Радиотехнический форум

Трансиверы, передатчики, РПУ => Доработки и узлы => Тема начата: Игорь 2 от Апрель 02, 2018, 09:18:01 pm

Название: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 02, 2018, 09:18:01 pm
Довольно часто в любительской среде живут какие-то странные заблуждения, типа того, что в очередной раз увидел на CQHAM ( http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?37594-Вопрос-по-схемотехнике-УВЧ&p=1516653&viewfull=1#post1516653 написано, отнюдь, не первого апреля  rofl11), когда господа всерьёз рассуждают о снижении шума при параллельном включении усилителей, либо транзисторов, более того, даже какие-то обоснования приводят, типа, соотношение сигнал/шум будет улучшаться пропорционально квадрату включённых элементов.  crazfun
Начитавшись подобной ахинеи, сразу возникает желание схватить горсть КТ399 (усилитель на одном хорошем транзисторе при полосе 3 кГц имеет чувствительность в SSB 0.08 мкВ), и напараллелить их штук так 25, чтобы чутьё, против всех законов физики, впятеро поднялось, и бежать за Нобелевской премией.  19125
Только вот вряд ли что из этого получится - при условии согласования по сопротивлению входа усилителя с источником сигнала (а в антенных усилителях к выполнению этого условия стремятся всегда, чтобы получить в усилитель максимальную мощность сигнала), запараллеливание сколь угодно большого количества элементов к улучшению соотношения сигнал/шум не приводит - оно НЕ МЕНЯЕТСЯ.  dontknoiw11 И это элементарно доказывается любым, знающим закон Ома. yep11
Преимущество запараллеливания оправдывает себя только в экзотических местах, где в рабочем диапазоне частот выходное сопротивление источника сигнала существенно меняется, из-за чего согласование по сопротивлению со входом усилителя проблематично, к примеру, в усилителях воспроизведения магнитофонов и усилителях для звукоснимателей, когда входное сопротивление усилителя существенно выше усреднённого выходного сопротивления источника.
Но это же совсем не то, о чём там господа рассуждают.... crazyyy crazfun lol11 playful11 rofl11 yep11 19125
 

Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: RN3KK_Nick от Апрель 03, 2018, 03:58:05 am
На укв применяли такие гирлядны транзисторов
http://lea.hamradio.si/~s53ww/4xbf998/4xbf998.htm (http://lea.hamradio.si/~s53ww/4xbf998/4xbf998.htm)
но там не для снижения шума это делалось.
Cqham убойное место. Представляете если зарыть этот ресурс куда вся дичь щиманется  19125 19125 19125


Кстати по ссылке что привел выше, и написано про снижение коэф-та шума. Раньше не обращал внимания.

After a lot of experimenting I found another interesting characteristic of FETs (well known in the audio amplifier scene as I found out latter) - when you parallel two identical FETs you get lower NF than with a single device! So if you piggy-back another BF998 to the original one (both should have the same Idss) you can get 0,6 dB of NF, 26,5 dB of gain and the same or worse (!?) IP3in! The IP3 problem was solved with proper output matching - the 3:1 transformer was changed to 2:1. In that way +28,5 dBm of output IP3 is obtained (P1dB is +19 dBm). The circuit is shown in the Fig. 2, generalized for n times BF998 (the variable values are given in the Table 1).

После многих экспериментов я нашел еще одну интересную характеристику FET (хорошо известную в сцене аудиоусилителя, как я выяснил последний) - когда вы параллельны двум идентичным FET, вы получаете более низкий NF, чем с одним устройством! Поэтому, если вы поменяете другой BF998 на оригинальный (оба должны иметь одинаковый Idss), вы можете получить 0,6 дБ от NF, 26,5 дБ выигрыша и того же или хуже (!?) IP3in! Проблема IP3 была решена с правильным соответствием вывода - трансформатор 3: 1 был изменен на 2: 1. Таким образом получается +28,5 дБм выхода IP3 (P1dB +19 дБм). Схема показана на рисунке 2, обобщенном для n раз BF998 (значения переменных приведены в таблице 1).
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 05:09:42 am
На укв применяли такие гирлядны транзисторовhttp://lea.hamradio.si/~s53ww/4xbf998/4xbf998.htmно там не для снижения шума это делалось.

