Parametry rezystorów (wydzielone z wątku: "6HB5 + EF80 w triode")

[Romekd]

Czołem.

A jak wypadają rezystory MŁT, w końcu też są metalizowane? Ciekawe, czy jest różnica (i jak wielka) między nimi a współczesnymi odpowiednikami.

Metalizowane MŁT cechują się całkiem niezłymi parametrami szumowymi w stosunku do wielu innych typów rezystorów, w tym również współczesnych metalizowanych. Wykonałem badania, które spróbuję opublikować w którymś z następnych postów. W pierwszych pomiarach szumów prądowych, czyli tych, które pojawiają się po podaniu napięcia stałego na rezystor, najlepiej z pięciu testowanych przeze mnie typów wypadł właśnie rezystor MŁT-05.

Kolego Romku, ja pozwolę się zapytać, jak ma się zjawisko nieliniowości i szumów prądowych rezystorów do ich mocy. Warto by porównać opisane dzielniki przy zastosowaniu rezystorów o różnej mocy, przy tym samym poziomie sygnału i porównać uzyskane wyniki. Pytam, bo dawno temu wyczytałem, że aby zminimalizować opisane zjawisko należy stosować oporniki o znacząco większej mocy niż to wynika z obliczonej mocy danego rezystora. Jednak jak przystało na teoretyczne stwierdzenie praktyka może okazać się zupełnie inna .

Rezystory większej mocy tego samego typu z reguły mają niższy poziom szumów prądowych. Widać to wyraźnie w notach katalogowych. Poniżej dane rezystorów wysokonapięciowych typu "metal glaze" firmy VISHAY.

Widać to było również na wykresie szumów rezystorów metalizowanych, który zamieściłem w poprzednim wpisie. Najszybciej wraz ze wzrostem oporności rosły szumy prądowe rezystorów o najmniejszych gabarytach i mocy, najwolniej rezystorów o mocy największej. Poniżej nota katalogowo tego typu rezystora.

VISHAY_MBA_MBB_MBE_SMA-0204_0207_0414-Precision.pdf

(161.16 KiB) Pobrany 120 razy

Kiedyś, będąc jeszcze uczniem technikum zastanawiałem się czemu w moim magnetofonie M-2405s w pierwszym stopniu wzmacniacza napięciowego producent użył innego rezystora niż pozostałe. Jeśli dobrze pamiętam był to rezystor R3 o wartości 390 kΩ w obwodzie kolektora tranzystora T1. Co prawda rezystor o identycznej wartości rezystancji znajdował się jeszcze w obwodzie bazy tego tranzystora, ale ten był identyczny jak pozostałe w pierwszym stopniu wzmocnienia. Odpowiedź była bardzo prosta - na rezystorze w obwodzie kolektora spadek napięcia był wyższy od 20 V, a na tym w obwodzie bazy spadek napięcia wynosił jedynie mały ułamek wolta. Poniżej fragment schematu wzmacniacza odczytu i zapisu magnetofonu M-2405s (na schemacie nie ma podanej informacji by rezystor ten miał się czymś różnić od pozostałych, jednak w kilku egzemplarzach magnetofonu, które miałem okazje oglądać był w tym miejscu montowany rezystor większej mocy typu MŁT).

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Romku
a jakbyś jeszcze pomierzył zwykłe drutowe jako grupa kontrolna

Zwykłe drutowe rezystory mają znikome napięcie szumów prądowych. Występuje na ich wyprowadzeniach głownie szum termiczny, a ten jest identyczny dla wszystkich typów rezystorów i zależy jedynie od wartości ich rezystancji i temperatury. Tak więc nie ma co ich badać, gdyż wynik powinien pokrywać się z tymi uzyskiwanymi na wszystkich pozostałych typach rezystorów, jeśli oczywiście nie przepływa przez nie żaden prąd stały, bo to całkowicie zmieniłoby sytuację.

