Операционный Усилитель, вопрос

Поговорим про УНЧ - предварительные, оконечные, полные, любые. Главное, чтобы звук усиливали.
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Philimon писал(а):Я так понимаю, что это именно среднеквадратическое(rms) значение шума приведенное ко входу?
Скорее всего - да.
Philimon писал(а):Если rms, то выходит, что старый Маяк в 2 раза меньше шумит по микрофонному входу по напряжению нежели моя схемка на OPA2277P.
Да. Дело в том, что там используется микросхема, оптимизированная по шумам в звуковой полосе. OPA2277P в первую очередь предназначен для усиления постоянного и медленно меняющегося напряжения, я об этом уже говорил. Есть топологические особенности, затрудняющие проектирование прецизионных ОУ с малым дрейфом и малым шумом. Нужно правильно выбирать ОУ в зависимости от задачи, я тоже об этом говорил. Посмотрите параметры OP27, он как раз спроектирован для работы со звуком.
Philimon писал(а):Неужели уровень шума в 2 раза меньше дает намного более качественный звук?
Разница в два раза означает 6дБ, весьма заметно. Но я все же не уверен, что с вашей схемой все в порядке.
Philimon писал(а):И еще как понять даташит микрухи TS472:
10 nV/√Hz at F = 1 kHz.
Об этой микрухе сказано "сверхмалошумящий микрофонный предусилитель"?
Эта микросхема спроектирована для работы с электретным микрофоном, у которого выходное напряжение существенно выше чем у динамического. Плюс этой микросхемы - функциональность. Но она, скорее всего, изготавливается по МДП-технологии, а МДП-транзисторы в звуковой полосе шумят существенно сильнее биполярных, так что 10nV/√Hz - очень неплохо.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Реклама
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

El-Eng писал(а):Посмотрите параметры OP27, он как раз спроектирован для работы со звуком..
Спасибо, а что скажите насчет AD8599, похоже эта самая малошумящая и ее можно вставить вместо OPA2277 в моей плате.
А с "техасских" лучшая вроде OPA2211A, она даже лучше т.к. у нее полоса 45Мгц а AD8599 - 10Мгц.
Реклама
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Обе микросхемы годятся в качестве микрофонного усилителя. Но с широкополосными микросхемами нужно быть очень осторожным: чем шире полоса, тем больше опасность самовозбуждения, учитывая высокий коэффициент усиления.
Я очень рекомендую вам проверить осциллографом свою конструкцию на предмет самовозбуждения на частоте порядка 100 КГц, на мой взгляд, это очень вероятно.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

