Готовая конструкция это всегда отправная точка, но она не является абсолютным решением всех задач. Данная конструкция затачивалась для измерения шумов в ИНЧ диапазоне, меня же интересует более широкая полоса в верхнюю сторону, доли герц особого интереса не представляют. Но наверно не просто так Mickle выбрал такую схемотехнику, видимо мне следует двигаться в томже направлении и максимально точно скопировать схему с поправкой под свои задачи. Однако ответа на вопрос можно ли использовать высокоомный входной резистор я так и не получил, а ведь входной каскад главная часть всего прибора, он определяет основные параметры.
Использовать, конечно, можно. Другой вопрос, какие характеристики при этом получите. Нужно составить шумовую модель усилителя. Резистор заменяется идеальным (нешумящим), а последовательно с ним включается источник напряжения шума. Шунтирование его входными цепями будет происходить точно так же, как и для любого источника сигнала. Нужно не забыть еще учесть шумовой ток ОУ, которым AD797, увы, похвастаться не может. Шумовой ток будет преобразовываться в напряжение на полном импедансе входной цепи, поэтому большой резистор и маленький конденсатор дадут все шансы утопить полезный сигнал в шумах, так как в низкочастотной области импеданс будет определяться целиком высокоомным резистором. Но ведь тут никто не знает, о каких именно номиналах идет речь, а также какой уровень полезного сигнала и какова полоса пропускания после фильтрации.
Натолкнулся в интернете на интересный калькулятор http://www.dicks-website.eu/noisecalculator/index.html Поигравшись с номиналами вырисовывается довольно неплохой результат. Шумовой ток конечно заметный, раньше про него особо не задумывался, наверно придется искать другой опер, но это уже другой вопрос. Полоса видится мне в диапазоне от 1гц до 1мгц, так как это входной каскад, далее нужная часть будет выделяться фильтрами. Шумовая полка конечно чем ниже тем лучше, но каких либо конкретных цифр не скажу. По поводу номиналов, если ориентироваться на вышеупомянутый калькулятор то R1 брал 1ком, R2 100ом, а R3 в диапазоне от 10 до 100ком. При низких значениях Rs получается вроде достаточно низкий уровень шумов, с увеличением конечно картина меняется не в лучшую сторону. Но всеже при сопротивлении в пару килоом шум в пределах нормы, какой шанс на практике встретить источник шума с таким большим сопротивлением? Или же можно включить на вход внешний резистор при надобности, или это не дело? По поводу шума на нч, если скажем взять сопротивление в 100ком и емкость 100мкф то частота среза такого фильтра будет 0,0016гц, что довольно далеко от нужных 1гц, или я снова ошибаюсь?
Но всеже при сопротивлении в пару килоом шум в пределах нормы, какой шанс на практике встретить источник шума с таким большим сопротивлением?
Про какие источники шума вообще идет речь?
SecreT UseR писал(а):
Или же можно включить на вход внешний резистор при надобности, или это не дело?
Если резистор включать перед конденсатором, то он будет снижать шум только начиная с какой-то частоты среза, самый низкочастотный шум снижаться не будет. А в НЧ-области плотность шума растет с уменьшением частоты.
SecreT UseR писал(а):
По поводу шума на нч, если скажем взять сопротивление в 100ком и емкость 100мкф то частота среза такого фильтра будет 0,0016гц, что довольно далеко от нужных 1гц, или я снова ошибаюсь?
Кроме всего прочего, с такой постоянной времени время установления будет неприлично большое.
По поводу шума на нч, если скажем взять сопротивление в 100ком и емкость 100мкф то частота среза такого фильтра будет 0,0016гц, что довольно далеко от нужных 1гц, или я снова ошибаюсь?
Ну да, только ждать придется 1/0,0016гц = 625 секунд. Это больше 10 минут. Причем за это время конденсатор зарядится лишь наполовину. К тому-же в конденсаторе еще может быть ток утечки. А еще у электролитических конденсаторов есть такое веселое свойство как "память". Ты его разрядил полностью, а он потом немного зарядился после отключения.
Значительно надежнее много раз измерить микроконтроллером, а потом усреднить.
А еще у электролитических конденсаторов есть такое веселое свойство как "память".
Это называется "диэлектрическая абсорбция". Присуща не только электролитическим конденсаторам, но и конденсаторам с другими типами диэлектрика. Модель конденсатора с абсорбцией - это собственно сам конденсатор, а параллельно ему подключены последовательные RC-цепочки.
Конкретного прибора шумы которого нужно измерить нет, задача обратная, построить прибор который мог бы измерять шумы.
Леонид Иванович писал(а):
Если резистор включать перед конденсатором, то он будет снижать шум только начиная с какой-то частоты среза, самый низкочастотный шум снижаться не будет. А в НЧ-области плотность шума растет с уменьшением частоты.
Я предлагаю самый низкочастотный шум отфильтровать.
balmer писал(а):
Ну да, только ждать придется 1/0,0016гц = 625 секунд. Это больше 10 минут. Причем за это время конденсатор зарядится лишь наполовину. К тому-же в конденсаторе еще может быть ток утечки. А еще у электролитических конденсаторов есть такое веселое свойство как "память". Ты его разрядил полностью, а он потом немного зарядился после отключения.
