Предусилитель для динамических капсюлей с чувствительностью менее 1мВ

[Schertler]

Здравствуйте!

В предыдущей теме я обратился к Вам за информацией про динамические капсюли от наушников, которые отлично могут служить во внутренней пикап-системе для акустической гитары.... нужно лишь усилить чувствительность, которая где-то в районе до 1 мВ !!

Пожалуйста, подскажите и/или прокоментируйте варианты схем, которые я сам тоже буду предлагать.
На этот момент, для подобной ситуации с мини-габаритным, низко-вольтажным предусилителем для динамических головок чаще всего раасматривается предусилитель с общим эмиттером, который по всем параметрам идеально подходит для этой задачи.

Вот базовые варианты схем:



Полезен будет каждый конкретный случай с подобной задачей.......

Всем спасибо за участие и поддержку!

[mellowman]

Увважаемый Mellowman,

Я не до конца понял метод предложеныый вами, я пробовал, получается только Ctr+L и выдаёт такое как Error:

Ну там же пишут:

Note: .fourier statements are only valid with a .tran command.
No Fourier analysis performed.

Искажения мол меряют в режиме .tran а не .noise

А можно более понятно обяснить последовательность

"жмакнуть на заголовок v(onoise) с кнопкой control (или Alt, или ещё какой-то, не знаю в винде) то будет показан шум в (микро)вольтах в выбранной полосе"

см с 25й секунды:

[Schertler]

Искажения мол меряют в режиме .tran а не .noise
см с 25й секунды:

Вау, пиши-читай конечно полезная штука, но вот один раз посмотреть это самый короткий путь к пониманию ........ сенкаю!
Урок был просто супер, приятно когда получаешь данные .......

Итак, моя полная схема NPN-вход показывает следующее:
Average: -740.06µV
RMS: 256.91mV

А её первый каскад следующее:
Average: 173.95µV
RMS: 21.089mV

Нужен второй урок как это правильно читать..... и странно, почему корнечный выход имеет негативный показатель с "-" ???
RMS это уровень усиления преда, верно?


А Вот какие дАнные у Полевика:
Average: 21.29µV
RMS: 101mV

А её первый каскад следующее:
Average: 122.59µV
RMS: 12.676mV

[Гоша]

Никакие это не искажения. Просто посчитано среднее (average) и действующее (RMS) значения сигнала.
Среднее должно быть около 0, так и есть - там микровольты, минус или плюс зависит от несимметричности положительной и отрицательной полуволн сигнала. В данном случае еще не закончился переходной процесс, так что можно забить.
Я вот отсимулировал усилитель Чарли и простенькую двойку ОЭ-ОК, сделанную по правилам - все усиление сосредоточено в первом каскаде.
Обе схемы привел к одинаковому коэффициенту усиления Ку=200.
И не забыл указать сопротивление источника сигнала.
Результат ожидаемый - ОЭ-ОК по шумам лучше. Немного, но лучше.
По всем остальным параметрам схемы практически одинаковы.
Ну и для баловства сами схемы.

[Schertler]

Никакие это не искажения. Просто посчитано среднее (average) и действующее (RMS) значения сигнала.
Среднее должно быть около 0, так и есть - там микровольты, минус или плюс зависит от несимметричности положительной и отрицательной полуволн сигнала. В данном случае еще не закончился переходной процесс, так что можно забить.
Я вот отсимулировал усилитель Чарли и простенькую двойку ОЭ-ОК, сделанную по правилам - все усиление сосредоточено в первом каскаде.
Обе схемы привел к одинаковому коэффициенту усиления Ку=200.
И не забыл указать сопротивление источника сигнала.
Результат ожидаемый - ОЭ-ОК по шумам лучше. Немного, но лучше.
По всем остальным параметрам схемы практически одинаковы.
Ну и для баловства сами схемы.

Очень интересные версии с хорошими показателями, но различные по габаритам ...... мне больше нравится малая версия от Гоши, а ещё больше своя на одном транзисторе а можно перейти на улучшение моей версии .........

Текущие вопросы:
1. Как понизить в моей схеме шумы ?
2. Как точно измерить-увидеть искажения ?

Спасибо!