Romkud
dwie uwagi szkoda że pokazujesz swoje pomiary w wątku do którego nikt poźniej nie zajrzy
za kilka lat nikt o tym nie będzie pamiętał
dobrze byłoby gdybyś stworzył oddzielny wątek ,temat ? o swoich pomiarach
teraz głupie pytanie czy te wyniki a są dla mnie wielkim zaskoczeniem
powinno się przenieść na grunt praktyczny ??????

Myślę, że zainteresowanie nie byłoby zbyt duże. Mogę zrobić coś innego - na przykład stworzyć wątek z linkami do wypowiedzi (można byłoby go "przykleić" na początku działu), w których prezentowałem wyniki swoich pomiarów (mam gdzieś zbiór linków do tamtych wątków). Inni Koledzy w swoich wypowiedziach w tym samym wątku mogliby podawać linki do wyników własnych pomiarów, przez co stworzyłby się taki specyficzny "spis treści" naszego Forum, umożliwiający szybkie dotarcie do wpisów z badaniami, oczywiście jeśli byliby zainteresowani takimi tematami...

Pozdrawiam
Romek

[kubafant]

Rezystory MŁT są moimi ulubionymi, stosuję je powszechnie w budowanym i konserwowanym przez siebie sprzęcie. Druga sprawa, że udało mi się kupić pewnego razu dużą partię rezystorów NOS (niemal wszystkie wartości z typoszeregu w mocach 0,125, 0,25, 0,5 1 i 2 W) za nieduże pieniądze (likwidacja, a jak).

Chciałbym zapytać jeszcze raz (pytałem o to kilka razy w różnych wątkach, gdzie dyskusja wchodziła na temat szumów i oporników metalizowanych), może ktoś mądry mnie oświeci. Jak rozpoznać rezystory MŁT typu A i typu B? Gdzie szukać oznaczenia i jaką ono ma postać? Starannie obejrzałem wiele posiadanych pudełek rezystorów, a także same rezystory i nigdzie się takiej informacji nie dopatrzyłem.

Pozdrawiam,
Jakub

[Romekd]

Kubafant
Też się nad tym wielokrotnie zastanawiałem. Mam jeszcze kilkanaście pudełek z rezystorami MŁT produkcji polskiej i radzieckiej. Na żadnym z pudełek czy na samych rezystorach nie znalazłem informacji o "grupie szumowej" A lub B tego typu oporników... W wolnej chwili sprawdzę czy nie ma na ten temat jakichś informacji w poradnikach, które posiadam.

Pozdrawiam
Romek

[faktus]

Witam.

Rezystory większej mocy tego samego typu z reguły mają niższy poziom szumów prądowych. Widać to wyraźnie w notach katalogowych.

Mnie jednak nurtuje pytanie o ile należy zwiększyć moc zastosowanego rezystora aby zmniejszyć poziom szumów do minimum w konkretnym układzie, np. przy danych poziomach napięcia w podanych wcześniej przykładach. Bo jest jakaś granica przy której dalsze zwiększanie mocy rezystora nie wpływa na poziom szumów, czy jest to dwu, trzy krotne zwiększenie mocy rezystora. Czy dało by się wykonać tego typu pomiar i opublikować wyniki .
Co do tego czy ktoś będzie zaglądał do tego typu wątku, to powiem tak jeśli ktoś poważnie podchodzi do zagadnienia budowy układów audio, obojętnie czy lampowych, czy półprzewodnikowych, to będzie to dla niego nieocenione źródło wiedzy praktycznej popartej pomiarami. Dlatego jestem za stworzeniem takowego " spisu treści " w którym można by znaleźć interesujące informacje i wyeksponowanie go w formie osobnego wątku.
Pozdrawiam.

[TooL46_2]

Czytam z zaciekawieniem caly watek!

Romku, pytanie laika, ale czy w dobie wszedobylskiej cyfryzacji (a co za tym idzie, nizszych napiec) ten problem bedzie mial jednak mniejsze znaczenie? Chyba dzis wiecej urzadzen dziala jednak przy 5-12V, wzmacniacze tranzystorowe 40-80V. To chyba grubo ponizej napiec ktore mozemy spotkac we wzmacniaczach lampowych.

