Very Hot Topic (More than 50 Replies) Сумматор (Прочитано 819 раз)
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Сумматор
08.06.2020 :: 07:05:25
Post Tools
Нужен простой сумматор сигналов от пьезокерамических сенсоров. На форуме Electronix предложили просто объединить истоки двух полевиков - как на схеме. По сути - классический дифкаскад. Посимил : работает, но не суммирует без потерь - на выходе амплитуда такая-же, как и на входах - 100 мВ - не удвоенная.
И как получить суммирование без потерь двух синфазных сигналов ?
Первое, что приходит в голову - сделать два отдельных повторителя на полевиках, а суммировать на инвертирующем входе опера, но :
- входные резисторы сумматора нельзя делать большими - порядка 10 кОм - будет шуметь
- входные резисторы с низким номиналом - не более 100 Ом - тоже нельзя - перегрузят входные повторители
Есть идеи ?
« Последняя редакция: 27.06.2020 :: 13:23:22 от patron »  

2_follow_1.jpg ( 40 KB | Загрузки )
2_follow_1.jpg
Наверх
 
IP записан
 
Denn
Модератор
*****
Вне Форума


είμαι ο μουσικός και ο
ραδιομηχανίκός

Сообщений: 14276
Местоположение: Θεσσαλoνiκη
Зарегистрирован: 14.03.2006
Re: Сумматор
Ответ #1 - 08.06.2020 :: 08:12:08
Post Tools
patron писал(а) 08.06.2020 :: 07:05:25:
- входные резисторы сумматора нельзя делать большими - порядка 10 кОм - будет шуметь


Я так понимаю, хай-гейн не предполагается. На клине шум будет приемлемый.

По поводу ещё идей. А что мешает сначала усилить, а потом суммировать? Т.е. на ПТ сделать усилительные каскады, например.
  

Не говорите что мне делать, и я не скажу куда Вам идти.

Лучшее решение из возможных - самое простое. И наоборот.

Прежде чем судить меня, убедитесь, что вы совершенны.
Наверх
ICQ  
IP записан
 
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Re: Сумматор
Ответ #2 - 08.06.2020 :: 08:45:03
Post Tools
Цитата:
Я так понимаю, хай-гейн не предполагается
  - раздел называется "Негитарная электроника"  Класс

Цитата:
что мешает сначала усилить, а потом суммировать?
- суммирование двух сенсоров - как обыгрывание идеи, а хотелось бы суммировать от 4 - до 8 сенсоров. Делать 8 повторителей, 8 усилителей  - будет электростанция им. Коминтерна  Ужас
  
Наверх
 
IP записан
 
Denn
Модератор
*****
Вне Форума


είμαι ο μουσικός και ο
ραδιομηχανίκός

Сообщений: 14276
Местоположение: Θεσσαλoνiκη
Зарегистрирован: 14.03.2006
Re: Сумматор
Ответ #3 - 08.06.2020 :: 08:57:50
Post Tools
patron писал(а) 08.06.2020 :: 08:45:03:
хотелось бы суммировать от 4 - до 8 сенсоров. Делать 8 повторителей, 8 усилителей  - будет электростанция им. Коминтерна  Ужас


При большом количестве по любому "халява" не прокатит.

П.С. а вариант суммирования банальным параллельным соединением датчиков не сработает для данной задачи?
  

Не говорите что мне делать, и я не скажу куда Вам идти.

Лучшее решение из возможных - самое простое. И наоборот.

Прежде чем судить меня, убедитесь, что вы совершенны.
Наверх
ICQ  
IP записан
 
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Re: Сумматор
Ответ #4 - 08.06.2020 :: 09:47:44
Post Tools
Это как батарейки соединить параллельно
  
Наверх
 
IP записан
 
new_man
Гуру
*****
Вне Форума


GtLab.Net

Сообщений: 2050
Местоположение: С.-Пб.
Зарегистрирован: 18.01.2012
Re: Сумматор
Ответ #5 - 08.06.2020 :: 10:21:40
Post Tools
patron, схема суммирует исправно. А не удваивает у вас потому, что суммирует с ослаблением.
Вот что получается при разных частотах:

  

R_S_R_R_R_S_R_S_.jpg ( 209 KB | Загрузки )
R_S_R_R_R_S_R_S_.jpg
Наверх
 
IP записан
 
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Re: Сумматор
Ответ #6 - 08.06.2020 :: 10:42:27
Post Tools
Речь шла о суммировании синфазных сигналов равной амплитуды, но на графиках я не вижу удвоения амплитуды - везде не больше 100 мВ

Я соединил 4 FET-a впараллель и пробовал отключать по одному, по два , просимулировал : независимо от количества задействованных транзисторов амплитуда на выходе всегда одна и та-же - 100 мВ. Проверил на разных частотах и амплитудах.
« Последняя редакция: 08.06.2020 :: 11:01:42 от patron »  
Наверх
 
IP записан
 
Denn
Модератор
*****
Вне Форума


είμαι ο μουσικός και ο
ραδιομηχανίκός

Сообщений: 14276
Местоположение: Θεσσαλoνiκη
Зарегистрирован: 14.03.2006
Re: Сумматор
Ответ #7 - 08.06.2020 :: 10:52:37
Post Tools
patron писал(а) 08.06.2020 :: 09:47:44:
Это как батарейки соединить параллельно


У батареек маленькое Rвнутр, с пьезиками совсем другая история, по идее они будут слабо друг друга шунтировать.
  

