Bandpassfilter instabil und niedrigere Verstärkung als Simulation

Ich versuche, einen Ultraschall-Abstandssensor herzustellen, und habe den 40-kHz-Emitter zum Laufen gebracht, habe aber Probleme damit, die Empfängerschaltung richtig zum Laufen zu bringen. Zuerst habe ich nur den Ausgang des Empfängers ohne Filter verstärkt und er hat viel Rauschen aufgenommen (meistens um 25 kHz), was meine Entfernungsmessungen durcheinander gebracht hat, also versuche ich jetzt, einen Bandpassfilter zu implementieren. Ich habe auf dieser Seite ein Design für ein schmales Bandpassfilter (Einzelfrequenz) Nr. 4 verwendet und diesen Rechner verwendetum Teilwerte für einen Filter mit einer Verstärkung von 10, zentriert bei 40 kHz und einem Q von 10 zu erhalten. Ich habe die resultierende Schaltung in Multisim simuliert und es hat wie erwartet funktioniert, aber als ich es mit dem Steckbrett versucht habe, war die Verstärkung zwischen 2 und 3 statt 10 ( Ich habe OPA2134-Operationsverstärker sowohl für die Simulation als auch für das Testen verwendet). Abgesehen von der verringerten Verstärkung schien es zu funktionieren, und ich war mir nicht sicher, was das Problem war, also verband ich einfach vier Stufen hintereinander, um die Verstärkung hoch genug zu bekommen, und bekam eine Barebone-Leiterplatte mit diesem Design. Auf der Platine erhöhte sich die Verstärkung jeder Stufe tatsächlich auf zwischen 5 und 6 (immer noch knapp unter den erwarteten 10) und sie arbeiteten unabhängig voneinander, aber als sie miteinander verbunden waren, begann ich, eine 36-kHz-Oszillation am Ausgang der Filterkette zu sehen, selbst wenn dies nicht der Fall war jedes Eingangssignal.

Grundsätzlich versuche ich herauszufinden, warum die Verstärkung meines Bandpassfilters bei der Implementierung niedriger als bei der Simulation ist und warum vier kaskadierte Stufen instabil werden.

Aktuelles Schema einer Stufe:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Komponentenwerte sind? (besser - verwenden Sie den Schaltplaneditor für eine Stufe)
Wie Brain sagt, würde ein Schaltplan mit Werten helfen. (Einzelversorgung oder bipolar?) (Verwenden Sie kleinere R's?) Die 25 kHz sind höchstwahrscheinlich die Leuchtstoffröhren im Raum. versuche sie auszuschalten. (Manchmal "geht" fluoreszierendes Licht näher an 40 kHz. Achten Sie also darauf, ob Sie dies woanders verwenden möchten.)
Schaltplan einer Stufe zum obigen Beitrag hinzugefügt. Es wird eine einzelne Versorgung mit 3,3 V verwendet (was für den OPA2134 möglicherweise etwas niedrig ist, da sie für + -2,5 V ausgelegt sind, aber einige andere Operationsverstärker ausprobiert haben und ähnlich funktionieren). Werden Sie sich mehr mit den Leuchtstoffröhren befassen, würden sie einen Ton mit 25 kHz erzeugen, den das Mikrofon aufnehmen würde, oder wären es elektrische Interferenzen, die der Schaltung anschließend Rauschen hinzufügen?
Was ist mit dem Q-Faktor (bei Verstärkung=2...3)?
Darüber hinaus benötigt der Operationsverstärker mindestens (+-) 2,5 Volt; Meinst du nicht, dass eine einzelne Quelle von 3,3 V etwas zu klein ist? Vielleicht ist diese Grenze in der Simulation nicht zu sehen?

Antworten (1)

Ich bin mir nicht ganz sicher, welche Probleme Sie mit Ihrer spezifischen Treiberschaltung haben, aber ich habe eine Frage an Sie: Warum sollten Sie dafür einen Operationsverstärker (4 US-Dollar?!) Verwenden? Murata hat ein Anwendungspapier zu Piezogeräten herausgebracht (ich nehme an, Sie treiben einen Piezo an) und sie empfehlen einen einfachen BJT, der einen Widerstand parallel zum Piezo antreibt. Siehe Seite 4:

http://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/sound/p15e.ashx

Trennen Sie Ihr Projekt in Teile. Bringen Sie zuerst Ihren Treiber in Ordnung, arbeiten Sie so, wie Sie es erwarten würden, und konzentrieren Sie sich dann auf das Empfangen und Filtern.

Tut mir leid, wenn es nicht klar war, aber der Treiber und der Sender funktionieren einwandfrei, dieser Beitrag bezog sich nur auf den Filter am Empfänger.