DIY Electronic projects

Full Version: LNA za mjerenja
You're currently viewing a stripped down version of our content. View the full version with proper formatting.
Bilo bi zanimljivo napravit neko pojačalo, cca 100x za pojačanje malih signala za mirenje na osciloskopu. Evo jedna ideja sa ulazon 1Mega da se može koristit sonda od osciloskopa za mirenja.
Bilo bi lipo kad bi se iskristaliziralo nešto dobro i korisno, a virujen da bi svima dobro došlo u labu.

[Image: pre_01.jpg]
Moglo bi se spakovati na malu pcb sve sa nekim stabilisanim napajanjem, klemama za povezivanje ili čak sa RCA print konektorima.
Evo još jedan slićan projekt, ovo je Rood friško izbacija, i izgleda da je zadovoljan, a djeluje jednostavno i praktično. On je iša sa pcb od preampa pa je iskoristija 2 dupla opampa, pvi je iša u paralalu. Cijena je zanemariva sobziron da bi svakome od nas virujen dobro došlo na stolu. Može se iskoristit preklopnik 3x3, il 3x4, neznan šta je uobićajeno za preklapanje 10x, 100x, 1000x. Samo nacrtat dobar PCB, sa 3 jednostruka ili neka kombinacija?

http://sound.westhost.com/project158.htm
Pozdravljam predlog za ovakav projekt.

Pojačavači ovoga tipa idu od vrlo jednostavnih pa do laboratorijskih, pa bi pri definisanju projekta trebalo prvo odlučiti koja klasa pojačavača bi se gradila.
Sudeći po dosadašnjim predlozima, to bi bio neki jednostavniji uredjaj, pri čemu bih rekao da bi se predložena šema sa FET ulazom morala poboljšati jer je PSRR ulaznog dif. stepena praktično nula. Rodova šema nije ništa posebno i mišljenja sam da bi u ulaznom stepenu trebalo koristiti bolje opampove.

U Linear Audio je objavljeno par šema, od kojih je jedna laboratorijske klase (LA Vol. 3) za koju je autor (Samuel Groner) na svojoj web stranici dao i Gerber. Taj uredjaj koristi 8 paralelno spojenih fetova na ulazu i još par kvalitetnih sklopova odgovarajuće cene, tako da verovatno ne bi predstavljala prvi izbor za predloženi projekat.
Medjutim, isti autor predlaže jednu jednostavniju varijantu
http://www.sg-acoustics.ch/analogue_audi..._lp_r1.pdf
koja bi uz odgovarajuću pločicu predstavljala jedno veoma dobro rešenje.

S. Groner je elektroničar, ton majstor i aktivan muzičar iz Švajcarske. Pratim njegov rad već neko vreme i jako mi se svidjaju njegove konstrukcije. Trenutno na diyaudio.com radi na tonskom signal generatoru vrhunskog nivoa. Pre nekoliko meseci sam ga zamolio za Gerber njegovog pasivnog nepropusnog filtra (notch filter) koji nameravam da koristim za uklanjanje pobudnog signala pri merenju THD, i dobio sam ga bez ikakvih problema.
Ima na njegovoj stranici još par interesantnih konstrukcija, pa preporučujem da ih pogledate.

Inače, preamp iz LA Vol. 5 za koji smo imali GB, predstavlja izuzetno dobar pojačavač za ove namene. Imamo dif. ulaz, poništavanje DC komponente, direktan spoj bez kondenzatora, dva kanala i verifikovane performanse. Za upotrebu u ove svrhe treba samo zameniti potenciometar za jačinu zvuka nekim preklopnikom sa preciznim otpornicima kako bi se dobilo kalibrisano pojačanje. Ja sam ga već koristio u te svrhe.

