Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Электроника для начинающих
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
Рейтинг 4.71/68: Рейтинг темы: голосов - 68, средняя оценка - 4.71
ySirk
1

ОУ сигнал/шум

03.11.2011, 23:46. Просмотров 12559. Ответов 13
Метки нет (Все метки)

Добрый день!

Начал изучать операционные усилители (LM324). Хочу сделать усилитель для электретного микрофона (EM-9767).
Сигнал с микрофона примерно 2-10мв на выходе необходимо получить сигнал 3в для подачи на АЦП МК.
Нашел в сети несколько подходящих простых схем, но в них используется два каскада усиления на ОУ.

Почему нельзя использовать один каскад ОУ ведь у него очень большой коэффициент усиления?
Сколько шума вносит в исходный сигнал один каскад усиления на ОУ?
Нашел в datasheet на LM324 параметр "Equivalent Input Noise Vottage", можно использовать его для расчета шума
каскада на ОУ если да, то как?
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
03.11.2011, 23:46
Ответы с готовыми решениями:

Сильный шум с операционников
Подскажите пожалуйста, как избавиться от шума в этой схемы с операционным усилителем. Схема не моя...

Аналоговые сигналы и шум
Есть пара вопросов по разводке печатных плат. Вкратце: есть устройство, упрощённо представляющее...

Raspberry PI. Шум из колонок (аналоговый).
Внезапно при работе появился шум(треск, писк) в колонках (3.5 штекер). По нему можно различить...

Как подавляют посторонний шум в авиационном радио?
Пилот принимает сигнал - слышен посторонний шум по ту сторону передачи, но он моментально...

13
MCSD: APP BUILDER
8787 / 1065 / 104
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 12,604
03.11.2011, 23:51 2
Можно и один, но при этом снижается устойчивость усилителя. и ухудшаются многие другие параметры

посмотрите эти книжки:
Что нужно знать цифровому разработчику об аналоговой электронике. Б.Бэйкер. 2010
Аналоговая электроника на операционных усилителях. Пейтон А.Дж. Волш В. 1994
Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых устройств. Волович Г.И. 2005.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 28.09.2010
Сообщений: 4,284
03.11.2011, 23:57 3
<a ctoss="postlink-local" href="http://forum.iosyitistromyss.ru/viewtopys.php?p=127096#p127096">viewtopys.php?p=127096#p1270 96[/URL]
0
SWK
04.11.2011, 00:19 4
Цитата Сообщение от ySirk
Почему нельзя использовать один каскад ОУ ведь у него очень большой коэффициент усиления?
В большинстве современных операционных усилителей, чтобы уменьшить число внешних элементов и упростить их использование, используется внутренняя частотная коррекция.
Она обеспечивает устойчивую работу вплоть до частоты единичного усиления, но при этом получается, что усиление без обратной связи сильно падает с частотой, почти линейно, начиная с очень низких частот. И те большие коэффициенты усиления, что указаны в даташитах (десятки и даже сотни тысяч), достижимы только на постоянном токе, или очень низких частотах. Введение же цепей обратной связи способно только ограничить коэффициент усиления на определенном уровне, но не более, чем он был на этой частоте без обратной связи. Этот предел определяется довольно просто: если частота единичного усиления равна, например, 1МГц, то на 100 кгц усиление не превысит 10, на 10 кц - 100, и так далее...

Если вы хотите усиливать с микрофона полосу частот, например, 10 КГц, то усилитель с частотой единичного усиления 1 МГц (LM324) обеспечит усиление не более 100, что для вашего случая маловато... Если захотите цепью обратной связи сделать 1000, то оно таким будет только до частоты 1КГц, затем начнет падать: 2КГц=500, 5КГц =200, 10КГц=100, 20КГц=50...

Поэтому чтобы получить нужное усиление, и делают несколько каскадов. При этом, например, если сделать им усиление по 50 единиц, то суммарное усиление 2х каскадного усилителя будет 2500, причем неизменным до 20КГц. Выше уже будет крутой спад.
Сделаете по 20 - будет спад усиления только выше 50КГц, при общем усилении 400.
ySirk
04.11.2011, 11:35 5
Добрый день!

Какое сопротивление должен иметь входной каскад микрофонного усилителя.
Нашел в сети информацию, что входное сопротивление должно быть в 3 раза больше
сопротивления микрофона. Что позволят обеспечить максимальное отношение сигнал/шум.

