Симулятор LTspice IV

[letter]

Вернулся к симуляции схемы (см. Ваш пост 797 на предыд. странице)
Изменил всё в соответствие с Вашими рекомендациями, но вылезла какая-то нестыковка. Симуляция всей схемы - т.е. вх. каскад на 4-х транзисторах + второй каскад на ОУ - мои результаты теперь совпали с Вашими, хотя и озадачило, что шумы , приведённые ко входу, аж 11nV/100Hz, хотя если симулировать отдельно вх. каскад на 4-х транзисторах, имеющего Ku = 1, то он даёт порядка 4 nV, а симуляция отдельно второго каскада на ОУ даёт Nin = 2,4 nV. Т.е. вклад каскада на ОУ существенно меньше, чем вх. каскада. Тогда откуда берутся Nin = 11nV, при их последовательном соединении ?
На картинке с ОУ резистор R2 имитирует вых. сопротивление вх. каскада на 4-х транзисторах.

[bordodynov]

Вернулся к симуляции схемы (см. Ваш пост 797 на предыд. странице)
Изменил всё в соответствие с Вашими рекомендациями, но вылезла какая-то нестыковка. Симуляция всей схемы - т.е. вх. каскад на 4-х транзисторах + второй каскад на ОУ - мои результаты теперь совпали с Вашими, хотя и озадачило, что шумы , приведённые ко входу, аж 11nV/100Hz, хотя если симулировать отдельно вх. каскад на 4-х транзисторах, имеющего Ku = 1, то он даёт порядка 4 nV, а симуляция отдельно второго каскада на ОУ даёт Nin = 2,4 nV. Т.е. вклад каскада на ОУ существенно меньше, чем вх. каскада. Тогда откуда берутся Nin = 11nV, при их последовательном соединении ?
На картинке с ОУ резистор R2 имитирует вых. сопротивление вх. каскада на 4-х транзисторах.

Это потому, вы считаете с разными импедансами источника сигнала. В полной схеме импеданс источника сигнала это импеданс 2.7 нФ, а при рачёте предварительного повторителя явно берёте другую разделительную ёмкость. Вы взяли не очень удачный первый транзистор. У него достаточно большой затворный ток (во всяком случае это следует из модели).

[bordodynov]

Я сравнил шумы для двух транзисторов. Взял транзистор с меньшей крутизной, но меньшей утечкой затвора. Для него получились меньшие фликкер шумы и шумы на 100 Гц, но большие шумы на средних частотах. Так, что выбирайте, что вам важнее.
На высоких частотах транзистор BF862 явно лучше, то для низких нет.

[letter]

Это потому, вы считаете с разными импедансами источника сигнала.

Конечно я беру разные импедансы источников - каждому каскаду свой : для вх. ступени на транзисторах - это ёмкость сенсора, для второй ступени на ОУ - это вых. сопротивление вх. ступени, которая порядка сотни Ом.
Если шум вх. ступени, измеренной отдельно = 4 нВ, а шум на выходе усилительного каскада на ОУ, так-же посчитанного отдельно = 9,5 нВ, то суммарный шум этих двух каскадов, включенных последовательно, никак не может превышать 13 нВ, поскольку эти шумы некореллированы, а сим даёт шум на выходе этой линейки - 45 нВ.

[bordodynov]

Конечно я беру разные импедансы источников - каждому каскаду свой : для вх. ступени на транзисторах - это ёмкость сенсора, для второй ступени на ОУ - это вых. сопротивление вх. ступени, которая порядка сотни Ом.
Если шум вх. ступени, измеренной отдельно = 4 нВ, а шум на выходе усилительного каскада на ОУ, так-же посчитанного отдельно = 9,5 нВ, то суммарный шум этих двух каскадов, включенных последовательно, никак не может превышать 13 нВ, поскольку эти шумы некореллированы, а сим даёт шум на выходе этой линейки - 45 нВ.

Где вы видите шум входной ступени (4Т) 4 нВ. Вы что не смотрели какой шум этой вашей ступени в моём расчёте (10.4 нВ/Hz^0.5). Основной вклад в шумы вносит входная ступень, а операционник лишь небольшой вклад. Кстати суммарный шум равен корню квадратному от суммы квадратов - (10.4^2+4^2)^0.5=11.1

[vrybel]

Где вы видите

Новички точно не увидят,т.к. им не открыть txt в Ltspice.
Хотя,так может и проще для загрузки.

