Anschließen eines Bandpassfilters an einen Komparator, der übermäßiges Rauschen erzeugt

Ich habe einen Bandpassfilter mit einer Mittenfrequenz von 100 kHz, einer Bandbreite von 10 kHz und einer Verstärkung nahe 1. Das Eingangssignal beträgt 100 mV-150 mV Spitze zu Spitze mit Frequenzen von 80 kHz bis 120 kHz. Ich verwende einen OPA355 Operationsverstärker.

Hier ist meine Schaltung in der Proteus-Software:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist die erwartete Ausgabe bei einer Eingangsspannung von 130 mV:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich verwende dann die Ausgabe dieses Filters als Eingabe für meinen Komparator. Der Komparator funktioniert perfekt in der Simulation und wenn er alleine getestet wird. Ich verwende LM339 :

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Sobald ich die beiden verbinde, ändert sich der Filterausgang aufgrund einer hinzugefügten Rauschkomponente sofort. Bei näherer Betrachtung nimmt die Amplitude des Filterausgangs ab und weist sichtbare Rauschspitzen auf.

Dadurch werden die VTH-, VTL- und Hystereseeinstellungen des Komparators durcheinander gebracht. Daher wird die erwartete Leistung nicht erreicht.

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und bei 1ms/D:

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Ich bemerkte, dass:

  1. Wenn ich die 2,5 V vom Potentialteiler von Pin 4 des Komparators entferne, kehrt der Bandpassfilterausgang in seinen ursprünglichen korrekten Zustand zurück.
  2. Wenn ich den Draht entferne, der den Ausgang des Filters mit Pin 5 des Komparators verbindet, geht auch der Bandpassfilterausgang wieder normal.

Ich habe versucht, einen Entkopplungskondensator über R1 hinzuzufügen, die für den Spannungsteiler verwendeten Widerstände zu ändern, verschiedene LM339-Komparatoren zu verwenden und auch verschiedene Kanäle des Komparators zu verwenden. Keine dieser Methoden hat funktioniert. Ich stecke hier wirklich fest, Vorschläge zur Reduzierung/Beseitigung dieses Rauschens wären willkommen.

Wie wird Rauschen am Ausgang des Bandpassfilters und nicht am Komparatorausgang erzeugt?

Bitte lassen Sie es mich wissen, wenn ich weitere Informationen bereitstellen muss. Ich habe auch Bilder des (rohen) Aufbaus auf meinem Steckbrett, wenn diese helfen würden, einen möglichen Schuldigen zu identifizieren. Danke

Wofür brauchen Sie R55?
R55 ist ein Standardbestandteil der Mehrfachrückführungstopologie. Es ermöglicht die Abstimmung der Resonanzfrequenz.
Es soll mit Masse verbunden werden.
@Linkyyy Angenommen, wir reden darüber R 55 's Ende mit einer Spannungsquelle verbunden und hält auch den (+) Eingang zum OPA355 bei 2.5 v , spielt es eine Rolle? Scheint, als wäre der Hauptunterschied beim Start und die Referenz, die das OP verwendet, ist in diesem Sinne wahrscheinlich etwas besser, obwohl ich keine Ahnung habe, was diese Spannungsquelle tatsächlich ist ... also könnte es aus anderen Perspektiven schlimmer sein. abhängig.
@ Rrz0 Ich bin etwas verwirrt mit den Scope-Bildern. Lese ich Millisekunden pro Teilung auf dem ersten solchen Bild richtig? Wenn ja, erscheint es nicht seltsam, dass es ungefähr 3,3 Millisekunden pro Zyklus sind, wenn Sie 100 kHz verwenden? Ihr Bandpass sieht für die Frequenz richtig aus. Aber Ihr Scope-Bild macht für mich angesichts der Zeitbasis weniger Sinn.
@jonk: Nun, er hat in einem Kommentar zu einer Antwort unten angegeben, dass die 2,5-V-Quelle ein Spannungsteiler ist, sodass der Filter möglicherweise nicht die Reaktion hat, die er seiner Meinung nach hat. Über die Plots, ja, auch das erste Bild hat 1ms/div, das macht auch keinen Sinn.
@Rrz0 Beginnen Sie noch einmal mit der Definition der Signalamplitude und des Frequenzbereichs. Max. Rauschen f vs. Amplitudenbereich von Signal- und anderen Quellen. dann SNR Eingang & SNR Ausgang berechnen dann Jitter am Komparator Ausgang max.

Antworten (1)

Die Impedanz und das Rauschen des 2,5-V-Potentialteilers von Pin 4 des Komparators sind zu hoch für eine 82-Last (R55). Verwenden Sie andernfalls eine bessere Quelle Z(f) mit 0,1 Ohm Impedanz bei 100 kHz und < x Ohm.

Rev. A

Erwägen Sie, die Impedanz um das 10- bis 100-fache zu filtern und 2,5 V mit einer großen Kappe zu entkoppeln.

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Es ist nicht erforderlich, dass der niedrige R-Wert auf 2,5 V geht, da er AC-gekoppelt ist. Dies macht diesen Knoten zu einer Rauschquelle ab 2,5 V mit hoher Verstärkung. ~R8/R55 ?? 50 dB Verstärkung

Für eine bessere Bandsperrunterdrückung könnte ich einen Quad-OA mit einem Filter 8. Ordnung in Betracht ziehen. Hier Test mit 25mVp Signal.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

2,5 V an R55 kommen nicht vom Spannungsteiler R1 und R2, der den Komparator vorspannt, sondern von einem separaten Teiler. Ich bin mir nicht sicher, was Sie mit "Verwenden Sie eine bessere Quelle Z (f) mit einer Impedanz von 0,1 Ohm bei 100 kHz und andernfalls < x Ohm" meinen. Wie kann ich das in meinem Design umsetzen?
Was ist Zf (2,5 V)? Was brauchen Sie ? < 1 % von R55 Was ist C für dieses Zf?
Sieht für mich nach Stromversorgungs- oder Masserauschen aus, als wäre die Masse der Oszilloskopsonde die einzige Masseverbindung zwischen den Schaltkreisen. Außerdem zeigt keiner der Schaltpläne eine Entkopplung der Stromversorgung, was kritisch ist . Können Sie auch einen integrierten Schaltplan posten, der alle Stromquellen und Anschlüsse, Erdungen und Referenzanschlüsse für beide Schaltkreise zeigt?
Ich stimme mit > 50 dB Verstärkung durch den Boden oder die Versorgung von R8 zu. Also ist dieser gnd entscheidend. Aber wenn der R-Teiler Rauschen aufnimmt, sollte mein Fix es verbessern.
Anschließen eines Bandpassfilters an einen Komparator, der übermäßiges Rauschen erzeugt
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