El-Eng писал(а):Обе микросхемы годятся в качестве микрофонного усилителя. Но с широкополосными микросхемами нужно быть очень осторожным: чем шире полоса, тем больше опасность самовозбуждения, учитывая высокий коэффициент усиления.
Я очень рекомендую вам проверить осциллографом свою конструкцию на предмет самовозбуждения на частоте порядка 100 КГц, на мой взгляд, это очень вероятно.
Ах если бы был у меня этот осциллограф.. Пока могу действовать только косвенными методами, например пробую регулировать усиление, оно у меня изменяется в широких пределах от 1 до миллиардов и регулируется усиление каждого каскада отдельно. Думаю если бы возникало самовозбуждение, то оно возникало бы резко, в какой-то момент по мере поворота подстроечника а этот шум плавно изменяется вместе с усилением, причем шум только второго каскада тоже слышен, но он мизерный. Самовозбуждение у меня возникает на частотах около 1кГц если задать большой Ку и возникает резко. Причину установил, она вполне предсказуема: резисторы R24,R25 которые по сути составляют внутреннее сопротивление источника питания. Причем частота самовозбуждения зависит от емкостей кондеров С7, С8.
0005.jpg
(249.52 КБ) 610 скачиваний
Оно возникает только если подключить наушники напрямую к выходу усилка, если же подключать через еще один усилитель, то его не возникает. А еще интересно может ли усилок самовозбуждатся одновременно на двух частотах?
El-Eng писал(а):Если вы не боитесь микроконтроллеров и программируемых АЦП, я бы посоветовал для вашей задачи АЦП наподобие AD7730, он может показаться сложным, но на нем одном, без усилителей, можно эту задачу решить (конечно, еще понадобится микроконтроллер), бонусом будет возможность автоматического выбора пределов измерения.
Да я их боюсь как огня, это темный лес для меня. Я лучше вручную составлю цифровое управление на элементарной логике нежели возьмусь за МК. АЦП-ЦАП буду использовать самый простой, типа ADS7816 чтобы не сломать голову в дебрях цифровой электроники. Для этого отдельная ветка http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=101550
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Philimon писал(а):Ах если бы был у меня этот осциллограф.
Вообще, обзавестись осциллографом не помешало бы. Но можно попробовать провести исследования и без него. Попробуйте максимально уменьшить усиление второго каскада, а в первом каскаде подключите между выводами 1 и 2 ОУ конденсатор порядка 1000пФ. В этом случае, у вас сильно сузится полоса пропускания (пропадут высокие частоты), но возбуждение, если оно есть, пропадет. Обратите внимание на шум. Если результат будет положительным, попробуйте конденсаторы разных номиналов, думаю, что номинал в районе 100пФ будет то, что надо.
Philimon писал(а): А еще интересно может ли усилок самовозбуждатся одновременно на двух частотах?
Нет, возбуждение происходит только на одной частоте, но она может меняться при изменении различных факторов. Это похоже на то, что происходит при возникновении акустической обратной связи.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Реклама
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

El-Eng писал(а): Попробуйте максимально уменьшить усиление второго каскада, а в первом каскаде подключите между выводами 1 и 2 ОУ конденсатор порядка 1000пФ. В этом случае, у вас сильно сузится полоса пропускания (пропадут высокие частоты), но возбуждение, если оно есть, пропадет. Обратите внимание на шум. Если результат будет положительным, попробуйте конденсаторы разных номиналов, думаю, что номинал в районе 100пФ будет то, что надо.
Попробовал: шум приглушается вместе с усилением на ВЧ, а если между 1 и 3 выводами то в столько же раз усиливаются ВЧ и шум. Все-же мне кажется, что это естественный шум этой микрухи а при работе с микрофоном, нужно просто урезать полосу с обеих сторон до 200-8000Гц, тогда и шум, неприятный особенно в ВЧ уменьшится.
Реклама
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Ну что же, если резкого снижения шума не наблюдается, тогда самовозбуждения нет, и это действительно шум самой микросхемы.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

Народ! Кто мне может объяснить разницу между ОУ с однополярным и двухполярным питанием?? Я подключаю и те и другие в схему и они одинаково работают. Ведь ОУ и так имеют глубокое подавление синфазного сигнала, поэтому какая им разница какое питание подавать или точнее как смещен относительно минусового провода сигнал на входе?? Но все-же в даташитах в первую очередь указывается Dual Supply или Single Supply??
0005.jpg
(249.52 КБ) 421 скачивание
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Разница очень проста. Обычный ОУ, условно называемый ОУ с двухполярным питанием, не может работать с входными сигналами и выдавать выходные напряжения которые ближе к уровням напряжений питания менее чем на 1-2 вольта. ОУ для однополярного питания может работать с входными сигналами которые, по крайней мере, равны уровню отрицательного напряжения питания и может выдавать выходной сигнал практически равный этому уровню. Тогда, взяв отрицательное напряжение питания равным нулю (земля), мы можем работать с сигналами около земли, используя только один положительный источник питания. ОУ класса Rail-To-Rail, могут работать как возле отрицательного так и возле положительного уровня питания. Они тоже относятся к классу ОУ для однополярного питания. Естественно, обычный ОУ тоже можно питать одним напряжением, главное, чтобы входные и выходные сигналы удовлетворяли упомянутому условию.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

