Автор Тема: Сумматор  (Прочитано 6417 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #40 : Июня 26, 2020, 01:41:26 pm »
Цитировать
А что в вашем посте №26? Результаты симуляции схемы, к которой лично у меня доверия нет, впрочем как и к любым результатам симуляции.
-  Про симулятор : я действую по принципу - доверяй, но проверяй. И это работает. И не только у меня. И именно на основе симуляции мне удалось очень сильно продвинуться вперёд в части улучшения с/ш.
Чему я не доверяю, так это сравнению шумовых х-к разных моделей : живые измерения показали, что по шумам доверять им нельзя.
Что касается АЧХ, THD и др. - очень даже вменяемые результаты, неплохо совпадающие с макетированием и измерением и схема из поста 26 - вполне себе адекватная.
Цитировать
То, что я вам написал вещь абсолютно очевидная и простая для понимания
- очевидно речь про параллельное соединение транзисторов. Если так, то жду ответа на мой вопрос : ".. В чём разница при соединении n-полевиков впараллель, при котором ёмкости складываются или просто взять один полевик с гораздо бОльшим кристаллом - ведь кристаллы мощных полевиков состоят из параллельных решётчатых структур ?..."
Цитировать
Что же касается вашего заявления насчет ОУ - это действительности не соответствует. Посмотрите даташиты на вышеприведенный OPA827 или LME49710 - уровень их шума 2 с небольшим нВ на корень из Гц. Покажите мне каскад на одиночном транзисторе с таким же шумом?
- согласно даташит TI, OPA827 имеет 4 нВ на 1кГц и где-то 4.5 на 100 Гц (на которых я сравниваю шумы) и 4.8 Ма потребления.

Но у меня сейчас главный вопрос - даст ли улучшение использование нескольких отдельных сенсоров, каждый со своим предом и последующим суммированием. Если есть мысли - выслушаю с интересом.

« Последнее редактирование: Июня 27, 2020, 05:33:31 am от patron »

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #41 : Июня 26, 2020, 02:39:52 pm »
@ patron, аnd what about увеличения номинала входного резистора? OlegFX дельную вещь подсказал.


patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #42 : Июня 27, 2020, 05:49:42 am »
Конечно, при увеличении сопр. утечки с 1 ГОм до 100 ГОм шум на 100 Гц падает с 0,9 нВ до 0.1 нВ, а про полевик и его параметры забыть ?

Ligeti

  • Сообщений: 891
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
Re: Сумматор
« Ответ #43 : Июня 28, 2020, 10:56:15 am »
@ patron

Ну если для вас КНИ в 0,2% в данном случае норм, то наверное схема адекватная, хозяин-барин. А я бы поставил ГСТ вместо резистора в истоке, тем более в первом посте все уже нарисовано. Даже проще - сделал бы ГСТ на ПТ с затвором об землю. И я не пойму о каком все же шумовом бюджете речь-то идет? В частности резистор R6 в 1кОм при комнатной температуре и диапазоне частот от 0 до 20 кГц даст шум 0,6 мкВ или 600 нВ! А вас чем-то опер с 4нВ не устраивает... Дада, сейчас скажете, что интересующий вас частный диапазон это 100 Гц, но в схеме я не вижу ни одного решения, позволяющего настолько сузить АЧХ каскада. При этом наоборот, нарисован каскод, который если что-то и улучшает, то работу схему в области ВЧ. Мб фильтры вами и предусмотрены, где-то за скобками, но они сами по себе они ведь не бесшумные. И тем более при рекомендуемом сопротивлении входа в 1ГОм вам столько всего "разночастотного" на вход прилетит помимо полезного сигнала, что на вашем месте я бы скорее озаботился его фильтрацией, нежели чем малошумностью каскада как такового.
Что касается второго вопроса насчет мощного ПТ или нескольких маломощных ПТ - правда не знаю, замеров не проводил. Но вот что говорит Дуглас Селф у себя в книге:
- напряжение шума в ПТ прямо пропорционально корню четвертой степени из тока стока,
- источником шума является ток утечки затвора, который удваивается при росте температуры ПТ на каждые 10 С,
- шум ПТ зависит от его крутизны. Приведен пример для тока стока в 1мА, для которого разные ПТ имели крутизну от 0,5 до 3мА/В и плотностью шума от 4,7 до 1,9 нВ на корень из Гц СООТВЕТСТВЕННО.
В общем из всего этого делаю вывод, что применение мощных ПТ в рамках "шумовой гонки" не целесообразно. Хотя оно и так не целесообразно, потому что с вашими возможностями питания схемы вы в любом бы случае не смогли бы вывести мощный ПТ в линейный режим.
Ну и последний вопрос - я бы именно так и сделал, всем сестрам по серьгам. Локальные преды с малым шумом. Хотя ТЗ как такового нет, что за сенсоры, где они, для чего они, зачем их суммировать и т.д.
Забыл еще добавить - у Хорвица и Хилла есть во всем известной книге целый раздел или глава по проектированию малощумящих схем.
« Последнее редактирование: Июня 28, 2020, 10:59:03 am от Ligeti »