[bordodynov]

Понятливые поймут, что надо отбросить txt, а не понятливые спросят.

[letter]

Где вы видите шум входной ступени (4Т) 4 нВ. Вы что не смотрели какой шум этой вашей ступени в моём расчёте (10.4 нВ/Hz^0.5)

Я делал много симуляций ещё до Ваших поправок директив. Что-то всё больше хаоса в результатах : я делал симуляцию 4-х транзисторной схемы вх. каскада с разными вх. JFET - кажется штук 6 или 7 перепробовал, конечно каждый раз оптимируя режимы под конкретный ПТ. И оказалось, что места по малошумности распределились совсем не так, как написано в даташитах на них и совсем не так, как я затем перемерял их живьём на одной и той-же плате так-же подбирая опт. режим. И 862-й оказался далеко не худшим, хотя по результатам симулирования его шумы втрое хуже, чем у 861А.

. Основной вклад в шумы вносит входная ступень, а операционник лишь небольшой вклад. Кстати суммарный шум равен корню квадратному от суммы квадратов - (10.4^2+4^2)^0.5=11.1

Эта ф-ла мне известна.

[bordodynov]

Я делал много симуляций ещё до Ваших поправок директив. Что-то всё больше хаоса в результатах : я делал симуляцию 4-х транзисторной схемы вх. каскада с разными вх. JFET - кажется штук 6 или 7 перепробовал, конечно каждый раз оптимируя режимы под конкретный ПТ. И оказалось, что места по малошумности распределились совсем не так, как написано в даташитах на них и совсем не так, как я затем перемерял их живьём на одной и той-же плате так-же подбирая опт. режим. И 862-й оказался далеко не худшим, хотя по результатам симулирования его шумы втрое хуже, чем у 861А.


Эта ф-ла мне известна.

При расчёте шумов нужно тщательно изучать модели. Особенно смотреть есть ли параметр Kf. У 861А его нет, что очень плохо. Отсутствие упомянутого параметра говорит об не учёте фликкер шумов! Самое смешное, что для малошумящих транзисторов параметр может быть указан, а для ширпотреба нет! и можно намоделировать ерунду - малошумящий транзистор будет шуметь больше!

[bordodynov]

Вот я поискал в своём загашнике и нашёл несколько разных моделей в том числе совсем плохих. Самые лучшие оказались в библиотеке программы APLAC.
.model BF861A_n njf
+ VTO=-0.5111 BETA=15.19E-3 LAMBDA=35.93E-3
+ IS=410.2E-18 ALPHA=1.000E-6 VK=1
+ RD=4.164 RS=4.164 CGD=6.299E-12
+ CGS=6.299E-12 PB=0.6917 KF=21.54E-18
+ AF=0.7958 BETATCE=-0.5
+ VTOTC=-2.500E-3
.model BF861B_n njf
+ VTO=-0.6391 BETA=13.93E-3 LAMBDA=47.02E-3
+ IS=376.9E-18 ALPHA=1.000E-6 VK=1
+ RD=3.577 RS=3.577 CGD=6.025E-12
+ CGS=6.025E-12 PB=0.7072 KF=20.35E-18
+ AF=0.7958 BETATCE=-0.5
+ VTOTC=-2.500E-3
.model BF861C_n njf
+ VTO=-1.145 BETA=15.22E-3 LAMBDA=44.94E-3
+ IS=415.7E-18 ALPHA=1.000E-6 VK=1
+ RD=15.20 RS=15.20 CGD=6.581E-12
+ CGS=6.581E-12 PB=0.7395 KF=11.22E-18
+ AF=0.7958 BETATCE=-0.5
+ VTOTC=-2.500E-3

MODEL BFR31_n NJF (VTO=-1.60 BETA=2.1M LAMBDA=12.4M RD=27 RS=86.3 IS=3.16F PB=1 FC=.5 CGS=6.63P CGD=3.31P AF=1 KF=1.108E-15)
Если вам нужны более точные модели (для шумов), то напишите какие транзисторы вам нужны. Может повезёт найти более качественную модель.