2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В раздел Пургаторий будут перемещены спорные темы (преимущественно псевдонаучного характера), относительно которых администрация приняла решение о нецелесообразности продолжения дискуссии.
Причинами такого решения могут быть, в частности: безграмотность, бессодержательность или псевдонаучный характер темы, нарушение автором принципов ведения дискуссии, принятых на форуме.
Права на добавление сообщений имеют только Модераторы и Заслуженные участники форума.



Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 08:13 
Аватара пользователя


18/02/20
181
EUgeneUS в сообщении #1556113 писал(а):
1. Как приводится ко входу шум от множественных источников?
2. Зачем приводить шум ко входу?
3. Почему (при каких условиях) это можно делать?

Ну, раз вам надо разобраться:

1. Приводится ко входу шум каждого источника (как указано выше).
Вычисляется корень от суммы среднеквадратичных значений приведенных шумов.

2. Для удобства (например, легко получить отношение сигнал/шум, сравнивать по шумам разные усилители).

3. Надо уточнить вопрос. То ли Вы предлагаете рассматривать только линейные цепи, то ли имеете в виду что-то еще?

(Оффтоп)

А вообще, мне не очень-то хочется заниматься подобной ерундой.
Вы бы дали содержательный, на самом высоком уровне ответ на мой вопрос, а уж я бы сам или разобрался, или задал дополнительные вопросы.
Не понимаю, зачем тут заниматься выяснением компетенции (из ваших ответов, кстати, тоже не понятен ваш уровень компетенции, но я же не пытаюсь его выяснить.)
Например, сказали бы, что если шумы коррелируют, складываем амплитуды, если нет - вычисляем среднеквадратичное. Мне непонятно, насколько они должны коррелировать, все-таки от нуля до единицы у корреляции очень много значений. Корреляционная функция белого шума - дельта-функция, сдвинь ее хоть чуть-чуть, она уже сама с собой не коррелирует. А тут не просто сдвиг, тут пропустили через множество каскадов, на выходе уже совсем не белый шум. Как это все просчитать? Ткните носом, может где-то излагается подобная теория. А то из обрывков статистики, стохастических процессов, корреляций и пр. пр. у меня не получается выделить нужные мне действия.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 09:18 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
peg59 в сообщении #1556118 писал(а):
Ну, раз вам надо разобраться:

Дабы не было недоразумений: разобраться нужно Вам, а не мне.

п.1 - верно.

п.3 - практически верно. Да, "привести шум ко входу" имеем право, только если считаем цепи линейными.

По пункту два. Тут похоже очередное недопонимание у Вас. В первую очередь шум ко входу приводим не для сравнения разных усилителей, а для перехода к эквивалетной схеме, где
а) усилитель считается нешумящим.
б) а на входе имеется источник шума (сигнал которого суммируется с полезным сигналом на входе усилителя)
что позволяет, проводить дальнейший анализ схемы.
Слово "эквивалетная" тут неспроста.

(Оффтоп)

peg59 в сообщении #1556118 писал(а):
А вообще, мне не очень-то хочется заниматься подобной ерундой.

Действительно, вопрос вынесенный в заголовок, яйца выеденного не стОит.

peg59 в сообщении #1556118 писал(а):
Вы бы дали содержательный, на самом высоком уровне ответ на мой вопрос, а уж я бы сам или разобрался, или задал дополнительные вопросы.

Вы предлагаете найти и пересказать Вам какой-нибудь учебник? Без учёта Вашей компетенции (которую Вы частично показали, задав вопрос) к этому всё и сводится.

peg59 в сообщении #1556118 писал(а):
Например, сказали бы, что если шумы коррелируют, складываем амплитуды, если нет - вычисляем среднеквадратичное. Мне непонятно, насколько они должны коррелировать, все-таки от нуля до единицы у корреляции очень много значений.