У меня в суперлинейном антенном усилителе тоже 4 транзистора КТ610 пушпулем включены, но это исключительно для поднятия динамики.  lol11
Уровень шума тот же, что и у одиночного каскада... 19125
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 05:55:14 am
Cqham убойное место. Представляете если зарыть этот ресурс куда вся дичь щиманется   

Да не, не закроется.  disappointed11
Там же народу миллион, правда, большинство по многу раз зарегистрированы (в т. ч. и у меня что-то, типа 20 ников),   crazyyy
Да и постов сильно много, т. к., на элементарные вопросы найти ответ нереально, и идёт долгий процесс обсуждения (отличная работа модерирующего состава  crazfun), не беда, что истина, как правило, так и не находится, ведь это только плюс.  rofl11
Стало быть, реклама дорогая, так что, чисто по финансовым соображениям не закроется... 19125
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: RN3KK_Nick от Апрель 03, 2018, 06:50:36 am
Игорь, ну а всеже. Я привел ссылку с наблюдениями человека + замеры делает. Видимо доступ к базе измерительно имеется. И ведь пишет что и вправду есть снижение шума. Что думаете? Табличка даже есть с замерами.


Ранее считал что этому автору можно верить.  canthearyou
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: EW7RC от Апрель 03, 2018, 07:06:23 am
на элементарные вопросы найти ответ нереально
Эт, точно...  yep11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:13:53 am
Я привел ссылку с наблюдениями человека + замеры делает. Видимо доступ к базе измерительно имеется. И ведь пишет что и вправду есть снижение шума. Что думаете?

Это некорректность измерения. Где он накосячил даже искать неинтересно, точно так же, как разбираться в многочисленных вечных двигателях, которые выкладывают энтузиасты.  lol11
Давайте рассмотрим эквивалентные схемы одного и двух параллельно включённых усилителей - см. скрин.  flag11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: евгени от Апрель 03, 2018, 07:15:32 am
И ведь пишет что и вправду есть снижение шума.
Снижение шума есть. Но что бы увидеть его нужно паролелить несколько тысяч каскадов .
Проверить может каждый - поиграйтесь с режимом усреднения в любой программе спектрального анализа .
Когда на четырёх транзисторах  уменьшают шум в два раза - сказки .
Как обычно - слышат звон но не знают где он.
Для Нама это норма .
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:17:35 am
На рисунках источники 10 мВ - эквивалент шума усилителя.  flag11
На первом рисунке генератор 1V - источник сигнала, на втором рисунке - источник уже имеет напряжение 1/sqrt2 - это условие отдачи той же мощности в нагрузку, ведь теперь выходное сопротивление генератора вновь согласовано с вдвое меньшим входным сопротивлением нагрузки! crazyyy
Треугольник - идеальный усилитель с бесконечно большим входным сопротивлением и нулевым шумом - входное сопротивление нарисовано отдельно, генератор шума - так же.  flag11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:20:15 am
Смотрим соотношение сигнал/шум в первом случае. Здесь всё просто - оно 100 раз (НА МОЕЙ КАРТИНКЕ ОШИБКА - ТАМ 1000 НАПИСАНО).  lol11 playful11 rofl11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:21:46 am
Смотрим второй вариант. На входе идеального усилителя имеем полезный сигнал 1/(2*sqrt2) вольта - ровно половина от напряжения источника.  flag11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: евгени от Апрель 03, 2018, 07:31:10 am
Игорь может пора рассказать почему (Тема: Сверхвысокодинамичный КФ... на кварцах-лодочках!)
не будет правильно работать ? (многим наверно интересно будет)
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:33:54 am
Смотрим уровень шума на входе от каждого из генераторов шума.
Uш1 [мВ]=10*(25*50/(25+50)/(50+(25*50)/(25+50))=2.5 мВ.
Два шумовых источника ко входу усилителя приведут напряжение в корень из двух больше, т. е., 2.5*sqrt2 мВ.

