Сумматор

[patron]

Было свободное время - всё-таки разобрался с этим феноменом со 100кОм и без : я взял схему, предложенную new_man и как-то в голову не пришло посмотреть даташит на LT1022 - оказалось, что у него аж 14 нВ на 1 кГц ! И он вообще не дефинируется, как малошумящий. Вот отсюда и слабое влияние этих 100 кОм - шумы самого опера превалируют. Проверил с OPA209 - результаты близки к Вашим. Так что LTSpice частично реабилитирован  8-)
Правда 1022 вообще отказался работать при 6 В питания. В даташит у него прямо не указано минимальное питание, но косвенно вроде +/- 12 В. Стандартное +/- 15 В.
Так что неудивительно - этот опер вообще не из той оперы.

Но вернёмся к нашим баранам : сумматор.
Не очень себе представляю - как на базе этой схемы создать сумматор  :-?

[new_man]

Вообще-то схема предлагалась просто как пример схемотехники. Там и ПТ не те, и ОУ взят первый попавшийся.
К баранам: зачем вообще нужен сумматор, если входная цепь шумит 2,5 нВ на 100 Гц, то есть заданного вами же значения в 2 нВ суммарного не получить ни с чем и никогда?

[patron]

Когда с/ш вх. каскада доведён почти до теоретического предела, то дальнейшее улучшение с/ш всей системы можно улучшить применив несколько сенсоров, каждый со своим преампом и дальнейшим суммированием - шумы отдельных преампов некореллированы со всеми вытекающими : сигналы от 4-х сенсоров сложатся и дадут в сумме 12 дБ, а вот шумы возрастут только на 6 дБ.  А 6 дБ улучшения с/ш - это уже оооочень заметно на слух.

[OlegFX]

как-то в голову не пришло посмотреть даташит на LT1022 - оказалось, что у него аж 14 нВ на 1 кГц !

Вот так, нежданно-негаданно вдруг оказалось! (см. Ответ #106, последнее предложение).

[new_man]

О тех же баранах по второму разу.
Удвоение номинала входного резистора дает тот-же эффект, что и удвоение каналов. А уж проще-то насколько...

Ну допустим, имеем N каналов... а питать от чего? Один источник 48 В с трудом потянет один канал, и то, если эти 48 В честные, а не -10-20%.

[OlegFX]

Ну допустим, имеем N каналов... а питать от чего? Один источник 48 В с трудом потянет один канал, и то, если эти 48 В честные, а не -10-20%.

Кстати, я давно хотел задать ТС-у вопрос: зачем привязываться к фантому? Проект сложный, особенно если предполагается n-сенсоров, зачем извращаться, пытаясь втиснуться в узкие рамки, диктуемые фантомом? Всё равно, с собой таскать сенсоры-кабели, микшер, рекордер, наушники... Ну, один блочок с аккумуляторами не сильно ухудшит массо-габаритные показатели всего комплекса.

[patron]

На остальные вопросы отвечу позже, ну а пока результаты экспериментов на живых макетах.
У меня в макетах стоят вх. конденсаторы 1 нФ. Теоретически это очень мало при собств. ёмкости сенсора 2,7 нФ. Меня убеждали, что замена вх. конденсатора на 100 нФ даст значительное улучшение с/ш. Я пробовал симить вх. цепь в "чистом" виде без привлечения модели ПТ - действительно сим показывает значительное улучшение (на память сейчас не помню, но помню, что в разы, а не %)
В реальном преде, использующем одну из наиболее малошумящих схем, увеличение вх. конденсатора с 1 нФ до 0.33 мкФ (WIMA) не дало уменьшения шумов на выходе преда ни на копейку. На слух ессно.

Втрой эксперимент - с увеличением резистора утечки с 1 ГОм до 3 ГОм. Думаю, что увеличение втрое должно быть уже заметно на слух.
Реально - ни на копейку.

Очевидно, что шумы определяют не эти компоненты, а сам пред. С чем это всё связано - надо обдумать. Тип вх. транзисторов отобран из многих, режим по току близок к оптимальному. Создать схему вх. преда более малошумящую, мне пока не удалось. Перепробовал несколько схем, предложенных и здесь и на других форумах - и повторители и с усилением : каскодную и с ОУ.