El-Eng писал(а):Разница очень проста. Обычный ОУ, условно называемый ОУ с двухполярным питанием, не может работать с входными сигналами и выдавать выходные напряжения которые ближе к уровням напряжений питания менее чем на 1-2 вольта. ОУ для однополярного питания может работать с входными сигналами которые, по крайней мере, равны уровню отрицательного напряжения питания и может выдавать выходной сигнал практически равный этому уровню. Тогда, взяв отрицательное напряжение питания равным нулю (земля), мы можем работать с сигналами около земли, используя только один положительный источник питания. ОУ класса Rail-To-Rail, могут работать как возле отрицательного так и возле положительного уровня питания. Они тоже относятся к классу ОУ для однополярного питания. Естественно, обычный ОУ тоже можно питать одним напряжением, главное, чтобы входные и выходные сигналы удовлетворяли упомянутому условию.
Выходит однополярники - это как бы более совершенные ОУ а Rail-To-Rail еще совершеннее а двухполярники - обычные. Т.е. если двухполярник подключить минусом на землю и не подавать смещения то он не будет усиливать вход если по Ку на выходе должно быть меньше 1В. Если так сделать с однополярником то он заработает но только в одну сторону т.е. только от земли к плюсу а ниже земли отрежет. А Rail-To-Rail кроме такого может еще заработать если плюс будет землей т.е. в отрицательную сторону (ниже земли) а все что выше отрежет как идеальный диод. Я правильно понял???
А однополярники работают на двухполярном так же а то и лучше двухполярников?? Правильно?
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Правильно. Вот только насчет лучше - вопрос. За все нужно платить. Например: в обычном ОУ во входном каскаде - n-p-n транзисторы, а в ОУ для одного питания - p-n-p, которые медленнее. В Rail-To-Rail - два параллельных каскада p-n-p + n-p-n, что увеличивает шум и входные токи. Поэтому ОУ нужно выбирать в зависимости от конкретной задачи.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

El-Eng писал(а):Правильно. Вот только насчет лучше - вопрос. За все нужно платить. Например: в обычном ОУ во входном каскаде - n-p-n транзисторы, а в ОУ для одного питания - p-n-p, которые медленнее. В Rail-To-Rail - два параллельных каскада p-n-p + n-p-n, что увеличивает шум и входные токи. Поэтому ОУ нужно выбирать в зависимости от конкретной задачи.
Спасибо,понял. Похоже OPA 1612 - универсальная и самая малошумящая т.е. без компромиссов. Это и Rail-to-Rail и может питатся как одним полюсом так и двумя, и входные токи 200нА. Выходит она никаких недостатков не имеет..?? кроме цены конечно..
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Эта микросхема Rail-To-Rail только по выходу. Входное напряжение должно быть в диапазоне (V-)+2 ... (V+)-2 В.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Аватара пользователя
HariusHek
Друг Кота
Сообщения: 79516
Зарегистрирован: Пт фев 14, 2014 02:32:21
Откуда: Урал, терраКОТА

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение HariusHek »

Советую заглянуть в журнал "Радио-Хобби" №1 за 2000 г., там подходящая по теме статья о шумовых свойствах ОУ, правда, стареньких, но для ориентировки полезно будет.
"Кроме высшего образования надо иметь хотя бы среднее соображение" (С)
"Умные люди на то и умны, чтоб разбираться в запутанных вещах." (М.Булгаков)
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

El-Eng писал(а):Эта микросхема Rail-To-Rail только по выходу. Входное напряжение должно быть в диапазоне (V-)+2 ... (V+)-2 В.
А если больше, то что просто отрежет или нелинейность начнется??
HariusHek писал(а):Советую заглянуть в журнал "Радио-Хобби" №1 за 2000 г., там подходящая по теме статья о шумовых свойствах ОУ, правда, стареньких, но для ориентировки полезно будет.
Мда... нужно на досуге почитать...
Аватара пользователя
El-Eng
Друг Кота
Сообщения: 3747
Зарегистрирован: Чт янв 26, 2012 14:44:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение El-Eng »

