Подавление шумов операционным усилителем.

koeltrad

Прочитал на другом сайте(не знаю можно ли ссылку давать). https://cxem.net/beginner/beginner96.php
Что схемой ОУ с дифференциальным включением можно подавлять шумы. То есть на выход такой схемы пропускается только полезный сигнал без шумов.
Я не могу понять принцип работы такой схемы.
Когда на обоих входах ОУ(в дифф. включении) "одинаковый потенциал"(задаётся резисторами), одинаковой полярности, то на выходе данной схемы будет ноль.
Шумы так же будут попадать на оба входа ОУ и взаимовычитаться так же как и полезный сигнал.
Понятно что моё утверждение не верно и шум как то должен уничтожаться. Я не понимаю как шум уничтожается не затронув полезный сигнал.

noise1.png: (25.25 КБ) 207 скачиваний

Добавлено after 12 minutes 45 seconds:
Диффиеренциальное включение ОУ мне полностью понятно.
Вот как с помощью этой схемы можно подавлять шумы и пропускать только полезный сигнал, непонятно.

Реклама

mickbell

Где и что там сказано про подавление шумов? Выдержку, что ли, дайте. Лениво всё читать. Я, конечно, догадываюсь, что там говорится, но лучше бы всё же увидеть.

PS. Шумы она давит, но не всякие.

Реклама

koeltrad

noise1.png: (25.25 КБ) 160 скачиваний

Rоос / Rвх1 = R1 / Rвх2. (4)
Что же полезного мы получаем от такого включения практически? А получаем мы замечательное свойство: выходное напряжение не зависит от абсолютных значений входных сигналов, если они равны друг другу по величине и полярности. На выход поступает только разностный (дифференциальный) сигнал. Это позволяет усиливать очень малые сигналы на фоне помехи, одинаково действующей на оба входа. Например, сигнал с динамического микрофона на фоне наводки сети промышленной частоты 50 Гц.

Добавлено after 8 minutes 9 seconds:
Про микрофон может они такую схему имели в виду http://www.cqham.ru/image3/ew1mm_n02.gif http://www.cqham.ru/mike_master.htm
Принцип у этой схемы с микрофонами мне кажется такой же что и с постоянными источниками питания.
Поэтому как мне кажется легче будет понять на схеме с постоянными источниками питания о чём идёт речь.

Добавлено after 12 minutes 45 seconds:
Если усиливается разностный сигнал, то и шум тоже должен усиливаться? Почему усиливается только полезный сигнал?

mickbell

Ага, примерно так я и думал. Вот представим такую ситуацию. Есть микрофон, который соединяется с усилителем двумя проводами. Провода идут рядом один с другим, поэтому на оба провода наводится помеха одного знака, то есть синфазная. А сигнал с микрофона - это напряжение как раз разных знаков на обоих проводах - микрофон-то включён между ними, то есть сигнал противофазный. Дифференциальный (или разностный) усилитель как раз усиливает противофазный сигнал, а синфазный (то есть помеху) ослабляет. Ну вот как-то так. Что касается шума, который содержится в самом сигнале (например, наводка на звуковую катушку самого микрофона), то с такого вида помехами этот усилитель не справляется, ибо они тоже противофазные и от сигнала не отличимы.

Реклама

lumped.net

Тут имеется в виду подавление не шумов (т.е. шумовых источников внутри ОУ), а синфазной наводки Vn, приложенной к входным сигналам Vin+ и Vin-.

Моделька (v6 - напряжение на выходе, как видим, не зависит от Vn, но зависит от разности входных сигналов).

Спойлер

Код: Выделить всё

#https://lumped.network
V_n 1 0
V_inm 2 1
V_inp 3 1
R_g 2 4
R_g 3 5
X 5 4 0 6 0
R_f 5 0
R_f 4 6

Реклама

koeltrad

mickbell, Интересно. С микрофонов на ОУ поступает сигнал разных полярностей, поэтому этот сигнал усиливается, складывается. Помехи поступают на оба входа ОУ с одинаковой полярностью, поэтому помехи гасятся, вычитаются. Ага, возможно помехи от сети 50 Герц например идут по обоим проводам в одну сторону куда нибудь к земле, поэтому одной полярности, ок.
На этом русунке http://www.cqham.ru/image3/ew1mm_n02.gif сигнал с обоих микрофонов одинаковых полярностей. И подписан как Схема Шумоподавления.
Эта схема не подходит под описанный сценарий. Сигнал одинаковых полярностей с микровонов на обоих входах ОУ будет гаситься.
Или я что то не так понимаю.

lumped.net,
Vin+ и Vin- разных полярностей, как описал mickbell? Не видел таких обозначений источников сигнала.
Ок. Так получается действие Vn нейтрализовать.

Уже круто что прояснилось.
Но на этом рисунке шумоподавления http://www.cqham.ru/image3/ew1mm_n02.gif полярности сигналов с микрофонов одинаковые.
Полярности сигналов с микрофонов, на обоих входах ОУ одинаковые.
Получается что полезный сигнал и шум(помехи) будут вычитаться, гаситься.

Добавлено after 11 minutes 21 second:
Почему в статье написано что на выход поступает разностный сигнал. Мы ведь разобрали сейчас сценарий с суммой сигналов. Когда на оба входа ОУ поступают сигналы разных полярностей, то они СКЛАДЫВАЮТСЯ на выходе, а в статье написано про разность. И так же написано что сигналы равны по полярности, значит может действительно что то другое имеет в виду. Мы ведь рассматриваем сценарий когда сигналы разные по полярности и сумму этих сигналов на выходе.

Добавлено after 27 minutes 25 seconds:
Если сохранять равенство Rоос / Rвх1 = R1 / Rвх2
Полярности сигналов на ОУ сделать одинаковыми.
Но величину обоих сигналов сделать разную. Тогда будет усиливаться разность сигналов и шум будет подавляться.
Тогда со статьёй будет одно несоответствие, то что сигналы будут не равны друг другу по величине. Иначе как одинаковые сигналы отнимать и чтоб получилась ещё разность. 5-5=0
Это значит надо думать как делить один сигнал, сигнал полной амплитуды послать на инверт. вход ОУ, сигнал меньшей амплитуды послать на неинверт. вход ОУ, оба сигнала одинаковой полярности?

Реклама

mickbell

Не читайте всякие сайты. Читайте умные книги.

lumped.net

Ооооочень странную схему Вы привели, даже безотносительно к самой затее с микрофонами. Не понятно, как тут обеспечивается балансировка. Такое включение ОУ называется дифференциальным усилителем, но он А) балансируется только с идеальными источниками напряжения на входах (ну или должно быть известно внутреннее сопротивление источника), и Б) не одинаково нагружает источники. Поэтому часто его дополняют входным каскадом, и получается инструментальный усилитель.

Vin+ и Vin- разных полярностей?

Это просто два идеальных источника напряжения. Усиливается разность между ними. Вообще говоря, входной сигнал можно разложить на дифференциальную и синфазную части и отнести синфазную часть к источнику помехи, которая вычтется на этом диф. усилителе. В таком случае источники Vin+ и Vin- будут создавать сигналы противоположной полярности.