Pozdrav
Pa sad, firmee obicno naprave naj vise sto mogu, oni bi vec ugradili jedno takvo predpojacalo u svoje instrumente, nije to skupo. Postoje tu neka druga ogranicenja, shumovi, brumovi...i tako dalje.
Meni je zanimljiva i ova shema sa .pdf-a lab_pre, preamp iz LA vol. 5, nisan vidija shemu, neznan o ćemu se radi.
(12-07-2015, 12:33 PM)Gosha Wrote: [ -> ]Pa sad, firmee obicno naprave naj  vise sto mogu, oni bi vec ugradili jedno takvo predpojacalo u svoje instrumente, nije to skupo. Postoje tu neka druga ogranicenja, shumovi, brumovi...i tako dalje.

To je istina, al za nekih 100Mhz i više kolko tvornička oprema radi danas, nama LNA, baren meni triba pokrit cca 50kHz max, za neka mirenja u čujnome smektru i sl. Još mi je i poželjno da ne kupi sve i svašta, da ne ide visoko.
Da ne budem party-brejkers Smile ali kazite mi gde bi prakticno takav LNA mogao da se iskoristi?
Sta je to toliko zanimljivo u mV opsegu sa BW do 100ak kHz sto bi bilo zgodno da se prati na osciloskopu ... stvarno pitam? Smile

Za DC merenje, uff, klizav teren debelo ... Za snimanje ripla i shuma napajanja, mozda, ali BW je tu kritican a i za to ne treba visoka ulazna impedansa ... stvarno ne znam gde bi se to koristilo ...
Taj mV opseg je sam po sebi vrlo pipav i nezgodan za merenje, na osciloskopu ce te videti svasta nesto, i neonke koje vam stoje iznad glave, i swicherske ispravljace iz susedne sobe, sve sem signala koji ocekujete Smile

Pricam vam to jer imam 500uV opseg na svom osciloskopu koji retko retko koristim a i kada ga koristim vise se svodi da u nekakvoj brljotini od signala nazirem nesto sto bi me interesovalo dok je 90% ostalog nekakve brljotine koje nemaju veze sa onim sto merim. Average funkcija na DSO do nekle moze da pomogne ...
A i kada sam koristio taj 500uV opseg uglavnom sam morao da pravim custom sonde i koristio 50Ω terminaciju jer mi ni originalne sonde koje su relativno kvalitetne (350MHz) nisu mnogo pomogle ...
Mislija san iskoristit za mirenje šuma u audio spektru.
Rood Elliott 1k gain 1000, pravokutni signal, djeluje iskoristivo.
[Image: p158-f6.png]
Za merenje shuma ja bih pre razmislio o nekom diferencialnom ulaznom stepenu jer je tu od vitalnog znacaja visok CMRR a i PSRR treba da bude visok.

Spomenuti pre-amp iz L.A. 5 za koji smo pravili GB a koji se bazira na LM4562 je mozda najbolji kandidat. Za to imamo gerber fajlove, mozda cak i imam neku plocicu visak (moram proveriti).

Ovde je tema za taj pre-amp:
http://forum.yu3ma.net/showthread.php?tid=683

Shema je ovde:
http://forum.yu3ma.net/showthread.php?tid=683&pid=15761#pid15761
Jedna moguća primena (u mom slučaju vrlo realna) je pojačanje ostatka signala posle odstranjivanja pobude od 1kHz pri merenju THD. Tada na izlazu iz "notch" filtera ostaje mešavina viših harmonika koja je možda 90dB ili više ispod osnovnog signala. Ako se to dovede na ulaz zvučne kartice u cilju analize frekventnog sastava, ta kartica mora imati kvalitetan ulazni pojačavač, a to košta.
Kao što je Pinco već pomenuo, merenje šuma je druga moguća aplikacija. Medjutim, pojačavač mora da ima niži nivo šuma nego DUT.

Miki je u pravu da je pojačanje tog nivoa signala problematična stvar, ali ako se uredjaj spakuje u dobru kutiju (Hammond ima jednu sa EMI zaptivačima), ulaz i izlaz se izvedu BNC konektorima, a napajnje iz baterije koja je u istoj kutiji, onda postoji dobra šansa da to dobro radi.

Pozdrav
Miki mi je dao šlagvort za DC merenja...