Разделив уровень полезного сигнала (1/(2*sqrt2) вольта), на уровень шума (2.5*10^(-3)*sqrt2 вольта), получим те же самые 100 раз.   crazyyy coolest dontknoiw11 lol11 playful11 rofl11
Всё остальное - фантазии и бред больного воображения - против математики и эквивалентных схем переть бесполезно.  19125

Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:39:57 am
Аналогично легко доказывается и тот факт, что при входном сопротивлении усилителей, превышающем сопротивление источника (ЭТО РАССОГЛАСОВАНИЕ, НА РАДИОЧАСТОТАХ У НОРМАЛЬНЫХ ЛЮДЕЙ НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ!), запараллеливание каскадов, действительно, приводит к улучшению соотношения сигнал/шум по сравнению с одиночным РАССОГЛАСОВАННЫМ каскадом, но ОДИНОЧНЫЙ СОГЛАСОВАННЫЙ каскад, всё равно шуметь будет меньше flag11, чем куча параллельных рассогласованных - кому интересно - убедитесь, модель я показал выше... rofl11  19125
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:50:15 am
Игорь может пора рассказать почему (Тема: Сверхвысокодинамичный КФ... на кварцах-лодочках!)не будет правильно работать ?

Вот в следующий День смеха и рассмотрим этот вопрос... tomato11 tongue11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:53:03 am
Снижение шума есть.

Шум при запараллеливании большого числа элементов при соблюдении согласования просто придёт к усреднённому значению партии. Он может оказаться и выше, может - ниже. Это теория вероятности, и шансы на повышение и понижение равновероятны... playful11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: евгени от Апрель 03, 2018, 07:54:00 am
Два шумовых источника ко входу усилителя приведут напряжение в корень из двух больше, т. е., 2.5*sqrt2 мВ.
Но если учесть что шум случайный сигнал то 2.5*sqrt2 мВ будет не всегда.
Мгновенное значение Uш1 может быть -10 мВ а Uш2 +10 мВ в сумме 0 .
Но чтобы получить реальный эффект источников шума нужно очень много . Тогда начинают работать законы
статистики.
При бесконечно большом количестве случайных сигналов их сумма стремится к 0 .
В маткаде попробуйте там по моему генератор случайных чисел есть.
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:55:52 am
Но если учесть что шум случайный сигнал то 2.5*sqrt2 мВ будет не всегда.