Tak na moj (maly) chlopski rozum (electroniczny) to tranzystory nie beda szumialy wiecej?

[Jurek O]

Może na mój chłopski... odpowiem. Ja to widzę tak, iż im większa temperatura rezystora tym większy szum. Więc bardziej bym zwracał uwagę na prąd "płynący" przez rezystor, który go nagrzewa.

[TooL46_2]

Szum jak najbardziej - pelna zgoda. Ale w tym wypadku chyba i tak tranzystory moga szumiec wiecej.

Ale znieksztalcenia nieliniowe w funkcji przylozonego napiecia chyba beda mniejsze.

[Marek7HBV]

Może na mój chłopski... odpowiem. Ja to widzę tak, iż im większa temperatura rezystora tym większy szum. Więc bardziej bym zwracał uwagę na prąd "płynący" przez rezystor, który go nagrzewa.

W temacie nie chodzi o szum termiczny.

[kubafant]

Szum termiczny jest immanentną cechą każdego przewodnika posiadającego opór, a jego wartość zależy wyłącznie od rezystancji i temperatury (wzór Johnsona-Nyquista). Nie byłoby więc celowe porównywać ze sobą różnych rodzajów oporników pod kątem szumu termicznego, bo wszystkie (niezależnie od materiału, z jakiego wykonana jest ścieżka oporowa) generują tę samą wielkość szumu.

Pozdrawiam,
Jakub

[Romekd]

Czołem.
Koledzy, problem pomiaru napięcia skutecznego szumów jest dość złożony i stanowi chyba jedno z najmniej znanych i rozumianych przez elektroników (amatorów, choć nie tylko...) zagadnień. Sam szum termiczny rezystorów, jako zjawisko jest natomiast banalnie prosty, poznany dogłębnie co do przyczyny powstawania, charakteru i skutecznej wartości napięcia, jakie wywołuje na zaciskach rezystora, jeszcze w roku 1928, o ile dobrze kojarzę. Napięcie szumów termicznych nie zależy od rodzaju materiału rezystywnego, jego grubości, składu chemicznego, jednorodności czy kształtu i wymiarów ścieżki oporowej. Zależy jedynie od wartości rezystancji opornika, jego temperatury i branego pod uwagę pasma częstotliwości, które to parametry we wzorze na napięcie skuteczne szumów znajdują się pod pierwiastkiem kwadratowym, więc dla zmniejszenia skutecznej wartości szumów o połowę trzeba pasmo, albo rezystancję, albo temperaturę rezystora obniżyć aż czterokrotnie, co w przypadku temperatury nie jest w warunkach domowych proste, gdyż dla zmniejszenia napięcia szumów o 50% należałoby ostudzić rezystor do temperatury ok. - 200°C. Dla przykładu, w temperaturze pokojowej, przy chłodzeniu rezystora tylko przez naturalną konwekcję, rezystor VR37 dla pełnej mocy strat (0,5 W) osiąga temperaturę ok. 85°C (wzrost t. o ok. 60°C), przy której to temperaturze wzrost skutecznej wartości napięcia szumów termicznych osiąga niecałe 11%, czyli zmiana może być w ogóle niedostrzegalna ludzkim uchem (jest mniejsza od 1 dB).
Poniżej tabelka z wyliczonymi przeze mnie wartościami napięcia szumów dla pewnych wartości rezystancji, dla kilku szerokości pasma częstotliwości, w którym mierzymy napięcie szumu termicznego i dla dwóch temperatur - pokojowej oraz temperatury wspomnianego przeze mnie wcześniej rezystora VR37, obciążonego pełną mocą.