Не говорите что мне делать, и я не скажу куда Вам идти.

Лучшее решение из возможных - самое простое. И наоборот.

Прежде чем судить меня, убедитесь, что вы совершенны.
Наверх
ICQ  
IP записан
 
new_man
Гуру
*****
Вне Форума


GtLab.Net

Сообщений: 2050
Местоположение: С.-Пб.
Зарегистрирован: 18.01.2012
Re: Сумматор
Ответ #8 - 08.06.2020 :: 10:57:49
Post Tools
Еще раз: коэффициент передачи ПТ от затвора на исток в схеме дифф. каскада не превышает 1/2, следовательно суммирование синфазных сигналов с уровнем V каждый, не превысит 2*V/2 = V.
Выразиться более доходчиво у меня не получается.
Улыбка
  
Наверх
 
IP записан
 
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Re: Сумматор
Ответ #9 - 08.06.2020 :: 11:06:33
Post Tools
В конечном итоге : суммирования без потерь в такой схеме не получается - Uout всегда примерно = Uin, сколько сенсоров с полевиками впараллель не включай.

Есть идеи - как получить суммирование без больших наворотов и потерь в шумах ?
« Последняя редакция: 25.06.2020 :: 08:01:08 от patron »  
Наверх
 
IP записан
 
new_man
Гуру
*****
Вне Форума


GtLab.Net

Сообщений: 2050
Местоположение: С.-Пб.
Зарегистрирован: 18.01.2012
Re: Сумматор
Ответ #10 - 08.06.2020 :: 14:46:49
Post Tools
Цитата:
В конечном итоге : суммирования в такой схеме не получается - Uout всегда примерно = Uin, сколько сенсоров с полевиками впараллель не включай.

Эх, нет на вас Ператрона!
То, что суммирование происходит, я наглядно показал в #5.
Эта схема подобна сумматору на равных резисторах.
  
Наверх
 
IP записан
 
Наблюдатель
Гуру
*****
Вне Форума


Верить в наше
время нельзя
никому. Мне
... тоже.

Сообщений: 7420
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 16.11.2008
Re: Сумматор
Ответ #11 - 08.06.2020 :: 14:58:30
Post Tools
patron писал(а) 08.06.2020 :: 11:06:33:
Есть идеи - как получить суммирование без больших наворотов и потерь в шумах ?

Вопрос в точности суммирования, которую нужно получить. Если некритично - поставить после сумматора неинвертирующий ОУ с Ку = кол-ву входов. При абсолютно одинаковых полевиках должно работать хорошо. На практике будет не так радужно.
  
Наверх
 
IP записан
 
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Re: Сумматор
Ответ #12 - 08.06.2020 :: 15:41:12
Post Tools
Наблюдатель : Такой "сумматор" - уже не очень-то сумматор, если "сумма" на выходе на 6 дБ хуже, чем источник.
Если суммировать на неинв. входе ОУ, то большие потери тоже неизбежны - выходы повторителей садят друг друга - надо ставить развязывающие резисторы - опять большие потери, искажения и шум.

new_man : Цитата:
Эта схема подобна сумматору на равных резисторах.
.  - а соотношение с/ш - до лампочки ? Именно поэтому с/ш дифкаскада априори хуже на 3 дБ, чем одиночного.
« Последняя редакция: 08.06.2020 :: 15:53:26 от patron »  
Наверх
 
IP записан
 
new_man
Гуру
*****
Вне Форума


GtLab.Net

Сообщений: 2050
Местоположение: С.-Пб.
Зарегистрирован: 18.01.2012
Re: Сумматор
Ответ #13 - 08.06.2020 :: 15:55:45
Post Tools
Цитата:
а соотношение с/ш - до лампочки ?

Но это-же ваша схема, а не моя.
У нас с вами спор был на тему "суммирует или нет".
  
Наверх
 
IP записан
 
Наблюдатель
Гуру
*****
Вне Форума


Верить в наше
время нельзя
никому. Мне
... тоже.

Сообщений: 7420
Местоположение: СПб
Зарегистрирован: 16.11.2008
Re: Сумматор
Ответ #14 - 08.06.2020 :: 16:02:41
Post Tools
[quote author=3A2B3E3825244A0 link=1591599925/12#12 date=1591630872]Наблюдатель : Такой "сумматор" - уже не очень-то сумматор, если "сумма" на выходе на 6 дБ хуже, чем источник.
Если суммировать на неинв. входе ОУ, то большие потери тоже неизбежны - выходы повторителей садят друг друга - надо ставить развязывающие резисторы - опять большие потери, искажения и шум.
"Так вам шашечки, или ехать?" Улыбка  Как справедливо указал new_man, такая простая схема по сути работы - сумматор (а точнее микшер) на резисторах, а ОУ, что я предложил поставить - обычный масштабирующий усилитель. Не подходит по С/Ш - надо брать другую схему.  Круглые глаза
  
Наверх
 
IP записан
 
new_man
Гуру
*****
Вне Форума


GtLab.Net

Сообщений: 2050
Местоположение: С.-Пб.
Зарегистрирован: 18.01.2012
Re: Сумматор
Ответ #15 - 08.06.2020 :: 16:30:37
Post Tools
Можно попробовать суммировать токи стоков ПТ.
Схему прилагаю. Наваляно прямо сейчас, номиналы назначены, рассматриваем как идею.
  