Опять Вы в какие-то дебри уходите. Если на входе НЕшумящего усилителя есть исчтоник шума, то этот источник шума - такой же сигнал, как и полезный сигнал (в контексте дальнейшего анализа работы усилителя).

peg59 в сообщении #1556118 писал(а):
А тут не просто сдвиг, тут пропустили через множество каскадов, на выходе уже совсем не белый шум. Как это все просчитать? Ткните носом, может где-то излагается подобная теория. А то из обрывков статистики, стохастических процессов, корреляций и пр. пр. у меня не получается выделить нужные мне действия.

Так я Вас и тыкаю носом в это, а Вы нос воротите в сторону каких-то дебрей.

1. Можем свести шум к шуму на входе?
Да, можем, если считаем усилитель линейным.
2. Вот и берем и сводим. После чего выполняем анализ получившейся эквивалентной схемы.
3. И забываем про всякие "стохастические процессы, обрывки статистики, корреляции" и т.д.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 09:51 
Аватара пользователя


18/02/20
181
Вопрос в теме сознательно немножко провокационный.

Но он действительно про обратную связь.
Я хочу выяснить предел глубины ОС, обусловленный физическими ограничениями. Видимо, вопрос темы надо переформулировать (я это сделать не могу).
Вот накрутили мы в петле ОС 240 дБ. Для входного сигнала 100 мВ получается разностный сигнал на входе ОУ 1 нВ. А у него на входе приведенный источник шума в 1 мкВ. Или 10 фемтоВ из-за ОС?
А если еще больше накрутить? Что, включили мы ОС, и электроны и дырки перестали сыпаться дробью через переходы, а превратились в непрерывный плавный поток?

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 11:18 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
peg59 в сообщении #1556124 писал(а):
Что, включили мы ОС, и электроны и дырки перестали сыпаться дробью через переходы, а превратились в непрерывный плавный поток?


Опять двадцать пять, за рыбу деньги :-(
Ещё до подключения ОС мы привели шум ко входу. Теперь у нас усилитель не шумит, а шумит источник шума на входе.

Попробуйте нарисовать картинку с эквивалентной схемой, где будет:
а) нешумящий усилитель.
б) источник шума на входе
в) источник полезного сигнала
г) цепь ООС.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:05 


03/04/12
300
peg59, по-моему, у вас представление о шуме, как о чем-то отличном от сигнала. На самом деле, если говорить о напряжении и об усилении по напряжению, то и сигнал и шум это неразделимое изменение напряжение, они одинаково просто складываются, если линейная цепь, не просто, если нелинейная.

Главное для практики это отношение сигнал-шум, естественно никакое усиление с любой обратной связью его не улучшит. Например, на входе источник, он имеет температуру, это значит, что он обязательно шумит (мощность в полосе частот $\Delta f$ не меньше чем $kT \Delta f$), и шум не отделить от сигнала, если вы вводите сильную обратную связь, то уменьшаете усиление как сигнала, так и шума, но отношение после реального усилителя может стать только хуже).

Потом, для расчета чего-то полезного у усилителя с обратной связью придется рассматривать и частотные характеристики. К примеру, если входной сигнал дельта-функция напряжения от времени, то обратная связь вообще бессмысленна, поскольку на выходе эта дельта-функция появится с задержкой, поэтому катастрофа. В усилителях звука глобальная ООС в определенных случаях считалась вредной.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:09 
Аватара пользователя


18/02/20
181
EUgeneUS, очевидно, мы не понимаем друг друга.
Вы предлагаете мне элементарный анализ, из которого следует, что можно увеличивать глубину ОС бесконечно.
Я считаю, что должно быть фундаментальное физическое ограничение на глубину ОС. Это следует из простого соображения: величину тока разностного сигнала (увеличивая глубину ОС) можно уменьшить до такой величины, что ток единственного электрона будет больше.
Но если рассматривать флюктуации тока статистически, то ограничение возникнет гораздо раньше.

Но я пока что не могу сообразить, как подходить к решению этой задачи.
Если же Вы знаете, что глубину ОС можно увеличивать бесконечно, то мне бы хотелось видеть опровержение соображений выше.