Z ciekawości zbadałem jak dużą nieliniowość wykazuje rezystor typu VR37 o oporności 1 M przy zwiększeniu napięcia na jego zaciskach z 70,7 V do 707 V (to drugie stanowi wartość, przy której moc tracona w rezystorze osiąga dla niego wartość dopuszczalną /0,5 W/). Okazało się, że metodą techniczną, przy dwóch wspomnianych napięciach, nie udało mi się wykryć nieliniowości dzielnika (1 MΩ/1 kΩ) - po zwiększeniu napięcia na wejściu, wyjściowe napięcie z dzielnika podniosło się w tym samym stopniu. Po nagrzaniu się rezystora wydzielaną w nim mocą, napięcie na wyjściu dzielnika minimalnie się obniżyło, a z wartości spadku napięcia określiłem temperaturowy współczynnik rezystancji tego egzemplarza rezystora na niecałe +40 ppm/°C, przy dopuszczalnej, podanej w nocie katalogowej ±200ppm/°C.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Zastanawiałem się jak mierzyć szum prądowy rezystorów. Chciałem zmierzyć napięcie szumów prądowych kilkunastu różnych rezystorów o oporności 1 MΩ. Wartość rezystancji wybrałem ze względu na odpowiednio wysoki poziom napięcia szumów przy napięciach DC stosowanych we wzmacniaczach lampowych, choć z drugiej strony oporników o tej wartości nie można łączyć z warsztatowymi miernikami zwykłym kablem ekranowanym, ze względu na znaczna pojemność własną tego typu przewodów. Dwa metry przewodu ekranowanego miałoby pojemność ok. 200 pF, plus ok. 40 pF pojemności wejściowej mikrowoltomierza przy jego rezystancji wejściowej 1 M, plus pojemności wtyków i gniazda dałoby w sumie około 250 pF pojemności. Dwa połączone szeregowo dla napięcia stałego rezystory, będące przedmiotem pomiaru napięcia szumu prądowego, dla miernika widziane byłyby jako oporność 500 kΩ, co opornością wejściową miernika i pojemnościami w obwodzie dałoby pasmo pomiarowe (-3 dB) równe 1,9 kHz, czyli zdecydowanie za wąskie. W związku z tym zdecydowałem się wykonać dodatkowy przedwzmacniacz o wzmocnieniu ok. 100x (40 dB) o dużej oporności wejściowej (10 MΩ), stosunkowo niskiej pojemności wejściowej (kilka pF; mierzone rezystory zostałyby umieszczone w tej samej ekranowanej obudowie co przedwzmacniacz, dla obniżenia pojemności pasożytniczych), niskim napięciu szumów wejściowych i bardzo nikim prądzie szumów wejściowych. Kiedyś porównałem napięcia wejściowe i prądy wejściowe szumów kilkudziesięciu dostępnych na rynku wzmacniaczy operacyjnych. Zmierzone wartości często dość mocno odbiegały od podawanych w notach katalogowych (noty katalogowe mogą być stare i nieaktualne, a układy tego samego typu mogą różnić się parametrami, w zależności od tego gdzie i kiedy zostały wyprodukowane i czy w ogóle nie stanowią np. podróbek układów oryginalnych...). Poniżej wyniki pomiarów napięcia szumów dla czterech typów wzmacniaczy operacyjnych. Z wyników tych można zorientować się jaką wartość ma napięcie wejściowe szumu (dla małych rezystancji podłączonych do wejścia) i prąd wejściowy szumu (dla rezystancji wysokich).

Do budowy przedwzmacniacza wybrałem wzmacnicz operacyjny typu OPA2134 gdyż cechował się on dość niski prądem wejściowym szumu, przy stosunkowo nikim również wejściowym napięciu szumu. Wyniki pomiarów jednego z egzemplarzy, dla różnych oporności rezystora obciążającego wejście układu przedstawia następna tabela.

Tabele w notach katalogowych danego układu podają przeważnie wartość "typową" danego parametru, nie podając wartości dopuszczalnej lub minimalnej. Często dany parametr w tabeli podany jest dla najbardziej korzystnej dla jego wartości częstotliwości, poza która parametr ten ulega znacznemu pogorszeniu. Warto więc bardzo dokładnie czytać informacje napisane "małym druczkiem" gdzieś w opisie parametrów układu i przeanalizować wszystkie dołączone do tabel wykresy.