Philimon писал(а):А если больше, то что просто отрежет или нелинейность начнется??
Все что угодно. Но нормально работать точно не будет.
Like the eyes of a cat in the black and blue...
Аватара пользователя
HariusHek
Друг Кота
Сообщения: 79516
Зарегистрирован: Пт фев 14, 2014 02:32:21
Откуда: Урал, терраКОТА

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение HariusHek »

По сути, у Вас это НЕ микрофонный усилитель - слишком высокоомные резисторы буквально во всех сигнальных цепях. Обилие механических контактов в регулировочных резисторах тоже может являться причиной шумов.
"Кроме высшего образования надо иметь хотя бы среднее соображение" (С)
"Умные люди на то и умны, чтоб разбираться в запутанных вещах." (М.Булгаков)
Philimon
Открыл глаза
Сообщения: 59
Зарегистрирован: Сб фев 01, 2014 17:16:34

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение Philimon »

HariusHek писал(а):По сути, у Вас это НЕ микрофонный усилитель - слишком высокоомные резисторы буквально во всех сигнальных цепях. Обилие механических контактов в регулировочных резисторах тоже может являться причиной шумов.
Это плата для экспериментов, чтоб изучать ОУ, я пробовал закорачивать вход на массу и шумы от этого не менялись, впрочем вот здесь очень активно "микрофонисты" обсуждали шумы резисторов и входных каскадов http://audioportal.su/showthread.php/35 ... 1%80%D0%B0 похоже только токовые шумы резистора могут быть значительны для микрофонных усилков. Да и я ставил различные микрухи в эту плату и шумы очень отличались в соответствии с шумными характеристиками микрух. Если бы это так шумели резисторы то установка малошумящих микрух вряд-ли бы столь улучшила звук. Естественно микрофон я подключал напрямую ко входу микрухи без кондеров и резисторов и между каскадами убирал все лишнее. Если вы опытный в микрофонных усилках то посоветуйте микруху испробованную вами для этой цели для динамических микрофонов которая даст очень качественный звук в плане шумов.
Аватара пользователя
HariusHek
Друг Кота
Сообщения: 79516
Зарегистрирован: Пт фев 14, 2014 02:32:21
Откуда: Урал, терраКОТА

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение HariusHek »

Вам именно микрофонный? К каждому типу микрофона (электродинамический, электретный и тд.) выбирается соответствующая схема. И микрофоны одного типа могут различаться по параметрам (сопротивлению, чувствительности ...)
Честно, у меня большой перерыв был в этом деле, я делюсь тем, что в памяти сохранилось. Сейчас вот скачал массу литературы, буду навёрстывать. Собирали мы коллективно для музыкантов в начале 80-х штук пять, на транзисторах, и все, помню, разные были, под разные микрофоны, А как заводилу нашего в Обнинск переманили, так у нас всё и заглохло, да и Новикова тогда по аналогичному делу закрыли...
"Кроме высшего образования надо иметь хотя бы среднее соображение" (С)
"Умные люди на то и умны, чтоб разбираться в запутанных вещах." (М.Булгаков)
Аватара пользователя
HariusHek
Друг Кота
Сообщения: 79516
Зарегистрирован: Пт фев 14, 2014 02:32:21
Откуда: Урал, терраКОТА

Re: Операционный Усилитель, вопрос

Сообщение HariusHek »

Philimon : Схемы микрофонных усилителей есть, например, в журналах "Радиолюбитель":
№8, 2005г.,с.25;
№12,2006г.,с.28;
№6,2007г.,с.22;
№9,2007г.,с.7;

Зайдите на официальный сайт журнала "Радиолюбитель", там это можно скачать бесплатно, качество хорошее.
"Кроме высшего образования надо иметь хотя бы среднее соображение" (С)
"Умные люди на то и умны, чтоб разбираться в запутанных вещах." (М.Булгаков)
Ответить

Вернуться в «Усилители низкой частоты»