Всегда. Мощность двух шумовых некоррелированных сигналов складывается, т. е., действующее напряжение растёт в корень из двух... lol11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 07:59:47 am
Я запал на эту тему ещё в 1975 году, когда появилась статья в Радио, и, получив отрицательный результат, довольно быстро разобрался в сути процесса - автор при своих выкладках совсем забыл, что при запараллеливании входное сопротивление усилителя снижается, и напряжение полезного сигнала падает... 19125
Ну, а недалёким людям хочется верить в чудо - зачем их разочаровывать.  yep11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 08:10:28 am
А вот здесь оправдано параллельное включение (это усилитель воспроизведения магнитофона - входное сопротивление усилителя на порядки выше среднего сопротивления магнитной головки), уровень шума усилителя, действительно, снизится примерно в корень из двух.  dontknoiw11
Другой вопрос - а зачем его снижать, когда сама плёнка шумит существенно больше, чем усилитель?  playful11
Поэтому-то, энтузиазм авторов никто больше не поддержал, и больше я не видел ни одного усилителя воспроизведения магнитофона с параллельными транзисторами... 19125
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 08:13:51 am
Резюме - параллельное включение одинаковых каскадов при условии согласования входа и выхода приводит ТОЛЬКО к расширению динамики, ни шумы, ни усиление при этом не меняются.  flag11
Многократно, кстати, в этом и на практике убеждался.
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: евгени от Апрель 03, 2018, 08:22:57 am
Я запал на эту тему ещё в 1975 году, когда появилась статья в Радио, и, получив отрицательный результат
На трех транзисторах эффект будет почти 0.
Я часто использую способ усреднения для показометров при длине измерительной линии под 1000м
шума набирается много . Если брать усреднение по более 64000 замерам сигнал не плохо чистится.
Но шум должен быть действительно случайным , иначе обратный эфект.
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: евгени от Апрель 03, 2018, 08:27:19 am
Резюме - параллельное включение одинаковых каскадов при условии согласования входа и выхода приводит ТОЛЬКО к расширению динамики, ни шумы, ни усиление при этом не меняются.
Согласен с небольшой оговоркой при малом (2-50) количестве каскадов .
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 08:40:48 am
Если брать усреднение по более 64000 замерам сигнал не плохо чистится.

Да там физика-то другая, а здесь просто обычное сложение шумов с масштабированием. Усреднение в смысле того, что соотношение сигнал/шум на выходе будет как у среднего транзистора из партии... lol11
Так что, для малошумья запараллеливание с согласованием входа (а без согласования шумов больше будет  flag11) никакого смысла не имеет, в противном случае, многоэмиттерные ВЧ транзисторы были бы самыми малошумящими, а любой нормальный человек знает, что это не так...
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: евгени от Апрель 03, 2018, 08:48:49 am
Усреднение в смысле того, что соотношение сигнал/шум на выходе будет как у среднего транзистора из партии...
Согласен . Не учёл что шум перестаёт быть случайным.  blush
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Alexandre от Апрель 03, 2018, 09:00:35 am
Игорь может пора рассказать почему (Тема: Сверхвысокодинамичный КФ... на кварцах-лодочках!)
не будет правильно работать ?
Так ведь не может у активного каскада S21 быть равным S12 и наоборот. Поэтому и не может трансформации вперед и обратно быть одинаковой. rolleyes11 Вот у пассивных цепей это может быть.
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Alexandre от Апрель 03, 2018, 09:05:26 am
Мощность двух шумовых некоррелированных сигналов складывается, т. е., действующее напряжение растёт в корень из двух
А если повернуть фазу одного из шумовых сигналов в одном из усилителей на 180 град?
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: RN3KK_Nick от Апрель 03, 2018, 10:49:29 am
Самозванцы выходит вокруг.  dontknoiw11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Alexandre от Апрель 03, 2018, 11:30:22 am
Самозванцы выходит вокруг.
И самозванцы и заблуждающиеся playful11
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 03:06:34 pm
А если повернуть фазу одного из шумовых сигналов в одном из усилителей на 180 град?

Ничего не изменится - последовательности случайные... dontknoiw11

Так ведь не может у активного каскада S21 быть равным S12 и наоборот. Поэтому и не может трансформации вперед и обратно быть одинаковой.

Тем не менее, гляньте на график - там зависимость выходного сопротивления от сопротивления генератора при усилении Нортона 14 дБ.
Несложно заметить, что выходное сопротивление подчиняется формуле Rвых=Rвх+2.152, т. е., на выход транслируется тот же самый кварц с чуть-чуть бОльшими потерями (у моих больших потери 8 Ом, у транслята будет 10.152  coolest)

Господа, а вы точно уверены, что размещённая мною 1 апреля информация была шуткой?  crazyyy
Название: Re: Развенчивание мифов
Отправлено: Игорь 2 от Апрель 03, 2018, 03:10:54 pm
Самозванцы выходит вокруг. 
И самозванцы и заблуждающиеся

Это точно... yep11