Усовершенствованный метод подавления входного шума инструментального усилителя и фильтрации радиопомех.

Если электромагнитные помехи находятся на частоте в пределах полосы пропускания усилителя, то он будет обрабатывать их как обычный сигнал, и в конечном итоге они попадут на выход. У вас могут быть другие неприятные сюрпризы, такие как ухудшение CMRR на ВЧ, поэтому синфазный шум не подавляется так хорошо, или интермодуляция, проблемы со скоростью нарастания и т. д.

Однако, если электромагнитные помехи находятся на гораздо более высокой частоте, чем та, которую может обработать усилитель, то они выпрямляются и обнаруживаются полупроводниковыми переходами и превращаются в шумовой сигнал, который выглядит как огибающая радиочастотного сигнала. Вот почему вы слышите знаменитые гудки мобильного телефона в громкоговорителе до того, как телефон зазвонит, если усилитель не имеет защиты от электромагнитных помех.

Схема, которую вы показываете, работает по-разному в зависимости от частоты. Я не хочу вводить «с большей частотой» в начале каждой строки, о, от низкой частоты к высокой:

• шапки ничего не делают.

• C3, значение которого выше, чем C1 и C2, начинает фильтровать дифференциальный ВЧ-шум.

• C1 и C2 начинают действовать, и их несоответствие преобразует некоторую часть синфазного режима в дифференциальный режим, но это нейтрализуется C3, который имеет гораздо более высокое значение.

• Затем, наконец, на очень высокой частоте C1 и C2 закорачивают ВЧ на землю.

Таким образом, ключ в том, что C3 имеет более высокую емкость, чем C1 и C2, поэтому, когда несоответствие C1 и C2 преобразует шум CM в шум DM, он удаляется C3.

Коэффициент подавления электромагнитных помех операционных усилителей

AN-1698 Спецификация для операционных усилителей с защитой от электромагнитных помех

Есть еще одна очень хитрая схема из серии дифференциальных приемников THAT1200:

Здесь C1 и C2 играют ту же роль, что и конденсатор C3, они фильтруют дифференциальный шум. Их общий узел соединен с землей через один колпачок, C3, и этот колпачок защелкивается, на низкой частоте микросхема управляет им через R3 и Cb, поэтому ток, который течет через C3, идет не от C1 и C2, а от драйвера. вместо. Это означает, что общий узел между C1 и C2 всегда поддерживается на синфазном напряжении, а это означает, что несоответствие между C1 и C2 не приводит к преобразованию синфазного сигнала в дифференциальный, поскольку в C1 и C2 не протекает синфазный ток.

Я не понимаю. Если частота низкая (нет радиопомех), C3 представляет собой не более чем разомкнутую цепь, и цепь справа идентична цепи слева.

Правильный

Если частота достаточно высока (RFI), C3 будет выглядеть как короткое замыкание - на двух входах не будет потенциала напряжения. Я не вижу, как C3 фильтрует RFI, кроме обнуления входов всякий раз, когда на сигнал влияет высокочастотный RFI.

Неправильно. Если мешающая частота высока (или достаточно высока), то C3 ослабляет только эту мешающую частоту и (вообще говоря) оставляет нетронутым полезный сигнал более низкой частоты.

Я думаю, единственное, что вы упустили, — это принцип суперпозиции, применимый к линейным системам, и здесь мы предполагаем, что операционный усилитель является линейным.

В соответствии с этим вы можете одновременно подавать высокочастотный сигнал и низкочастотный сигнал, и (в пределах линейного диапазона) они не будут мешать друг другу.

(Если два сигнала в сумме превышают питающие шины, это уже не так, потому что усилитель перестает быть линейным. Поэтому предположим, что оба сигнала слабы или сейчас).

Теперь низкочастотный сигнал воспринимает C3 как высокоимпедансный (разомкнутая цепь, о которой вы говорите) и усиливается, как вы ожидаете, с расчетным коэффициентом усиления.

А вот высокочастотный (ВЧ) сигнал видит С3 как короткое, и ослабляется до 0, а выхода ВЧ нет - как вы и говорите.

И разница в усилении для этих двух сигналов как раз и есть та «улучшенная фильтрация радиопомех», которую вы хотите.