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #44 : Июня 28, 2020, 12:49:56 pm »
Хоть я не во всем согласен с предыдущим оратором, но пару вопросов "ребром" поддерживаю.
Комрад patron, пора бы уже вам озвучить ТЗ, с которым вы (мы) намерены бодаться.
Диапазон частот.
Параметры шума в диапазоне, особенно на нижнем краю (вариант "минимум-миниморум" не предлагать!).
Допустимый коэффициент гармоник.
Сопротивление нагрузки.
Параметры питания (В, мА, стаб/нестаб).
По-хорошему все это должно было быть озвучено в стартовом посте.

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #45 : Июня 28, 2020, 03:20:32 pm »
Цитировать
...пора бы уже озвучить ТЗ......вариант "минимум-миниморум" не предлагать!
Сначала и не предполагал лезть так глубоко в теоретические тонкости, поэтому детали приводил походу на 2-х страницах - вроде не так много букав.
Но повторюсь : источники сигнала - пьезоэлектрические сенсоры, выполненные на керамических кольцах с мет. напылением на внутренней и внешней стороне кольца. По сути - "чистый" конденсатор ёмкостью 2.7 нФ. Интересующий диапазон - в общем-то звуковой. Чего там ниже 20 Гц - особо не интересует.
Питание - от фантомного входа либо микшера, либо рекордера - т.е. 48 В и ограничено двумя резисторами по 6.8 кОм - стандарт. Ими ограничено и напряжение и ток. Реально означает, что на питание преда при токе не более 5 - 6 мА остаётся 6 - 8 В напряжения. Дотошные могут посимить : 48 В на 3.4 кОм  :)
Не слышал, чтоб кому-то помешал хороший динамический диапазон, которого много не бывает - ограничен ресурсами. Ну и искажения, которых слишком мало не бывает  :)

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #46 : Июля 09, 2020, 10:00:32 am »
Цитировать
@ patron
Ниже - каскад ... на двухтранзисторной паре. Вот так примерно можно улучшить THD.

Просимил у себя этот вариант :  приведённый ко входу Nin = 4.7 nV/100Hz - типовой для подобных транзисторов, а вот THD мой сим показал 0.17% вместо 0.09% у тебя. Пока не пробовал оптимировать.

« Последнее редактирование: Марта 22, 2026, 09:16:31 am от Thorn »

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #47 : Июля 09, 2020, 05:15:01 pm »
@ patron, этот THD такая штука непонятная... Меняются опции транзиент-анализа - меняется и результат, порой до полной невменяемости.
Обязательно нужно сравнивать с THD источника, там он должен быть очень малым.
Я методом научного тыка подобрал себе для анализа такие опции:
Частота синуса 1 КГц,
Транзиент  .tran 0 100m 0 20u.

Если исходная двухтранзисторная схема не удовлетворяет по THD, можно замутить что-нибудь с операционничком. Уж один-то ОУ питание потянет. Что-то похожее на схему ниже.



patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #48 : Июля 10, 2020, 08:24:56 am »
Просимил эту схему со всеми указанными номиналами и компонентами :
Ku = 12
THD = 0,0003%
Noise out = 80 nV/100Hz
Noise in = 6,7 nV/100Hz

По THD - выше крыши, а вот по шумам совсем не ахти. Пробовал запустить симуляцию на OPA1611 и на OPA209 - сим виснет.
Попробовал с LSK170 - 3,4 nV/100Hz,
Я уже писал, что основная цель - с/ш и в этом смысле уже обыграл море вариантов. Пока что большинство вариантов дало не лучше 4 nV/100Hz.
Самый лучший вариант. что удалось получить - около 2,7 nV на LSK170 + BC557 из твоей предыдущей схемы, но как уже писал - там было неважно с THD - не хотелось бы вылезать за пределы 0.1%.
Уповать на LSK170 тоже нельзя : проводил сравнительную симуляцию с десятком полевиков в одной и той же схеме, но режим оптимировал под каждый персонально. Победил LSK170  8-) но ! я обмерял эти-же транзисторы  в живой схеме и тоже с оптимизацией под каждый и места по шуму распределились совсем не так, как обещал симулятор.

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #49 : Июля 10, 2020, 01:42:53 pm »
Ну, я уж не знаю, что еще предложить.
Можно пару транзисторов сделать тройкой, второй транзистор дарлингтоном или шиклаи. Но там качели получаются: лучше THD - хуже по шумам, и наоборот.
Схема ниже. J201 мне не нравятся, модели LSK170 у меня нет, поэтому поискал замену в виде BFT46. Искажения вполне достойные и на 100мВ, и на 200, и на 300. А шум не айс.

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #50 : Июля 11, 2020, 04:45:31 am »
Посимил эту схему :
THD = 0,008%, Ku = 8,  Nout = 38 nV/100Hz,  Nin = 4.8 nV/100Hz
С LSK170 шумы 3 nV/100Hz,  THD 0.02%

В общем-то всё упирается в недопустимость использования высокоомных резисторов. Экв. шумовое сопротивление типового малошумного полевика порядка 250 Ом. Всё, что выше - ухудшение.

Цитировать
модели LSK170 у меня нет
Могу скинуть либу, полученную на Electronics - в ней много моделей отсутствующих в родной библиотеке.
Я вот до сих пор сижу на LTSpice IV : пару раз пробовал пересесть на VII - и каждый раз плевался и возвращался на IV.

« Последнее редактирование: Июля 11, 2020, 07:32:09 am от patron »

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #51 : Июля 19, 2020, 06:16:59 am »
Здесь предлагалось сделать каскад с усилением и для уменьшения шумов от резистора в истоке вх. ПТ в исток ему влудить ГСТ на ПТ.
Попробовал, но что-то вместо у-ля он выродился в утишитель. Что не так сделано ?
« Последнее редактирование: Марта 22, 2026, 09:17:26 am от Thorn »

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #52 : Июля 19, 2020, 02:08:05 pm »
@ patron

Либу возьму с удовольствием и спасибо скажу. Моделей много не бывает. ))
Насчет спайса: действительно, седьмая версия странная по дизайну, и некоторые элементы из библиотеки extra открываются с артефактами. Но что делать - жуем что дают. Я тоже поплевался, а потом привык.
Насчет схемы #51. Это был не мой совет и к тому-же неправильный. Коэффициент усиления   схемы (см. #49) равен отношению R3/R2. В схеме #51 это будет R5/R(J1), где R(J1) - динамическое сопротивление двухполюсника J1,R6. Это десятки и сотни килоом (зависит от R6). Понятно, что получился ослабитель...

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #53 : Июля 20, 2020, 05:28:18 am »
Наверно имеет смысл скачать всю либу, а не только модель на LSK170. Либа в ЗИПе лежит здесь : https://yadi.sk/d/6nSSUmZiT9oCoQ
Там-же внутри и инструкция

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #54 : Июля 22, 2020, 05:33:35 am »
Так как всё-таки изменить схему #51 , чтобы вывести 862-й в нормальный режим и при этом не нахватать шумов из-за довольно высокоомных резисторов в истоке ? У него довольно высокая в сравнении с LSK170 и BF861A отсечка - от -0.5 до -1.1 вольта, типовая  -0.75 В. По шумам в даташит довольно скудная информация, графиков зависимости от тока и импеданса источника нет.
В даташит от Linear System по LSK170 тоже весьма куцая инфа :  отсечка - от -0.25 до -0.65 вольта, типовая  -0.35 В.
В даташит от Toshiba получше
http://guitartonelab.ru/attachments/LSK170_LS.pdf
« Последнее редактирование: Марта 22, 2026, 09:19:07 am от Thorn »

Ligeti

  • Сообщений: 891
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
Re: Сумматор
« Ответ #55 : Июля 22, 2020, 03:01:42 pm »
@ patron

Я все равно не понимаю по каким принципам у вас происходит проектирование.
Во-первых, вас действительно сильно беспокоит наличие "высокоомных" резисторов в истоке? По-вашему несколько килоом породят неприемлемый шум Джонсона? Я бы на вашем месте скорее обеспокоился бы гигантским входным сопротивлением в 1ГОм, от которого прямо пропорционально зависит напряжение наводки через емкостную связь.
Во-вторых, об источнике сигнала... вы сказали что это пьезодатчики и на этом все. В частности вопрос относительно их характеристик - какое у них будет выходное сопротивление и каким именно образом вы собираетесь их коммутировать с приемником? Я это к тому, что к примеру источник с высоким выходным сопротивлением своим шумом Джонсона умножит на ноль все старания в части создания любой даже сверх-малошумящей схемы. В этом смысле существует технический критерий - коэффициент шума (на вражеском - noise figure), который фактически является разностью в дБ между шумом одного лишь источника и шумом комбинации источника и усилителя и должен стремиться к 0. И вопрос о передаче сигнала - если это будет несколько метров с мизерным напряжением от пьезоэлемента, то опять же я бы скорее озаботился бы созданием балансной схемы для подавления синфазных помех, которые опять же похоронят отношение сигнал/шум на входе сколь угодно малошумящей схемы.
В-третьих, все же что касается практического опыта. В качестве входного бустера на 6дБ я использовал схему, см. приложение. Характеристики также приложил. Как видно шумовой пьедестал находится на уровне в минус 120 дБ. Нужно еще тише? Ну ок, можно заменить КПС104 на Тошибовские ПТ 2SK170, исключить фильтр R13C9, вместо 544УД2А поставить OPA827/627, если не надо качать нагрузку - повторитель на выходе ОУ вообще убрать или заменить КТ3102 на что-то с более низким rbb и(или) более высоким бета. Из входного повторителя, если вас беспокоит шум резисторов в истоках, резисторы вообще исключить, что я и сделал.

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #56 : Июля 22, 2020, 04:44:55 pm »
Ligeti, что за фейк вы опубликовали?
Я сейчас не буду касаться темы шумов и искажений, просто взгляните на питание незамыленным взглядом...
С выпрямителя имеем 25В, подаем на вход IC1, что имеем на выходе?
1,25*(1+R8/R10) = 2,5В.
И этим 2,5В питается усилительная часть, включая ОУ. Да сигнал через нее просто не пройдет!
IC2 судя по отношению резисторов R14 и R16 должна выдавать 5В (что соответствует параметрам реле), но где же его взять, если на входе IC2 всего 2,5В?
Вобщем, несчастный тот товарищ, что питая доверие к публикациям возьмется повторять данную схему.

Ligeti

  • Сообщений: 891
  • GTLab - forever!
    • Просмотр профиля
Re: Сумматор
« Ответ #57 : Июля 22, 2020, 04:53:36 pm »
@ new_man

ой господи, нет мне прощения, опечатался когда тратил свое личное время перерисовывая схему в удобоваримый вид. Хорошо, что есть столь внимательные товарищи как вы. ну а для людей, которые не в состоянии самостоятельно рассчитать стаб на 317 даже корректная схема в помощь не пойдет.
А что насчет шумов и искажений? Таки коснитесь...

new_man

  • Сообщений: 2053
  • GtLab.Net
    • Просмотр профиля
    • E-mail
Re: Сумматор
« Ответ #58 : Июля 22, 2020, 05:19:48 pm »
@ Ligeti

Насчет шумов и искажений - в другой раз. Сегодня не могу.
Вообще-то на форуме есть комрады, что в шумах собаку скушали. Почему-то молчат...
P.S. Ошибка в отрисовке - наименьший из грехов. )) Я думал схема из интернетов утянута...
Обвязку IC1 все-таки поправьте. Не стоит вводить во искушение малых сих...  )))

patron

  • Гость
Re: Сумматор
« Ответ #59 : Июля 23, 2020, 05:32:08 am »
[edit] Ligeti ..Во-вторых, об источнике сигнала... вы сказали что это пьезодатчики и на этом все. В частности вопрос относительно их характеристик - какое у них будет выходное сопротивление..[/edit]
См. пост 45

Если тема шумов интересна, то рекомендую посмотреть ветку "Что скажут перцы по ОУ" на Electronics.ru, вот линк на ветку. Особенно рекомендую читать посты от Tuvalu - человек в теме. Если почитаете его посты, то и сами найдёте в своей схеме принципиальные с точки зрения шумов ошибки. https://electronix.ru/forum/index.php?app=forums&module=forums&controller=topic&id=145072&page=14


А вообще главная проблема в том, что шумовые модели транзисторов сильно несовпадают с реальным макетированием. На kasus.ru есть спец по симуляции - Bordodinov, там много интересного по теме.
http://kazus.ru/forums/showthread.php?t=12745&page=88

Сабж вынес и сюда чтобы выслушать и другие мнения.
« Последнее редактирование: Июля 25, 2020, 01:31:15 pm от patron »