-- 02.06.2022, 12:12 --

schoolboy в сообщении #1556141 писал(а):
peg59если входной сигнал дельта-функция напряжения от времени, то обратная связь вообще бессмысленна, поскольку на выходе эта дельта-функция появится с задержкой, поэтому катастрофа.

Это неверное рассуждение и, возможно, тема, требующая отдельного рассмотрения.
Хотя, для такого простого сигнала - простой ответ. При подаче дельта-функции на вход усилителя, на выходе получим сигнал, представляющий импульсную характеристику линейной цепи (усилителя с ОС). Никакой катастрофы.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:17 


03/04/12
300
peg59 в сообщении #1556142 писал(а):
Это неверное рассуждение и, возможно, тема, требующая отдельного рассмотрения

Понятно, что я до неприличия упростил, и имел ввиду не математическую дельта-функцию, а иголку, но то же будет с сигналами с крутыми фронтами.

Пусть учить жить это моветон, но все-таки скажу: беда, когда отделяют математику от физики. У вас что-то вроде этого.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:22 
Аватара пользователя


18/02/20
181
schoolboy в сообщении #1556143 писал(а):
но то же будет с сигналами с крутыми фронтами.

Нет. Все будет нормально. Это вообще обычная практика испытания усилителей.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:34 


17/10/16
3893
peg59
Только идеальный усилитель может без проблем линейно усиливать любые пиковольты без всякого шума. Реальный усилитель будет иметь на своем выходе шум, которого не было на его входе. Это и есть ограничение.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:46 


03/04/12
300
peg59 в сообщении #1556144 писал(а):
Нет. Все будет нормально.

А мужики-то не знают.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 12:56 
Аватара пользователя


18/02/20
181
schoolboy в сообщении #1556148 писал(а):

А вы не перегружайте.

-- 02.06.2022, 12:58 --

sergey zhukov в сообщении #1556147 писал(а):
peg59
Это и есть ограничение.
Так сколько в дБ? (максимальная глубина ОС)

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 15:35 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
peg59 в сообщении #1556142 писал(а):
EUgeneUS, очевидно, мы не понимаем друг друга.
Вы предлагаете мне элементарный анализ, из которого следует, что можно увеличивать глубину ОС бесконечно.


Очевидно, Вы меня не понимаете.
Вы задали вопрос, ответ на него - элементарен и Вам его дали. Но Вы зачем-то опять куда-то уходите, в рассуждения о глубине ООС.

Которые про другое, но ответ - тоже элементарен. Если мы инвертируем сигнал и подадим его весь на вход, то получим.... повторитель. Типовая, самая элементарная схема на ОУ. Вот Вам и ответ на вопрос "какая максимальная глубина ООС?" - коэффциент усиления усилителя без ООС.
Чисто теоретически можно рассмотреть ситуацию, когда сигнал в цепи ООС ещё дополнительно усиливается, тогда глубина ООС может быть ещё больше.

peg59 в сообщении #1556142 писал(а):
Но я пока что не могу сообразить, как подходить к решению этой задачи.

Какой задачи? Сформулируйте её, пожалуйста.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 15:48 
Аватара пользователя


18/02/20
181
Задача: вычислить физический предел на глубину обратной связи. Ограничение обусловлено тепловыми/фликкерными шумами, дискретностью носителей тока, квантовыми эффектами, ... всем тем, что принципиально ограничивает точность суммы двух сигналов.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 15:57 
Аватара пользователя


11/12/16
13195
уездный город Н
peg59 в сообщении #1556167 писал(а):
Задача: вычислить физический предел на глубину обратной связи. Ограничение обусловлено тепловыми/фликкерными шумами, дискретностью носителей тока, квантовыми эффектами, .


Звучит как "вычислить физический предел на добычу сырой нефти. Ограничения связаны с эффектом Казимира".
Вы эквивалентную схему нарисовали с источниками шума, приведенными ко входу?
А зря, там бы всё и стало понятно.

 Профиль  
                  
 
 Re: почему усилители с обратной связью не шумят?
Сообщение02.06.2022, 16:11 
Аватара пользователя


18/02/20
181
Мне там все понятно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 55 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group