[Гоша]

Мы же говорим не об акустическом диапазоне, а об уровне шума создавамого компонентами устроиства, то есть "холостой" шум или "розовый" шум......... если не ошибаюсь 60дБ и есть этот розовый шум ....... а 30дБ это получается ниже розового шума, который почти не слышен...... например, мой встроенный микрофон Октава имеет свой шум 28дБ, а на самом деле никакого шума

А о чем мы говорим?
Надо разобраться.
Начнем с микрофона.
Собственный, или эквивалентный, шум микрофона измеряется в дБА, и означает, какое звуковое давление нужно подвести к мембране идеального, нешумящего микрофона для того, чтобы получить на его выходе такое же напряжение шума, как и у реального микрофона. Смотри http://www.moinf.info/articles/mics-2
28 дБА вполне приличный показатель, но далеко не рекордный.
А отношение сигнал-шум (динамический диапазон) это совсем другое. Считается, что схема, имеющая отношение сигнал-шум 60 дБ удовлетворительна. 70 дБ - неплохо, 80 дБ - хорошо ну и т.д.
Для микрофона тоже имеется понятие отношение сигнал/шум. Это 94 дБ минус эквивалентный шум микрофона. Для Октавы это 66 дБ. В целом неплохо.

---------- Сообщение добавлено 14:14 ---------- Предыдущее сообщение было 13:54 ----------

Текущие вопросы:
1. Как понизить в моей схеме шумы ?
2. Как точно измерить-увидеть искажения ?

1. В таких простых схемах понижать шумы уже некуда. Можно параллелить транзисторы, но это несерьезно.
2. Что, кино снимать?

а ещё больше своя на одном транзисторе а можно перейти на улучшение моей версии .........

Схема ОЭ-ОК является дальнейшим развитием этой схемы. Она не хуже по шумам, но лучше по нагрузочной способности. За ней ведь идут дальнейшие каскады. Вот ОК (эмиттерный повторитель) и служит для согласования с последующими каскадами.

[mellowman]

2. Что, кино снимать?

Дубль первый: http://bfy.tw/JR93

[Гоша]

Выполняем команду .tran Время симуляции желательно поставить побольше, секунду, например.
На области диаграммы жмем правую кнопку мыши. Выбираем View потом FFT.
Выбираем узел схемы, который нас интересует в данном случае V(Out). Жмем ОК, получаем наш сигнал, разложенный в ряд Фурье.
Переключаем ось амплитуд в линейное представление. Для этого наводим курсор левее вертикальной оси, появится линеечка, правая кнопка, отмечаем Linear.
Наводим крестик на вершину фундаментальной гармоники (самой высокой палки на графике), в данном случае на частоте 1 кГц. В левом нижнем углу будет ее RMS значение, в данном случае 98 мВ.
Выделяем следующие гармоники так, как в других программах выделяют нужный участок. При отпускании кнопки мыши выделение отмасштабируется на весь экран.
Измеряем RMS гармоник. Как правило достаточно 2 кГц и 3 кГц. В данном случае самая значительная по величине третья гармоника ее RMS равен 2 мВ, второй можно пренебречь.
Вычисляем коэффициент гармоник по формуле ((RMS2+RMS3+...RMSn)/RMSf)x100%.
Для начала ищем в Гугле коэффициент нелинейных искажений https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A...BD%D0%B8%D0%B9 и вдумчиво читаем.

---------- Сообщение добавлено 15:06 ---------- Предыдущее сообщение было 14:55 ----------

mellowman,

[Schertler]

А в чём фокус 200мкФ-ный конденсатор на входе ? Никогда раньше такого не видел, да и вы тоже это подметили...... может и мне его поставить -)

Если дополнительные доработки это уже лишнее, тогда должен сравнить два последних варианта, один поступил от mellowman с изменённым вторым каскадом с ООС ........ только там выход понизился до 100мВ......

Опять два вопроса:
1. Какую версию брать на сборку ?
2. Если брать от mellowman то может нужно его " чуть-чуть подкорректировать" ? и желательно опять получить выходные 300-400мВ .....

[mellowman]

Измеряем RMS гармоник. Как правило достаточно 2 кГц и 3 кГц. В данном случае самая значительная по величине третья гармоника ее RMS равен 2 мВ, второй можно пренебречь.
Вычисляем коэффициент гармоник по формуле ((RMS2+RMS3+...RMSn)/RMSf)x100%.

А зачем так сложно-то? Уже ж вроде научились в лог ходить, оставалось только из .noise в .tran переключить и там всё посчитают с лёгкого пинка:

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1        2.000e+4     4.463e-2     1.000e+0      179.43°        0.00°
    2        4.000e+4     1.763e-6     3.950e-5      -81.43°     -260.85°
    3        6.000e+4     2.173e-5     4.869e-4     -160.43°     -339.85°
    4        8.000e+4     2.428e-6     5.439e-5     -135.47°     -314.90°
    5        1.000e+5     2.499e-5     5.600e-4        2.96°     -176.47°
    6        1.200e+5     1.511e-6     3.386e-5       41.25°     -138.17°
    7        1.400e+5     2.628e-5     5.888e-4      152.15°      -27.28°
    8        1.600e+5     3.303e-6     7.401e-5       96.63°      -82.80°
    9        1.800e+5     1.978e-5     4.431e-4     -101.90°     -281.32°
   10        2.000e+5     2.055e-6     4.605e-5      -99.19°     -278.61°
   11        2.200e+5     1.892e-5     4.240e-4       -4.41°     -183.84°
   12        2.400e+5     1.847e-6     4.138e-5      -67.98°     -247.41°
   13        2.600e+5     2.781e-6     6.231e-5       28.34°     -151.08°
   14        2.800e+5     1.619e-6     3.628e-5      -89.66°     -269.08°
   15        3.000e+5     1.261e-5     2.825e-4      118.86°      -60.57°
   16        3.200e+5     2.127e-6     4.767e-5      123.55°      -55.88°
   17        3.400e+5     2.402e-7     5.382e-6      -29.33°     -208.75°
   18        3.600e+5     9.301e-7     2.084e-5       28.61°     -150.81°
   19        3.800e+5     7.648e-7     1.714e-5      109.58°      -69.84°
   20        4.000e+5     7.771e-7     1.741e-5       -5.51°     -184.93°
Total Harmonic Distortion: 0.117339%(0.117863%)

[Гоша]

mellowman,
Я наконец понял, чего хочет ТС по искажениям.


Schertler,
Добавляем спайс-директиву .four в формате .four [частота] [количество гармоник, которые войдут в анализ] [название узла].
Для этого переключаемся на область схемы, жмем s, вводим, например .four 1k 5 V(Out). Жмем ОК и ОБЯЗАТЕЛЬНО фиксируем полученную директиву в области схемы.
После выполнения трансиентного анализа жмем CTRL L и получаем амплитуды гармоник и общий коэффициент гармоник.

---------- Сообщение добавлено 15:27 ---------- Предыдущее сообщение было 15:24 ----------

А зачем так сложно-то? Уже ж вроде научились в лог ходить, оставалось только из .noise в .tran переключить и там всё посчитают с небольшого пинка:

Ну да, только про директиву .four забыли.
Ты с какой осью работаешь?

[mellowman]

Ну да, только про директиву .four забыли.

Ну кто забыл, на них уже даже спайс ругался: https://forum.vegalab.ru/showthread....52#post2522152

Ты с какой осью работаешь?

С маково-яблочной

[Гоша]

Ну кто забыл, на них уже даже спайс ругался: https://forum.vegalab.ru/showthread....52#post2522152


С маково-яблочной

Тогда понятно.

[Schertler]

Следуя первому методу я получил 250мВ и третья гармоника 3кГц - 3мВ........ дальше не продвинулся!
А по второму методу никак .......

А зачем так сложно-то? Уже ж вроде научились в лог ходить, оставалось только из .noise в .tran переключить - не нашёл!

Добавляем спайс-директиву .four в формате .four [частота] [количество гармоник, которые войдут в анализ] [название узла].
Для этого переключаемся на область схемы, жмем s, вводим, например .four 1k 5 V(Out). Жмем ОК и ОБЯЗАТЕЛЬНО фиксируем полученную директиву в области схемы.
После выполнения трансиентного анализа жмем CTRL L и получаем амплитуды гармоник и общий коэффициент гармоник. - тоже не нашёл!

---------- Сообщение добавлено 17:58 ---------- Предыдущее сообщение было 17:49 ----------

В "Left Vertical Axis - Magnitude" есть одна из трёх Logarithmic!!!
Если его выбрать получаем такой график (нижк), не это ли Искажения ???

[mellowman]

Если его выбрать получаем такой график (нижк), не это ли Искажения ???

Похоже на разложение в ряд Фурье Ну только так долго смотреть, а в логе — быстро, его можно не закрывать, будет цифра сразу обновляться

[Гоша]

один поступил от mellowman с изменённым вторым каскадом с ООС ........ только там выход понизился до 100мВ......

Не могу ничего сказать про эту схему - у меня нет модели BF245.
Видимо, надо возвращаться к истокам.
1. Какой Кус тебе нужно получить?
2. Будут два канала или один? Если два, что будет подключаться на вход каждого?

---------- Сообщение добавлено 16:19 ---------- Предыдущее сообщение было 16:10 ----------

В "Left Vertical Axis - Magnitude" есть одна из трёх Logarithmic!!!

Где ты это нашел???
На графике ФФТ надо жамкнуть правой кнопкой когда курсор наведен за вертикальную ось и выглядит как линеечка. Будет выбор линейный, логарифмический и децибеллы. Выбрать линейный.
Ты директиву .four указал? Выложи схему.

[Schertler]

Не могу нигде это найти, как и где это нужно указывать ??? Ты директиву .four указал? Выложи схему.


один поступил от mellowman с изменённым вторым каскадом с ООС ........ только там выход понизился до 100мВ......
В красном это и есть изменение:

[mellowman]

В красном это и есть изменение:

Там кстати C5 надо выкинуть, брать выход с точки mixer, тогда влияние c7 на звук будет уменьшено (c6 всегда сильно влияет). И если можно наскребсти ещё на один жфет, то R10 = 330 завернуть в него, как в constant current source*е

[Гоша]

Я не об этом.
Ты когда пытаешься получить таблицу с гармониками, у тебя директива .four на схеме присутствует?
Ты еще не понял, чем отличаются комменты от спайс директив?
Перед комментом стоит ; а перед директивой . (точка).
Так симулятор понимает, чем ему заниматься.
Комменты можно превращать в директивы и наоборот. Правой кнопкой жамкаешь, допустим, по коменту, и заменяешь ; на .
На схеме выше есть три директивы, две из них "спрятаны" коменты.
.noise
;tran
;ac
Когда симулятор начинает работать, от находит .noise, и выполняет анализ по шуму.
Чтобы вполнить трансиентный анализ, нужно раскомментить ;tran и закомментить .noise
И в нижнем левом углу есть две директивы .four. Одна для узла front-1, вторая для mixer. Вот по этим директивам, после выполнения tran и строится таблица искажений.

---------- Сообщение добавлено 17:05 ---------- Предыдущее сообщение было 16:52 ----------

Схема вообще то не по канонам проектируется.
А каноны гласят - все усиление должно быть в первом каскаде. А здесь оно размазано по тарелке.
Я недаром прошу определиться с общим Кус.

только там выход понизился до 100мВ......

Ну так увеличь R29 до 50 кОм, и будет 200.
И шума 37 мкВ. Динамический диапазон 72 дБ. Неплохо.
Но один канал отключен. Если его подключить, все будет хуже. Усиление упадет в два раза и шум увеличится.

[Schertler]

Я не об этом.
Ты когда пытаешься получить таблицу с гармониками, у тебя директива .four на схеме присутствует?
Ты еще не понял, чем отличаются комменты от спайс директив?
Перед комментом стоит ; а перед директивой . (точка).
Так симулятор понимает, чем ему заниматься.
Комменты можно превращать в директивы и наоборот. Правой кнопкой жамкаешь, допустим, по коменту, и заменяешь ; на .
На схеме выше есть три директивы, две из них "спрятаны" коменты.
.noise
;tran
;ac
Когда симулятор начинает работать, от находит .noise, и выполняет анализ по шуму.
Чтобы вполнить трансиентный анализ, нужно раскомментить ;tran и закомментить .noise
И в нижнем левом углу есть две директивы .four. Одна для узла front-1, вторая для mixer. Вот по этим директивам, после выполнения tran и строится таблица искажений.

.four директивы на схеме нет !!
Единственная директива с "." это .tran 0 .025 .02
Есть ещё ;noise v(n009) V2 oct 256 22 100000
И ;ac oct 256 22 100000

[Гоша]

four директивы на схеме нет !!

Без этой директивы искажения НЕ ПОСЧИТАЮТСЯ!!!

Добавляем спайс-директиву .four в формате .four [частота] [количество гармоник, которые войдут в анализ] [название узла].
Для этого переключаемся на область схемы, жмем s, вводим, например .four 1k 5 V(Out). Жмем ОК и ОБЯЗАТЕЛЬНО фиксируем полученную директиву в области схемы.
После выполнения трансиентного анализа жмем CTRL L и получаем амплитуды гармоник и общий коэффициент гармоник.