[OlegFX]

У меня в макетах стоят вх. конденсаторы 1 нФ.

Зачем они нужны, если сенсор сам по себе и есть ёмкость? На нём же нет постоянки, там нечего развязывать. Это в схеме микр. преампа, которую вы здесь выложили, конденсатор необходим, т.к. он отделяет вход от поляризующего напряжения. Но здесь-то зачем вы его поставили?

[patron]

В реальной схеме на входе стоят защитные диоды. Они нужны, если понимать - как работает пьезокерамика.

[new_man]

@ patron, расскажите, пожалуйста, подробно, как и чем вы меряете шумовые параметры "живьем".

[OlegFX]

Они {диоды} нужны, если понимать - как работает пьезокерамика.

Из принципа работы пьезокерамики совсем не следует, что диоды обязательны. Много лет занимаюсь пьезодатчиками+электроникой для гитар, никогда там не встречал никаких диодов. То же самое и про пьезосъёмники для винила - никаких диодов отродясь там не было. А про специфику ваших сенсоров я действительно не в курсе, не раз упоминал об этом. Но было бы в ваших же интересах сразу всё объяснить, что да как. Или нет?
Кстати, если диоды "не того" типа и не так, как положено включены, то они могут являться источником значительного шума.

В реальной схеме на входе стоят защитные диоды.

А мы должны были догадаться сами? А вам самому нарисовать эти диоды, не? Вот, не зря вас Штирлицем обозвали. Только тот для пользы дела шифровался, а вы - во вред себе. Шифруетесь максимально плотно, например, еле выдрал из вас клещами ответ, что шум с пьезо = с конденсатором. Потребовалось 4(!!) моих поста (##98, 100, 102, 104) с картинкой впридачу для того, чтобы получить этот простейший ответ. Такое впечатление, что вы нам делаете великое одолжение, отвечая на наши вопросы. ОК, воля ваша выбирать любой, в том числе и такой непродуктивный стиль общения; ну, а я, в свою очередь, переключаюсь в режим "сторонний наблюдатель".

[patron]

@ patron, расскажите, пожалуйста, подробно, как и чем вы меряете шумовые параметры "живьем".

Есть две алюминиевые коробочки со съёмной верхней крышкой, по краям - вх. и вых. разъёмы. Внутри одной находится референсный преамп, в другой - сравниваемый. Выходы обеих коробочек подключаются кабелями ко входам например 788-го рекордера Sound Devices. Параллельно входам у каждого преампа на землю стоят плёночные кандюки по 2,7 нФ - эквивалент сенсора.
Сначала подаю на вход каждого преампа тестовый сигнал от НЧ генератора такой амплитуды, чтобы ручки Gain рекордера стояли по возможности ближе к максимуму, но до срабатывания компрессора. Ручками выравниваю усиление в обоих каналах до показаний дисплея например 50 дБ. Отключаю генератор НЧ и переключая каналы слушаю в мониторных наушниках собственные шумы преампов. Конечно обычно уровень шумов на выходах преампов оказывается неодинаковым. Тогда ручкой Gain одного из каналов выравниваю шумы. Разница показаний усиления в каналах в дБ и есть искомая разница.
Разумеется это относительная цифра, а не абсолютная, но меня в первую очередь интересует вопрос - удалось ли мне сделать пред, имеющий меньшие шумы, чем референсный и если да, но на сколько дБ.
Тоже самое касается и сравнения шумов разных транзисторов. 
Как уже писал - такой способ позволяет уверенно выловить разницу в 2 дБ, а кроме того и сравнить характер шумов, что часто даёт наводку где-то что-то подкорректировать. 

[patron]

Из принципа работы пьезокерамики совсем не следует, что диоды обязательны. Много лет занимаюсь пьезодатчиками+электроникой для гитар, никогда там не встречал никаких диодов

Диоды на входе ставятся только в готовой отработанной плате, в макетах они нафик не нужны, а кроме того совершенно точно проверено, что на шумы они вообще никак не вляют. Так что указывать их в сабже нет никакого смысла.
Вам для общего развития : если зимой вынести такой сенсор, как у меня, из тёплого помещения +20 град. на мороз -10 град., то гарантировано входной транзистор запрётся на несколько десятков секунд : такая керамика очень сильно реагирует на изменение температуры, производя постоянное напряжение от нескольких вольт до пары десятков вольт и напрочь запрёт вх. танзистор.