Z kilkudziesięciu posiadanych egzemplarzy OPA2134 udało mi się wybrać jeden o nieco lepszych parametrach i na nim zrobiłem przedwzmacniacz, który pozwolił mi pomierzyć napięcie szumów prądowych kilkunastu rodzajów oporników o wartości 1 MΩ. Zacząłem od pomiaru kilku przypadkowych rezystorów, które mi się "nawinęły" pod rękę. Poniżej zdjęcie rezystorów na płytce prototypowej.

oraz wyniki, jakie uzyskałem:

Pozdrawiam
Romek

[AZ12]

Witam

Skoro jesteśmy przy wzmacniaczach operacyjnych to ciekawe jak pod względem szumów wypadnie popularna kostka μA741 i jego krajowy odpowiednik ULY7741.

[Romekd]

Witam

Skoro jesteśmy przy wzmacniaczach operacyjnych to ciekawe jak pod względem szumów wypadnie popularna kostka uA741 i jego krajowy odpowiednik ULY7741.

Gdzieś powinienem mieć wyniki pomiarów również tego wzmacniacza operacyjnego. Jak w wolnym czasie uda mi się je znaleźć, podeślę Ci w PW.



Ostatnia tabelka z mojego poprzedniego postu wymaga kilku słów wyjaśnienia. Najniższe wartości napięcia szumu ograniczone są "podłogą", czyli szumami rezystora wywołanymi przepływem prądu szumu wejściowego z układu OPA2134 oraz napięciem własnych szumów termicznych rezystora. Wartość szumu odczytywana była ze wskazówkowego miernika wychyłowego mojego miernika napięć zmiennych, szumów i zakłóceń, w którym wykorzystywałem filtr psofometryczny o charakterystyce "A" oraz filtr "akustyczny" 22 Hz...22 kHz. Wartości podane w tabelce jako "od...do" wynikają z tego, że pomiar napięcia szumu każdego z rezystorów trwał ok. jedną minutę i w tym czasie poziom szumów potrafił ulegać dość dużym wahaniom, więc zapisywałem przedział, w jakim napięcie ulegało zmianom. Wartości napięć podane dla rezystora typu MŁT-0,5 są nieco niższe, gdyż w teście użyłem dwóch rezystorów o wartości 910 kΩ zamiast 1 MΩ (jako "podłoga" występował szum termiczny rezystora 455 kΩ zamiast 500 kΩ), których u siebie po prostu nie miałem. Na ucho szum każdego z rezystorów brzmiał nieco (lub zupełnie) inaczej - jedne dawały miły dla ucha subtelny sygnał szumu "wodospadu", inne w sygnale szumów różowych zawierały dodatkowe szumy innego typu, np. strukturalne (wybuchowe), zawierające ponadto różnego typu dodatkowe dźwięki, jak trzaski, "skwierczenia", "smażenia się" itp. Myślę, że tego typu dodatkowe dźwięki mogą wskazywać, że dany rezystor przy określonym napięciu pracy po pewnym czasie zmieni swoją wartość, lub dostanie zupełnej przerwy (często spotykałem tak uszkodzone rezystory o wartościach od 100 kΩ do kilku MΩ). Napięcie stałe podane w tabelce stanowiło napięcie zasilania dzielnika z dwoma identycznymi rezystorami, więc rzeczywiste napięcie, przypadające na każdy z rezystorów było dwukrotnie niższe.

Pozdrawiam
Romek

[Marek7HBV]

Wartości napięć podane dla rezystora typu MŁT-0,5 są nieco niższe, gdyż w teście użyłem dwóch rezystorów o wartości 910 kΩ zamiast 1 MΩ (jako "podłoga" występował szum termiczny rezystora 455 kΩ zamiast 500 kΩ),

A i tak wyróżniają się ogromnie-moje wróżenie, że po pomiarach wykonanych przez Kolegę,cena ruskich MŁT poszybuje do nieba chyba się sprawdzą .