Действительно много, но ее можно снизить, уменьшив резистор и конденсатор. Я чего так хочу большой резистор на вход, для того чтобы он при измерениях не шунтировал источник сигнала, десяток килоом кажется маловато для таких целей.
задача обратная, построить прибор который мог бы измерять шумы.
Перед тем, как строить прибор, нужно определиться с его характеристиками. В том числе, с входным сопротивлением. Не зная, для измерения шума каких именно источников он предназначен, сделать это невозможно.
Прибор планируется в некой мере универсальным, как скажем осциллограф, поэтому нет конкретных границ. Частотный диапазон предполагаю 1гц-1мгц, нижнюю границу возможно поднять. Шумовую полку реально сделать на уровне в несколько микровольт. Остается входной сопротивление, такая компромиссная точка, которая не создаст заметную погрешность в измерении и не потопит все в шумах.
Если от 10 Гц, то проблем не будет со стандартными подходами. К тому-же можно будет поставить разделительный конденсатор, что сильно упростит усиление (микровольты постоянного тока усиливать - та еще радость).
На частоте 1 МГц - очень большую роль играет емкость входная. Например 5 pF - это примерно 30 КОм. Причем не забываем в какое время мы живем! Везде в эфире шумы. Так что поначалу результаты быдут очень странными Я только потом научился различать - шумы от фонарей на улице, от плохо экранированных кварцев, от микрофонного эффекта конденсаторов
Может тогда стоит начать с изучения технических характеристик промышленных аналогов? Из измерительных усилителей когда-то применял одну из моделей FEMTO, но там есть на любой вкус.
Разделительный конденсатор будет обязательно, чтобы отсекать постоянную составляющую которая может быть не один вольт. 1мгц это полоса пропускания входного усилителя, лишним не будет если она с запасом, после него планирую ставить перестраиваемые фильтры чтобы иметь возможность выделить нужную полосу как сверху так и снизу. 10 герц снизу выглядит маловато, если скажем шумы источников питания смотреть, 1 герц более информативно считаю.
Леонид Иванович писал(а):
Может тогда стоит начать с изучения технических характеристик промышленных аналогов?
Я бы и книжки почитал на данную тему с превеликим удовольствием, но информации на эту тему найти не удалось.
Разделительный конденсатор будет обязательно, чтобы отсекать постоянную составляющую которая может быть не один вольт. ....... 10 герц снизу выглядит маловато, если скажем шумы источников питания смотреть, 1 герц более информативно считаю.
В этом нивкоем разе не специалист, но. Возможно для очень низких частот выгоднее взять 24-х битный ADC, который порядка 100 SPS сэмплирует. И таки не ставить разделительного конденсатора. На вход можно поставить ОУ в режиме повторителя (или если усиливать, то не более чем в 10 раз), если хочется вместо 1 МОм получить 1 ГОм входное сопротивление.
Вся проблема этих АЦП, ЦАП и контроллеров в том что я в них абсолютно не разбираюсь, а если уж делать то куда перспективнее скажем собрать пишущий осцил на 40 мегавыборок, чтобы на карту памяти писал, но мне одному такое не под силу. Поставить буфер на вход можно, но тогда одни проблемы переходят в другие, его усиление придется делать равным единице, так как усиливается и постоянка, последующий каскад будет усиливать все шумы входного буфера, и неизвестно что нашумит больше, высокоомный резистор или буфер.
Не, ну зачем так сложно. Для низких частот - покупаешь что-либо типа AD7192 за цену в 5-10$ которое выдаст тебе лучше 1 uV шумы. Причем!, оно еще и само умеет усреднять на низких частотах. Программируется элементарно, подойдет любой самый тормозной микроконтроллер.
А вот "собрать пишущий осцил на 40 мегавыборок" - это тяжело, и не поможет измерять шумы. Проторенная дорога для высоких частот - собрать приемник прямого преобразования, там и ширину полосы пропускания легко ограничить и схема простая.
Даже элементарный микроконтроллер запрограммировать не в моих силах. А такой осцил не для шумов разумеется, тут другие цели, записать сигнал в полном разрешении, а потом программно рассматривать, думаю было бы очень полезно иметь такой прибор. Если измерять шумы методом переноса, то тут уже прямая дорога к супергетеродинам и спектроанализаторам, а это уже совсем другой уровень. Хотя на схему измерителя с прямым преобразованием посмотрел бы.
Я бы и книжки почитал на данную тему с превеликим удовольствием, но информации на эту тему найти не удалось.
По малошумящим усилителям информации много, про измерение шумов тоже что-то есть. Для общего ознакомления можно посмотреть книги "The Electronics Handbook", "Analog Circuit Design", ну и есть масса специальных статей, в IEEE, например. Сссылку на AN124 от LT тут уже приводили.
Много интересного узнал из темы, но для применения "дома" в практических целях есть 1 проблема - до 90% погрешности составляет начальное напряжение. Для калибровки 3,5 разрядных мультиметров на 2В пределе сделал на ADешке какой-то, получилось неплохо: Погрешность начальная: +/- 1,5мВ Долговременная + 10 градусов: +/- 300 мкВ Сейчас 4.5 разряда и уже начальная погрешность снижает ценность калибратора до 0.
Есть ли какие-нибудь более менее обоснованные методы получения начального значения с точностью до 100мкВ, если есть несколько ИОН на порядок хуже? Или люди с оборудованием рядом)?
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 26
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения