Подключение полосового фильтра к компаратору, создающему избыточный шум

У меня есть полосовой фильтр с центральной частотой 100 кГц, полосой пропускания 10 кГц и усилением , близким к 1. Входной сигнал составляет 100 мВ-150 мВ от пика до пика с частотами от 80 кГц до 120 кГц. Я использую операционный усилитель OPA355 .

Вот моя схема на ПО Proteus:введите описание изображения здесь

Вот ожидаемый результат при входном напряжении 130 мВ:введите описание изображения здесь

Затем я использую выход этого фильтра в качестве входа для моего компаратора. Компаратор отлично работает в моделировании и при тестировании в одиночку. Я использую LM339 :

введите описание изображения здесь

Как только я соединяю их, выходной сигнал фильтра сразу же меняется из-за добавленного шумового компонента. При ближайшем рассмотрении амплитуда выходного сигнала фильтра уменьшается и имеет видимые пики шума.

Это портит настройки VTH, VTL и гистерезиса компаратора. Следовательно, ожидаемый результат не достигается.

введите описание изображения здесь

и при 1 мс/Д:

введите описание изображения здесь

Я заметил, что:

  1. Если я уберу 2,5 В из делителя потенциала с контакта 4 компаратора, выход полосового фильтра вернется в исходное правильное состояние.
  2. если я удаляю провод, соединяющий выход фильтра с контактом 5 компаратора, выход полосового фильтра также приходит в норму.

Я пробовал, добавляя развязывающий конденсатор к R1, меняя резисторы, используемые для делителя напряжения, используя разные компараторы LM339, а также используя разные каналы компаратора. Ни один из этих методов не сработал. Я действительно застрял здесь, любые предложения о том, как уменьшить/устранить этот шум, будут оценены.

Как генерируются шумы на выходе полосового фильтра, а не на выходе компаратора?

Пожалуйста, дайте мне знать, если мне нужно предоставить дополнительную информацию. У меня также есть изображения (грубой) установки на моей макетной плате, если они помогут определить возможного виновника. Спасибо

Для чего нужен R55?
R55 является стандартной частью топологии с множественной обратной связью. Это позволяет настроить резонансную частоту.
Предполагается, что он должен быть соединен с землей.
@Linkyyy Предполагая, что мы говорим о р 55 конец, привязанный к источнику напряжения, а также сохраняющий (+) вход OPA355 на 2,5 В , это имеет значение? Похоже, что основное отличие будет во время запуска, и опорное значение, которое использует OP, вероятно, немного лучше в этом смысле, хотя я понятия не имею, что на самом деле представляет собой этот источник напряжения ... так что это может быть хуже с некоторых других точек зрения, в зависимости.
@ Rrz0 Я немного запутался с изображениями прицела. Правильно ли я читаю миллисекунды на деление на первом таком изображении? Если это так, не кажется ли вам странным, что это около 3,3 миллисекунды на цикл, если вы используете 100 кГц? Ваша полоса пропускания выглядит правильно для частоты. Но ваша картина масштаба имеет для меня меньше смысла, учитывая временную базу.
@jonk: ну, в комментарии к ответу ниже он заявил, что источник 2,5 В является делителем напряжения, поэтому фильтр может не иметь той реакции, которую, по его мнению, он имеет. 1 мс/дел тоже не имеет смысла.
@Rrz0 Начните сначала, определив амплитуду сигнала и диапазон частот. Максимальный шум f в зависимости от диапазона амплитуд от сигнала и других источников. затем вычислите SNR на входе и SNR на выходе, затем дрожание на выходе компаратора макс.

Ответы (1)

Импеданс и шум делителя напряжения 2,5 В от контакта 4 компаратора слишком высоки для нагрузки 82 Ом (R55). Используйте лучший источник Z(f) с импедансом 0,1 Ом при частоте 100 кГц и < x Ом в противном случае.

Версия А

Рассмотрите масштабный фильтр с увеличением импеданса от 10x до 100x и развязкой 2,5 В с помощью большого конденсатора.

введите описание изображения здесь

Нет необходимости, чтобы низкое значение R достигало 2,5 В, поскольку оно связано с переменным током. Это делает этот узел источником шума от 2,5В с высоким коэффициентом усиления. ~R8/R55 ?? усиление 50 дБ

Для лучшего подавления полосы пропускания я мог бы рассмотреть счетверённый OA с фильтром 8-го порядка. Вот тестирование с сигналом 25 мВп.введите описание изображения здесь

2,5В на R55 поступает не с делителя напряжения R1 и R2, смещающего смопаратор, а с отдельного делителя. Я не уверен, что вы подразумеваете под «Используйте лучший источник Z (f) с импедансом 0,1 Ом при 100 кГц и < x Ом в противном случае». Как я могу реализовать это в своем дизайне?
Что такое Zf (2,5 В)? Что вам нужно ? < 1% от R55 Что такое C для этого Zf?
Для меня это похоже на шум источника питания или заземления, как будто заземление зонда прицела является единственным заземлением между цепями. Кроме того, ни на одной из схем не показана развязка источника питания, что очень важно . Кроме того, можете ли вы опубликовать интегрированную схему, на которой показаны все источники питания и соединения, заземление и эталонные соединения для обеих цепей?
Я согласен с усилением> 50 дБ через землю или подачу на R8. Так что это gnd имеет решающее значение. Но если делитель R улавливает шум, мое исправление должно его улучшить.
Подключение полосового фильтра к компаратору, создающему избыточный шум
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v