1e-12 A

GrayCat, 01.05.2004 11:39:44 :

Вот, недавно сам столкнулся с практической задачей, правда, попроще: обнаружение наличия пламени с помощью ионизационного датчика. Т.е. измерять этот ток не нужно, требуется только определить, есть он или нет. И все это уложить в $0.5

 

датчиков таких живьем не видел, но схемы чего то похожего видел - аналогового там было полевик повторителем + биролярный компаратором.

>Я думаю, вам будет интересно узнать принцип построения таких усилителей

да принципов то там немного (ну как принципов у ракеты ). в основном детали технологии.

>На входе, паралельно входного делителя (кстати, там резисторы по 100, 10, 1 и 0.1 ГОм)

поскольку шумы усилителя определяются шумами первого каскада - ибо только 1 каскад усиливает только сигнал, а последующие каскады усиливают уже сигнал + выходной шум первого каскада т.е. отношение сигнал-шум улучшить уже не могут (и ухудшить существенно тоже, поскольку выходные шумы первого каскада обычно больше, чем входные второго).

соответственно делитель на входе малошумящего усилка это крайне нежелательно - делитель же не усиливает полезный сигнал, а даже ослабляет, но сам при этом шумит дополнительно, в итоге отношение сигнал-шум страдает сильно. т.е. если схема работает с делителем 100 к 0.1 на входе, то сигнал там должен быть сильный.

аналогично и применением на входе повторителей - если это допустимо, то значит сигнал не так уж слаб. зачем впрочем вообще включать на входе операционник повторителем, а не сразу с усилением, мне не очень понятно

>включен динамический конденсатор. Одна пластина у него неподвижная, а вторая совершает синусоидальные колебания с частотой порядка 300 герц.

это значит что необходимо усиливать весьма низкочастотный сигнал - т.е. такой, непосредственное усиление которого упт просто невозможно из-за дрейфов, смещений и фликер-шумов (т.е. шумов растущих со снижением частоты) усилка. потому сразу (до усилителя) и используется самая обычная амплитудная модуляция, переносящая спектр нч сигнала в окрестность частоты модуляции. т.е. скажем сигнал с полосой 0-50 Гц после модуляции займет полосу 250-350 Гц. и уже на этих частотах, где влияние дрейфов и фликкера пренебрежимо, и будет усиливаться. фликер шумы особенно опасны ориентировочно ниже 10-100 Гц. дрейфы они еще более низкочастотные.

кстати такие мдм (модулятор-демод) усилки, с малыми дрейфами, давно делают и прямо в виде ис оу - у нас это был 140уд13 (если память не изменяет) уж лет заметно поболе 20 назад уже выпускался.

>Источник колебания - резонансная система мембрана:электромагнит. Диэлектрик - янтарь

ну натурально как и 100 лет назад делали - механическая модуляция. собственно с механикой основная проблема - надежность и долговечность. сейчас делают модуляторы на варикапах или ключах. ну а правильный диэлектрик в кондере вещь наиважнейшая.

>После этого сигнал поступает на входе пятикаскадного усилителя, первый каскад - электрометрическая лампа ЭМ - 7, а дальше - транзисторы (германиевые; трясемся над ними, как над писанными яццами, потому как дефицит )

по нынешним временам на входе поставили бы полевик. или лучше операционник с полевиками на входе. а то, что именно германиевые транзисторы, так это скорее просто дань возрасту устройства, а не какая то хитрая задумка.

лампу действительно желательно специальную - у обычной не так уж мало электронов может сеткой перехватываться, она же у них физически прямо на дороге к аноду стоит. впрочем борьба с этим эато приводит к снижению эффективности сетки как управляющего элемента (снижение крутизны лампы).

>Усиленный модулированный сигнал поступает на фазовый детектор.

он же пребразователь частоты вниз - для нашего примера это 250-350 обратно в 0-50Гц. т.е. уже считают что усилили до вполне приемлемой величины над фликер шумами и дрейфами следующих каскадов.

>После этого возможны варианты: или автоматический компенсированный мост, или усилитель постоянного тока - зависит от того, до 1(10) mV надо усиливать (для самописца) или до 10 V - для интегратора.

автоматически компенсируемый мост наверное? вообще то мосты не усиливают, а разбаланс своих плеч измеряют. просто в него упт тоже видать встроен, так что его можно и не по назначению использовать.

>Входной делитель и усилитель защищены довольно плотно прилегающим экраном. Между экраном и шасси проложено мягкое металлическое уплотнение.

это в первую очередь от наводок, без полного экранирования первых каскадов плохо будет. иногда даже есть смысл еще и питать их от батарейки, дабы пульсации напряжения питания не пролезали.

>При работе на самых чувствительных диапазонах приходится поддерживать повышенную температуру и пониженную влажность в блоке - обычно продувая его сухим подогретым воздухом

а это еще, кроме влажности (в которую тут не очень верят), и в плане термостатирования помогает.

>Если интересно, могу отсканить схему.

да не стоит наверное. с одной стороны только если в музее выставить, а с другой я то сам и не такие чудеса еще успел, хоть и одним глазком, поглядеть.

-
varban вы бы не заглянули
//forums.airbase.ru/?showtopic=26329&st=15
у меня там вопрос по экономике рдттстроения образовался

GrayCat, 02.05.2004 23:33:17 :

Хмм. Первый раз слышу о технической реализации "динамического конденсатора", но кажется мне, что идея его несколько сложнее просто "АМ-модулятора". Как мы помним, напряжение на конденсаторе *U*=*q*/*C*, поэтому, "залив" в конденсатор большой емкости С при малом напряжении *U* малый заряд *q* , а затем уменьшив емкость до *C*/*n*, получим с тем же зарядом *q* большее напряжение *nU*==*q*/(*C*/*n*). Так что конденсатор может служить не только модулятором, но и усилителем.

 

вообще то основной тип "динамического конденсатора" это полупроводниковый варикап.

то что вы описали назывется параметрическим усилителем.

в связи с его малыми шумами (нет шумящего активного сопротивления) он был раньше (лет 30-40 назад) популярен как свч входной усилок. сейчас даже на радиотелескопах ставят охлаждаемые транзисторные.

>В 1963 г. на Донгузском полигоне проводились испытания РЛС П-15Н с введенными в нее параметрическими усилителями УВЧ, разработанными ОКБ УМЗ совместно с МВТУ им. Н. Э. Баумана. Дальность обнаружения станции увеличилась за счет повышения чувствительности приемника на 14 % (коэффициент шума составлял 2-2,5).

впрочем в миллиметровом диапазоне еще бывают в ходу (но и это пройдет)

насчет усиления - понятно что при параметрике для приличного усиления надо емкость менять очень сильно. некоторой вибрацией кондера этого не добиться. кроме того они в принципе работают только в окрестности частоты модуляции (частота накачки и сигнала синхронизированы). а тут входной сигнал в области околонулевых частот, а модуляция 300Гц

пример усилка для высокоомных источников сигнала

The signal from a pH probe has a typical resistance between 10 MΩ and 1000 MΩ.

возвращаясь к напечатенному - заметьте что первый оу включен не повторителем, а уже с усилением.