советую. Здесь надо ручками считать...

 

 

...Вообще тема low noise в операционниках разработана достаточно мощно.

Давайте признаем очевидное: она хорошо разработана только для мозгов потребителя.

Настоящие малошумящие ОУ можно пересчитать по пальцам. Многие уже не производятся. И, всё равно, до дискретных решений им далеко.

 

Источник сигнала- геофон, низкоимпедансная катушка (около 350Ом), поэтому я както сразу сориентировался на биполярник, полевики отбросил, Вы думаете стоит попробовать на полевичке?

Полный импеданс датчика в рабочей полосе надо приводить. Иначе расчёт будет некорректным, и уровень шума реального устройства может оказаться сюрпризом.

 

Поскольку какие-то характеристики Вы привели, сразу парочка вопросов:

- каков максимально допустимый ток потребления усилителя?

- каков максимально допустимый к-т шума усилителя при работе с данным источником в заданной полосе частот?

- каков полный импеданс датчика?

Собственно, этими вопросами следовало бы озаботиться ещё до начала проектирования.

 

ЗЗЗЫ. Думаю, одним из основных шумовых факторов будет фликкер, по причине 2 Гц нижней границы полосы пропускания. 

Изменено 4 ноября, 2010 пользователем Stanislav

[Alexashka 0]

Конечно, можно.

Для этого следует подать общую ООС в первый каскад усиления с одного из последующих. Ессно, позаботившись об устойчивости усилка.

В Вашей первой схеме её удобнее всего подать в эмиттер.

Пока не придумал как это сделать без увеличения потребляемого тока и больших емкостей, вариант без ООС я даже не рассматриваю.

 Подход правильный. Но общая ООС не уменьшит усиление первого каскада - оно останется таким, какое есть.

Необходимым условием сохранения малого уровня шумов является малость фазового сдвига по петле ООС в рабочей полосе частот. Об этом часто принято "забывать".

А вот это как раз не просто сделать, чтобы задавить петлевое усиление ниже 1 до того как фаза повернет на 180*, нужна по крайней мере одна частотная коррекция, которая задавит остальные, т.е сдвиг как минимум в 90* неизбежен. Либо надо снижать петлевое усиление и мириться с увеличением КНИ.

ЗЫ. Кстати, шумовые параметры Вашего усилка отнюдь не героические... Вы бы требования к нему обнародовали, чтоб можно было определиться.

 

ЗЗЫ. И ещё. Оценивать уровень шума транзисторных каскадов по Spice-моделям транзисторов настоятельно не советую. Здесь надо ручками считать...

Параметры такие: полоса пропускания по -3дб: 2...350Гц, усиление 1500, потребление не более 1мА (желательно получить порядка 100-200мкА), напряжение питания 3В (имеется 5В источник, но он грязный, в крайнем случае можно сделать 4...4,5В чистого питания). Импеданс датчика 350 Ом (индуктивным сопротивлением можно пренебречь на рабочих частотах). Коэф.шума усилителя не более 3дб. Макс.входной сигнал 1мВ. КНИ не более 0,1%. ВРоде все огласил? :)

Поскольку какие-то характеристики Вы привели, сразу парочка вопросов:

- каков максимально допустимый ток потребления усилителя?

- каков максимально допустимый к-т шума усилителя при работе с данным источником в заданной полосе частот?

- каков импеданс датчика?

Собственно, этими вопросами следовало бы озаботиться ещё до начала проектирования.

Вопрос не стоял таким ребром :) сначала было желание проверить возможность получения характеристик лучших, чем у ОУ, и уже получив конкретные результаты, попытаться их улучшить.

Можно сказать что это научно исследовательская работа :)

 

[Stanislav 0]

Пока не придумал как это сделать без увеличения потребляемого тока и больших емкостей, вариант без ООС я даже не рассматриваю.

По идее, можно обойтись без больших емкостей. Честно говоря, не совсем понял, для чего оне вообще нужны...