Devedesetih godina sam radio u firmi Sulzer, drugoj po veličini industrijskoj korporaciji u CH (ABB je bio ispred njih). Bili su teška mašinska industrija, proizvodili brodske motore, lokomotive, klipne i turbo kompresore, hemijska postrojenja, pumpe, a i deo programa tenkova Leopard za CH armiju. Bilo je tako sve dok iz USA nije stigao pojam "shareholder value", a onda su umesto inženjera na čelo firme došli neki menadžeri sa kravatama i sa nekih 11000 zaposlenih u ovom gradu spustili na nešto manje od 2000.

Elem, tako velika firma imala je i sopstvenu grupu za mernu tehniku. Početkom 90-tih razvili su univerzalni sistem za precizna merenja raznim senzorima ("strain gauge" mostovi, davači pritiska, vibracija i čega sve ne), koji na prednjoj ploči nije imao ni jedan preklopnik, dugme za podešavanje pojačanja i slično, samo po dva BNC i 5-polna Fischer konektora. Svim funkcijama se upravljalo preko GP-IB, programom u vidu tabele, napisanom u Borland Paskalu. Na primer, DC offset se podešavao sa 16-bitnom rezolucijom. DC tačnost je bila 0,03%, a frekventni opseg je išao do nekoliko stotina kHz.
Na slikama dole prikazan je prototip DC ulaznog modula tog sistema. U levom gornjem uglu se vide dva opampa koji čine diferencijalni ulaz, a radi se o niskošumnim OPA627BM u metalnom kućištu (trenutna cena im je oko 60 $ po komadu), a za dalje pojačanje signala služili su LT1013. Padaju u oči DIP releji i optokupleri, kao i precizni otpornici u staklu. U gornjem desnom uglu je kalibracioni otpornik od 100R/0,01%.
Napravio sam sa tom tehnikom mnogo merenja u CH i po svetu i nikada nisam imao ni najmanji problem.
Imao sam u labu 20 ovakvih modula i preko 10 za kvarcne (piezo) davače sa ul. impedansom od 10Gohm-a, koji su opet priča za sebe.
Negde 2003. godine, kada sam već uveliko bio kod ABB, pozove me kolega i Sulzer-a i kaže da moji mladi naslednici hoće svu tu mernu tehniku da bace na otpad, pa ako me nešto interesuje da dodjem za vreme vikenda i pokupim. Uzeo sam dva kompletna sistema i još neke pojačavače, filtere itd. koje sam sam napravio i deo toga je još uvek kod mene, mada ni sam ne znam zašto ih čuvam.
A ne znam ni zašto sam ovo napisao - izgleda da sam dobio akutan napad nostalgije.

Probao sam ih svojevremeno i kao audio predpojačavače ispred AD konvertora, ali je zvučalo jezivo jer je ADC imao samo 12 bita rezolucije Sad .

Pozdrav
[attachment=17501][attachment=17502]
Ovde imate ultra low noise amp. i AC i DC. : http://www.janascard.cz/PDF/Design%20of%...ifiers.pdf
Ako je tako kao što piše onda je baš dobra sprava.

I ovo je interensantno za pročitati: http://www.beis.de/Elektronik/LNPreAmp/LNPreAmp.html

Kao i ovo: http://tf.nist.gov/general/pdf/821.pdf
Branko, hvala za linkove. Prvi i treći su mi već poznati od ranije.

Medjutim, uspeh bilo kakve gradnje pojačavača sa ovim nivoom performansi kritično zavisi od pločice. Pojačavač iz mog priloga #4 ima naponski šum od 0.39nV/sqrt(Hz), koleno 1/f na oko 100Hz, veoma malim porast šuma niže od toga, i jednu, čini mi se, odlučujuću prednost - za njegovu pločicu postoji Gerber na web stranici autora. Šema i proračun su objavljeni u Linear Audio Vol. 3 pa ne mogu da ih stavim na forum, ali ako bude interesa za gradnju naći ćemo način da dodjemo do šeme i opisa.

Pozdrav