еле выдрал из вас клещами ответ, что шум с пьезо = с конденсатором. Потребовалось 4(!!) моих поста (##98, 100, 102, 104) с

[/quote]

Мой пост 103 : ".Именно так я всегда и тестирую схемы - вместо датчика его эквивалент на землю, конечно высококачественный и конечно сравнивал.."

[patron]

О тех же баранах по второму разу.
Удвоение номинала входного резистора дает тот-же эффект, что и удвоение каналов. А уж проще-то насколько...

Я уже писал об эксперименте с увеличением втрое 1-гигаомного резистора. А вот что говорит чел с ELECTRONICS - и очевидно он в теме :
"...Не стоит путать шумовой ток с напряжением шума! С током шума всё наоборот - чем больше R, тем меньше этот ток. Конечно, выпускаются резисторы аж до 100 ГОм, но такой микрофон будет крайне нестабильным, т.к. изоляция должна быть беспрецедентно качественной. Притом, даже дыхание будет хаотически понижать это сопротивление, что вызовет шуршание, шум-грохот типа "перекатывания валунов" и т.п. Не говоря о банальным загрязнением, которое со временем проявляется во многих микрофонах с "обычным" R 1 ГОм.
А учитывая особенности слуха - пониженную чувствительность на НЧ, этот НЧ-шум - вообще небольшая проблема, поэтому никто и не заморачивается с много-ГОмными R...  .. максимум встречается 1-2 ГОм..."

[new_man]

Вы используете уши в качестве измерительного инструмента - ну так и приводите симуляцию к тому-же. Соорудите после усилителя взвешивающий фильтр по МЭК "А" и мерьте суммарный вольтаж шума в полосе частот.
Я, пожалуй, тоже удаляюсь. Как-то не получается разговор...

[patron]

Ну уж и не знаю что ещё нужно от меня. Отвечаю на вопросы по мере наличия времени - нет у меня возможности бросить работу и по стойке смирно немедленно отвечать на все вопросы. Время от времени просматриваю весь топик и отвечаю на то, что просмотрел.
Если всё ещё не ответил на какие-то вопросы - прошу извинения. Укажите на какие именно - постараюсь ответить и на них.

Соорудите после усилителя взвешивающий фильтр по МЭК "А" и мерьте суммарный вольтаж шума в полосе частот.

- уж месяц назад Бордодинов с Казуса соорудил такой модуль. Радикально это не продвинуло работу, но некоторую ясность внесло.
По поводу объективных инструментальных измерений уже писал - ошибка измереий из-за всяческих помех может пох#рить все усилия. Поэтому и проверяю всё на слух методом сравнения. Попробую померять численно, когда упрусь в невозможность дальнейшего улучшения с/ш.
Пока что могу сказать, что удалось, опираясь на советы на разных площадках, опробовать несколько схем, шумы которых на 5 дБ лучше, чем у серийного преда одной известой амеровой фирмы за несколько килобаксов (имя не буду упоминать всуе), предназначенного для тех же целей - сравнивал у себя на столе по вышеизложенной методике.

Спасибо за интересные мысли на этой ветке. Время от времени возвращаюсь к предложенным здесь схемам и продолжаю попытки их оптимизации под сабж. Если удастся утолкать под хорошие результаты - выложу здесь.

[patron]

Было предложение от OlegFX посмотреть шумы вх. каскада на ПТ в идеальных с точки зрения шумов условиях - сделал.
Ку конечно в этом случае получился 25 и THD не фонтан, но для эксперимента забьём на это. Что интересно - в тепличных условиях шумы LSK170 в области 100 Гц оказываются соизмеримы с шумами сенсора, нагруженного на 1 ГОм, а вот в области наибольшей чувствительности уха - 3 - 5 кГц  - шумы определяются исключительно ПТ. Отсюда напрашивается вывод, что брать за критерий 100 Гц и ниже нерационально - лучше смотреть всё в диапазоне 1 - 10 кГц.