 

А вот это как раз не просто сделать, чтобы задавить петлевое усиление ниже 1 до того как фаза повернет на 180*, нужна по крайней мере одна частотная коррекция, которая задавит остальные, т.е сдвиг как минимум в 90* неизбежен.

Нельзя даже 90*. Шумы увеличатся кардинально.

 

Либо надо снижать петлевое усиление и мириться с увеличением КНИ.

Есть выход. ;)

Называется многоканальная ООС. В данном случае, достаточно и 2-х петель.

Одна петля - быстрая. А другая- точная. В нулевом приближении, примерно так.

Идея требует проработки, но чую, что решение где-то здесь.

 

...Параметры такие: полоса пропускания по -3дб: 2...350Гц, усиление 1500, потребление не более 1мА (желательно получить порядка 100-200мкА), напряжение питания 3В (имеется 5В источник, но он грязный, в крайнем случае можно сделать 4...4,5В чистого питания). Импеданс датчика 350 Ом (индуктивным сопротивлением можно пренебречь на рабочих частотах).

Понятно.

Из этого следует, что полевики нужно отбросить - они бОльших токов требуют.

Индуктивность (и даже ёмкость) всё-таки хотелось бы знать.

 

Коэф.шума усилителя не более 3дб. Макс.входной сигнал 1мВ. КНИ не более 0,1%. ВРоде все огласил? :)

Почти. Теперь думать надо...

Скажите, а как отнесётся датчик к тому, чтоб его нагрузить на КЗ?

Коррекцию АЧХ соорудить не проблема. Только не во входном каскаде.

 

...Можно сказать что это научно исследовательская работа  :)

Ну... насчёт науки не уверен, но исследовательская - несомненно.  :)

Изменено 4 ноября, 2010 пользователем Stanislav

[Alexashka 0]

Из-за него, но не только: к сопротивлению источника, подключается сопротивление кондёра, и у обоих тепловые(как минимум) шумы.

Источник сигнала я бы включил вместо R511, если возможно, а на диод - отдельное смещение,

обратную связь лучше заводить в эмиттер.

Да, по хорошему, его бы вообще выкинуть со входа. Хотя в схеме автора, которую я брал за основу стоит 10мк на входе (22мк во втором "улучшенном" варианте) и однакоже он получил 1,7нВ/sqrt(Гц). Ладно будем считать что это изза более малошумящего транзистора (хотя мне всетаки не верится что мой "low noise" 2sc2240 хуже, чем этот "general purpose" BC337).

Со своим первым вопросом вроде тоже стало ясно- фликкер шум у этого транзистора не прописан в модели, соответственно моделирование дает заниженный результат.

Update: Еще я думаю увеличение сопротивления (комплексного) источника сигнала не должно сильно проявляться изза токовых шумов, поскольку при этом падает усиление каскада на низких частотах.

По идее, можно обойтись без больших емкостей. Честно говоря, не совсем понял, для чего оне вообще нужны...

 

Нельзя даже 90*. Шумы увеличатся кардинально.

 

Есть выход. ;)

Называется многоканальная ООС. В данном случае, достаточно и 2-х петель.

Одна петля - быстрая. А другая- точная. В нулевом приближении, примерно так.

Идея требует проработки, но чую, что решение где-то здесь.

Понял, но не совсем. У Вас есть схемка для наглядности?

Индуктивность (и даже ёмкость) всё-таки хотелось бы знать.

...

Скажите, а как отнесётся датчик к тому, чтоб его нагрузить на КЗ?

Коррекцию АЧХ соорудить не проблема. Только не во входном каскаде.

К сожалению в паспорте она не указывалась, а померить живьем смогу только на той неделе.

...