Почему в 3 раза, как это подсчитано?
Почему сигнал/шум будет максимальным, ведь мощности оптимально передаются при равных сопротивлениях?
SWK
04.11.2011, 15:25 6
Цитата Сообщение от ySirk
Какое сопротивление должен иметь входной каскад микрофонного усилителя.?
Обычно в бытовой аппаратуре - 47 ком. Ниже 10ком - не стоит.
Цитата Сообщение от ySirk
Почему сигнал/шум будет максимальным, ведь мощности оптимально передаются при равных сопротивлениях?
В микрофонных усилителях важна не мощность шумов, а их напряжение. Важнее получить больше напряжение на входе, даже ценой потери мощности сигнала. Чтобы перекрыть собственный шум входного каскада. Когда же сигнал усилен по напряжению, и собственные шумы следующих каскадов не могут уже сильно на него повлиять, можно будет усилить и по току...
ySirk
05.11.2011, 17:55 7
Не могу понять по какому графику посмотреть какое у ОУ сопротивление на входе и выходе (LM324), подскажите.
Также в datasheet есть график "open loop frequency response"-АЧХ, но нет графика ФЧХ, по нему как я понял можно
определить устойчивость схемы.

http://www.st.som/internet/som/TECHNICA ... 000457.pdf
0 / 0 / 0
Регистрация: 14.02.2010
Сообщений: 494
05.11.2011, 18:26 8
Цитата Сообщение от ySirk
Не могу понять по какому графику посмотреть какое у ОУ сопротивление на входе и выходе (LM324), подскажите.
Также в datasheet есть график "open loop frequency response"-АЧХ, но нет графика ФЧХ, по нему как я понял можно
определить устойчивость схемы.
сопротивления зависят в большей степени не от ОУ, а от обвязки
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.09.2011
Сообщений: 1,835
05.11.2011, 18:51 9
ОУ уже скорректирован, поэтому он устойчив при любом усилении и график ФЧХ не нужен. В соответствии с графиком "open loop frequency response" можешь проверить, какая будет АЧХ при выбранным тобой усилении. Так как полоса единичного усиления Wide gain bomdwidth: - 1.3 MHz, то при усилении 10 полоса будет 130 КГц, при 100 - 13 КГц и т.д.
На входе стоят составные транзисторы, поэтому входное сопротивление в неинвертирующем включении достаточно большое для микрофонного усилителя - сотни килоом и мегаомы.
А вообще для микрофонных усилителей рекомендуют применять специализированные малошумящие микросхемы, такие как, например, КР548УН1, КР548УН3, OPA134.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.09.2011
Сообщений: 1,835
05.11.2011, 19:08 10
По шумам примерно так - берешь корень из полосы усолителя (для 20 КГц это будет 141) и умножаешь на Equivalent input moysi voltage =40 нВ. Получится примерно 5,7 мкв - это шум усилителя, приведенный ко входу. Соответственно на выходе будет это значение, умноженное на усиление усилителя. Примерно потому, что шумовая характеристика нелинейна и потому, что значение в datasheet приведено для источника сигнала 100 Ом, а у тебя - бог его знает. Но для оценки можно использовать.
0
ySirk
06.11.2011, 23:10 11
Играюсь вот с такой схемой, подсмотрел в интернете.
http://savepic.su/689587.htm

Вопрос, какие рассчитать сопротивление резисторов R4,R3. Понятно, что то обычный делитель напряжения,
вопрос в том какого порядка сопротивление должны иметь данные резисторы 10к, 100к, 1М???

Не совсем понятно, зачем нужны резисторы R6, R7?

И еще вопрос, ОУ имеет большое входное сопротивление, но в книгах, в случае инвертирующего усилителя,
указывается, что сопротивление равно R2, в данной схеме 100ом?
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.09.2011
Сообщений: 1,835
07.11.2011, 00:46 12
А что это?????
Зачем тебе это - ведь тут совсем не микрофонный усилитель - это какой-то теоретический пример.
Забудь ее.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.09.2011
Сообщений: 1,835
07.11.2011, 00:55 13
А конкретно по схеме - для современных ОУ сопротивления R3=R4 выбирают на глазок из расчета 4,7 ком...100 ком.
R6 и R7 обычно ставят в схемах усилителей постоянного тока для компенсации влияния сопротивлений резисторов R2 и R5 соответственно - для данной схемы это бред.
Входное сопротивление инвертирующего усилителя в идеальном случае из-за действия обратной связи действительно имеет входное сопротивление, равное R2.
А вообще схема разработана неправильно, работать конечно будет, но выдаст ли она то, что от нее хотели - неизвестно.
0
ySirk
12.11.2011, 11:36 14
Посмотрел схему усилителя "AC-couptid invirting amplifier" на ОУ в datasheet на LM358 http://www.st.som/internet/som/TECHNICA ... 000464.pdf

Для чего там резистор Rв на выходе?

Также в мультисиме мучаю ОУ LM358, подскажите почему сигнал срезает, вроде ОУ должен до 3.5В при
питании от 5В разгоняться.

IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
12.11.2011, 11:36

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь.

Речевой сигнал в белый шум
Доброго времени суток! Народ, подскажите, как сделать, чтобы при подаче на схему речевого сигнала,...

Отношение сигнал/шум на изображении
Дорогие астрономы! Кто-нибудь когда-нибудь работал с изображениями звездного неба сделанные с...

DSSS, отношение сигнал/шум
Пытаюсь разобраться в расширении спектра методом прямой последовательности. В паре источников нашёл...

Сигнал/Шум и затухании, ADSL
Не очень разбираюсь в сетях да и вообще в интернет технологиях. Но хотелось бы спросить. Недавно в...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
14
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.