Oleg

Постоялец
12 Авг 2019
273
267
52
Полу-оффтоп про свермалошумящую схему из поста 1224.
Что бы перейти на другой уровень шумов (pV вместо nV), нужен совсем другой дизайн.
Вот пример схемы от Gerhard Hoffmann (это не УВ) - обратите внимание на конденсатор на входе,
8 параллельных баснословно дорогих JFET, резистор в 66 Мег ( попробуй размести его на плате без утечек !) и т.д. и т.п
IRF3601 содержат внутри кучу запаралелленых элементарных ПТ-структур, отсюда его конские ёмкости: C iss - 300 пФ, C rss - 200 пФ. Умножьте на 8 (8шт). В схеме подавлена Сзс, входная же ёмкость проявляется в полный рост. А ёмкости ПТ - это, по сути, варикапы, что чревато большой нелинейностью по входу, которую не скомпенсировать ООС. Т.е. придётся делать полностью плавающую схему.

Но в нашем случае всё это лишено смысла, т.к. ограничивающий фактор в достижении максимального С/Ш - это, помимо шума ленты, активное R головки. 300 Ом - это шум 2,2 нВ/корень Гц. Ну, сделаете Кшума, скажем, 0,005 дБ, а не 0,5 дБ - эту разницу никто не услышит (напомню, Кш - это добавка шума усилителя к шуму источника).

66 МОм на плате - легко. В конденсаторных микрофонах ставят вообще 1...2 ГОм - и ничего. Просто, плату покрывают хорошим лаком. Да, иногда делается монтаж в воздухе, редко - на стойках через фторопластовые изоляторы. А 66 МОм - не проблема.

Кстати, не совсем понятно, зачем такое большое Rвх. Если источник сигнала высокоомный (на это намекает 66 МОм), то борьба за сверхнизкое напр. шума лишено всякого смысла, т.к. U шума источника R будет тотально доминировать (см. рисунок).
Если же эта схема сделана для какого-то экзотического датчика, работающего на сверхнизких частотах (30 мкФ/66 МОм), то тогда непонятно, почему автор не показал линию шума даже для 1 Гц, а тем более для ИНЧ (30 мкФ/66 МОм).
Если источник (сверх)низкоомный, для которого и имеет смысл стремиться к таким малым значениям U шума, то всё это делается проще и в 100 раз дешевле - просто параллелятся биполярные тр-ры с малым r базы. Их ток шума совершенно не создаст сколько-нибудь значимого падения шумового напряжения на R источника. Это стандартная практика для МС-корректоров.
Full noise.png
Короче, для "нормальных" аудио-применений, имхо, бесполезная схема. Также, бессмысленная идея стремиться достичь таких низких значений шумового напряжение УВ.
Все эти усилители - diff amp JFET, УВ Иван и т.п. должны иметь примерно
одинаковый уровень шума (с ГВ 100мH 300 ом) - +/-2 Дб - 2..3 нв/гц^1/2
- что вполне достаточно (ИМХО) для УВ.
Можно чуть меньше, но в целом, так.
 
Последнее редактирование:

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,578
Гейропы
Полу-оффтоп про свермалошумящую схему из поста 1224.
IRF3601 содержат внутри кучу запаралелленых элементарных ПТ-структур, отсюда его конские ёмкости: C iss - 300 пФ, C rss - 200 пФ. Умножьте на 8 (8шт). В схеме подавлена Сзс, входная же ёмкость проявляется в полный рост. А ёмкости ПТ - это, по сути, варикапы, что чревато большой нелинейностью по входу, которую не скомпенсировать ООС. Т.е. придётся делать полностью плавающую схему.

Но в нашем случае всё это лишено смысла, т.к. ограничивающий фактор в достижении максимального С/Ш - это, помимо шума ленты, активное R головки. 300 Ом - это шум 2,2 нВ/корень Гц. Ну, сделаете Кшума, скажем, 0,005 дБ, а не 0,5 дБ - эту разницу никто не услышит (напомню, Кш - это добавка шума усилителя к шуму источника).

66 МОм на плате - легко. В конденсаторных микрофонах ставят вообще 1...2 ГОм - и ничего. Просто, плату покрывают хорошим лаком. Да, иногда делается монтаж в воздухе, редко - на стойках через фторопластовые изоляторы. А 66 МОм - не проблема.