Вот это тоже пока вопрос, известно то что собственное сопротивление датчика 600 Ом и его необходимо нагрузить по крайней мере на 1кОм, чтобы задавить резонансный пик. При этом АЧХ датчика абсолютно плоская. Если уменьшить нагрузочное сопротивление, то резонанс вообще исчезнет и видимо будет небольшой спад чуствительности на низких

частотах (датчик работает также как дифузор НЧ динамической головки - выше резонансной частоты)

Ну... насчёт науки не уверен, но исследовательская - несомненно.

Стараюсь применять научный подход- моделирование :rolleyes:

[карабас 0]

А не смотрели в сторону предусилителей - корректоров для головок MC-LP, требуемые параметры очень похожи (полоса от единиц герц, импеданс источника десятки-сотни ом, микровольтовый сигнал).

Изменено 5 ноября, 2010 пользователем карабас

[Alexashka 0]

А не смотрели в сторону предусилителей - корректоров для головок MC-LP, требуемые параметры очень похожи (полоса от единиц герц, импеданс источника десятки-сотни ом, микровольтовый сигнал).

где бы их посмотреть?

[enom 0]

Когда-то(в раннем детстве) делал подобный усилитель, представляю адаптированный вариант,

Кни < 0.02% при 0.5mV на входе(питание5V), Кu~1500, шум был сравним с шумом резистора.

Напряжение на выходе выставляется подстроечником, у меня сопротивление было ~1k.

Изменено 5 ноября, 2010 пользователем enom

[vlad3156 0]

....может подобрать что-то из готового...типа 538УН3....или у буржуев типа LMV771.....http://www.national.com/analog/amplifiers/precision_op_amps....здесь раскладка их продукции по шумам и прочему....

....если прикинуть .... напряжения шума создаваемого сопротивлением источника сигнала при нормальной температуре и в полосе 350гц то получим порядка 45нВ....

Изменено 5 ноября, 2010 пользователем galya

[Alexashka 0]

....может подобрать что-то из готового...типа 538УН3....или у буржуев типа LMV771.....http://www.national.com/analog/amplifiers/precision_op_amps....здесь раскладка их продукции по шумам и прочему....

....если прикинуть .... напряжения шума создаваемого сопротивлением источника сигнала при нормальной температуре и в полосе 350гц то получим порядка 45нВ....

Ток потребления 5мА. Не пойдет, максимум 1мА.

У буржуинов смотрел, есть хороший один, но абсолютно недоставабельный.

 

 

Когда-то(в раннем детстве) делал подобный усилитель, представляю адаптированный вариант,

А для чего там R5- вроде как он дает ПОС?

[enom 0]

А для чего там R5- вроде как он дает ПОС?

Сорри, не то взял, праздники.... Исправил. Параметры были в самом деле такие, только у меня питание было -5V, транзисторы с обратной полярностью - pnp транзисторы немного меньше шумят.

Ток потребления можно ещё уменьшать, но шум расти будет.

Изменено 5 ноября, 2010 пользователем enom

[Alexashka 0]

Сорри, не то взял, праздники.... Исправил. Параметры были в самом деле такие, только у меня питание было -5V, транзисторы с обратной полярностью - pnp транзисторы немного меньше шумят.

Ток потребления можно ещё уменьшать, но шум расти будет.

Вопросы по Вашей схеме.

Вы имели ввиду Т7 был pnp?

И "шумы были как у резистора" -это как у R2+P1= 2кОм? я так понимаю Т1 не добавляет шумов во входную часть?

И еще вопрос, как у этой схемы с температурной стабильностью? (диапазоне -30+70)

[enom 0]

Да, Т7 был pnp, про шумы только помню, что дальше можно не улучшать, меня искажения волновали, шумы больше зависели от конретного экземпляра тр-ра, чем от типа.

Шумы источника и P1 складываются как корень из суммы квадратов.

Термостабильность зависит от сочетания конкретного т-ра и диода. Работало в помещении и проблем не вызывало - не фокусировался на этом.

Можно взять сдвоенные тр-ры и один использовать в качестве диода в Вашем случае.

Изменено 6 ноября, 2010 пользователем enom