R_S_R_R_R_S_R_S__1.png ( 59 KB | Загрузки )
R_S_R_R_R_S_R_S__1.png
Наверх
 
IP записан
 
VAT
Разбирающийся
****
Вне Форума



Сообщений: 1453
Местоположение: Moscow
Зарегистрирован: 27.09.2005
Re: Сумматор
Ответ #16 - 08.06.2020 :: 19:40:10
Post Tools
Цитата:
Именно поэтому с/ш дифкаскада априори хуже на 3 дБ, чем одиночного.

поспорю  - входное сопротивление в 2 раза выше а емкость в 2 раза меньше.
Если 2 дифкаскада запараллелить - получим то же входное и тот же с/ш.

а последовательно датчики не включаются?
  
Наверх
 
IP записан
 
patron
Гуру
*****
Вне Форума



Сообщений: 1524
Зарегистрирован: 06.01.2007
Re: Сумматор
Ответ #17 - 09.06.2020 :: 05:45:18
Post Tools
Получить сумму сигналов можно разными путями, другое дело - какой ценой ?  Как нетрудно догадаться из исходного поста - динамический диапазон в данном случае имеет приоритетное значение. Если сумматор суммирует, но гробит соотношение с/ш в 10 раз, то это уже не просто сумматор, а сумматор-генератор шума.
Вообще-то исходная идея была следующая. Поскольку пьезосенсор - чистый кандюк, выполненный из высококачественной керамики и практически его импеданс не имеет активной составляющей, то и шумов он не производит - шумы будут определяться входными каскадами усилителя.  Т.е. если есть потребность улучшить с/ш, то можно использовать два сенсора. Если без потерь суммировать их сигналы, учитывая, что они синфазны и равной амплитуды, то можно получить удвоение амплитуды - т.е. на 6 дБ, при этом, поскольку шумы входных каскадов некоррелированы, то прирост шумов будет всего 3 дБ.
Если сложить сигналы не от двух, а от 4-х сенсоров - выигрыш будет "на лице".

new_man писал(а) 08.06.2020 :: 16:30:37:
Можно попробовать суммировать токи стоков ПТ.
Схему прилагаю. Наваляно прямо сейчас, номиналы назначены, рассматриваем как идею.
  - надо будет посимить шумы и искажения : схема с общей базой имеет весьма низкое вх. сопротивление и как это отразится на линейности - хз
« Последняя редакция: 09.06.2020 :: 06:16:03 от patron »  
Наверх
 
IP записан
 
VAT
Разбирающийся
****
Вне Форума



Сообщений: 1453
Местоположение: Moscow
Зарегистрирован: 27.09.2005
Re: Сумматор
Ответ #18 - 09.06.2020 :: 08:28:25
Post Tools
Цитата:
Поскольку пьезосенсор - чистый кандюк, выполненный из высококачественной керамики и практически его импеданс не имеет активной составляющей, то и шумов он не производит - шумы будут определяться входными каскадами усилителя.

тоже думал примерно так рассуждая откуда бы взяться шумам на резонансе магнитного датчика - вроде активная составляющая единицы кОм, а с реактивной, которая сотни кОм - шума не с чего взяться и все классно - сигнал усиливается, шумы те же. но симулятор сука рисует у шума такую же резонансную кривую  и почему то я ему верю.
Если резистор смещения есть - то понятно - датчик перестает его шунтировать и он подключаетс\ со своим тепловымшумом. но схема без этого резистора шумит так же, по симулятору. 
« Последняя редакция: 09.06.2020 :: 08:30:49 от VAT »  
Наверх
 
IP записан
 
new_man
Гуру
*****
Вне Форума


GtLab.Net

Сообщений: 2050
Местоположение: С.-Пб.
Зарегистрирован: 18.01.2012
Re: Сумматор
Ответ #19 - 09.06.2020 :: 09:25:29
Post Tools
Цитата:
Если сложить сигналы не от двух, а от 4-х сенсоров - выигрыш будет "на лице"

Такой-же выигрыш будет и при одном датчике и четырех ПТ в параллель.
Цитата:
схема с общей базой имеет весьма низкое вх. сопротивление и как это отразится на линейности - хз

ОБ - наиболее линейная из трех схем включения транзистора. Искажения будут вносить полевики, а не ОБ.
  
Наверх
 
IP записан
 
 
  « Главная ‹ Раздел Наверх этой страницы