Кстати, не совсем понятно, зачем такое большое Rвх. Если источник сигнала высокоомный (на это намекает 66 МОм), то борьба за сверхнизкое напр. шума лишено всякого смысла, т.к. U шума источника R будет тотально доминировать (см. рисунок).
Если же эта схема сделана для какого-то экзотического датчика, работающего на сверхнизких частотах (30 мкФ/66 МОм), то тогда непонятно, почему автор не показал линию шума даже для 1 Гц, а тем более для ИНЧ (30 мкФ/66 МОм).
Если источник (сверх)низкоомный, для которого и имеет смысл стремиться к таким малым значениям U шума, то всё это делается проще и в 100 раз дешевле - просто параллелятся биполярные тр-ры с малым r базы. Их ток шума совершенно не создаст сколько-нибудь значимого падения шумового напряжения на R источника. Это стандартная практика для МС-корректоров.
Посмотреть вложение 22255
Короче, для "нормальных" аудио-применений, имхо, бесполезная схема. Также, бессмысленная идея стремиться достичь таких низких значений шумового напряжение УВ.
Можно чуть меньше, но в целом, так.
Неистово плюсую. С одним не согласен: это не оффтоп, а зело полезная информация.
 
Последнее редактирование:

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,578
Гейропы
Если источник сигнала высокоомный (на это намекает 66 МОм)
Поскольку к его нижнему выводу приложено инвертированное выходное напряжение усилителя, в 1000 раз большее входного, его сопротивление делится на 1000 раз, остаётся 66 кОм. 66 кОм надо для обеспечения частоты среза ФВЧ R6/1000*C2 с завалом -3 дБ на 100 мГц.
 

Oleg

Постоялец
12 Авг 2019
273
267
52
Поскольку к его нижнему выводу приложено инвертированное выходное напряжение усилителя, в 1000 раз большее входного, его сопротивление делится на 1000 раз, остаётся 66 кОм. 66 кОм надо для обеспечения частоты среза ФВЧ R6/1000*C2 с завалом -3 дБ на 100 мГц.
Точно, охлаждение. Я быстро посмотрел, подумал - какой-то интегратор. Версия сверх-ИНЧ отпадает. Остаётся версия свехнизкоомного источника (R11 намекает - 1 миллиОм). Но в этом случае, виртуальное охлаждение не имеет смысла, т.к. импеданс источника в громадное кол-во раз меньше, т.е. ток шума резистора хоть 66 кОм, хоть 66 МОм создаст исчезающе малое U шума на этом R источника. Охлаждение Rвх имеет смысл в том случае, когда R источника одного порядка с Rвх. Просто поставить 68 кОм и забыть.
Если источник такой низкоомный, то повторю, на БТ будет в 100 (ладно, пусть в 10) раз дешевле и лучше по фликкер-шуму. Либо, у автора завалялась кучка этих IR3601.
С11 10 пФ на фоне входных 300 х 8 = 2400 пФ выглядит странно.
Загадочная схема.
 
Последнее редактирование:

Grisha Perelman

Постоялец
12 Фев 2020
140
173
55
Так смотрят удельный вклад шумов элементов?

Вот картинка из LTSpice режима Noise Simulation

На ней есть автоматически генерируемые данные V(onoise), V(inoise),gain

V(onoise)
- это шум на выходе, заданном в директиве .noise
gain
- это усиление между источником и выходом, заданными в директиве .noise
V(inoise)
- это приведенное ко входу напряжение шумов, считаемое по простой формуле V(inoise) = V(onoise)/gain
Задумка здесь иметь данные по шумам, независимые от Ку,например. К сожалению, когда меняется Ку, обычно это происходит из-за изменения каких-то параметров схемы - поэтому изменение Ку все-таки влияет на V(inoise).

Поэтому, когда нас интересует приведенное к какой-то точке напряжение шумов,
мы должны показать plot V(точка интереса)/gain

noise_add_plot.png
 
Последнее редактирование:

Grisha Perelman

Постоялец
12 Фев 2020
140
173
55
Но в этом случае, виртуальное охлаждение не имеет смысла, т.к. импеданс источника в громадное кол-во раз меньше
Реальные параметры компонентов могут быть другие (на картинке - демо для специалистов)
 

YuriyB

Горняк
3 Апр 2018
2,185
1,623
Николаевская обл.
Вот картинка из LTSpice режима Noise Simulation

На ней есть автоматически генерируемые данные V(onoise), V(inoise),gain

V(onoise)
- это шум на выходе, заданном в директиве .noise
gain
- это усиление между источником и выходом, заданными в директиве .noise
V(inoise)
- это приведенное ко входу напряжение шумов, считаемое по простой формуле V(inoise) = V(onoise)/gain
Задумка здесь иметь данные по шумам, независимые от Ку,например. К сожалению, когда меняется Ку, обычно это происходит из-за изменения каких-то параметров схемы - поэтому изменение Ку все-таки влияет на V(inoise).

Поэтому, когда нас интересует приведенное к какой-то точке напряжение шумов,
мы должны показать plot V(точка интереса)/gain

Посмотреть вложение 22260
Надо бы это перетащить в тему по ЛТС
 

Oleg

Постоялец
12 Авг 2019
273
267
52
Реальные параметры компонентов могут быть другие (на картинке - демо для специалистов)
Могут, но не на много же порядков. Если источник сигнала 1 мОм, то все эти ухищрения с параллельным включением ПТ, с вирт. охлаждением - коту под хвост.
Я думаю, на схеме очень большая, принципиальная ошибка именно с R источника.
Сравните шум 8 шт IF3601 (примерно 0,3 nV/√Hz /√8 = 0,1 nV/√Hz) с шумом источника 1 мОм = 0,004nV/√Hz. Кш удручающе плохой. Тут без трансформатора никак не обойтись. Либо 1000 шт. (я не шучу) хороших БТ с малым r базы около 1 Ом.
Откуда эта схема? На его сайте я не нашёл её, может, плохо искал.
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,578
Гейропы
С учётом прописанного напряжения 5 мВ и 60 дБ Ку, на выходе буянит 5 В выходного напряжения и в цепи ООС - 100 мА тока.
1583696702001.png
ОУ ОР37 - 5534, допиленный параллельным ВК:

1583696965883.png
Но более 10 мА тока от него брать не советуют:

1583697538676.png
потому, что с такой нагрузкой и без большого выходного тока падает петлевое.

Скорее всего, хитрый Хоффманн имел в виду установку на выходе хорошего монолитного буфера, а на модели симулил только шумы. В ином случае с переключением рода симуляции он упёрся бы в низкую линейность.
 

Oleg

Постоялец
12 Авг 2019
273
267
52

Думаю, реальный уровень - микровольты
Я тоже так думаю.
Но более 10 мА тока от него брать не советуют... В ином случае с переключением рода симуляции он упёрся бы в низкую линейность.
На графике Maximum Output Voltage vs. Load Resistance показано 4 В на 100 Ом. Если это не аудио, то линейность может быть 25-м параметром по значимости.
В общем, мало смысла обсуждать схему, назначение которой неизвестно. Неизвестен тип датчика, много неочевидных (если не фейковых) моментов. В смысле шумов применительно к УВ, по-моему, всё понятно, а остальное...
 
Последнее редактирование:

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,578
Гейропы

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,578
Гейропы
Dipl.-Ing. Gerhard Hoffmann
Ingenieurbüro für Hochfrequenztechnik und Signalverarbeitung

Potsdamer Allee 26
66606 St. Wendel

Tel: +49 6851 - 130 90 40
email : g h f (at) h o f f m a n n - h o c h f r e q u e n z . d e
USt-ID: DE 136 034 399
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,578
Гейропы
The Lab View
My own lab, from DC to > 20 GHz.

my lab


Вернер фон Браун на ум пошёл.
 

Oleg

Постоялец
12 Авг 2019
273
267
52
Кто нибудь знает, есть ли коплиментарная пара транзисторной сборки SSM2210? Или подобная сборка pnp структуры?
SSM2220, MAT03.
THAT 300-я серия малошумящих четвёрок для про-аудио
 
Последнее редактирование:

О Нас

  • Наше сообщество существует уже много лет и гордится тем, что предлагает беспристрастные и критические обсуждения среди любителей радиоэлектроники. Мы каждый день работаем над тем, чтобы быть лучше.

Быстрая Навигация

Пользовательское Меню