Verstärken eines stark gefilterten gedämpften Stoppbandsignals

Das Bild ist von einer Rauschanalyse, aber ein Signal, das in V1 vorhanden sein könnte, würde auf die gleiche Weise wie das Rauschen gefiltert werden.

Bei 100 KHz wird das Rauschen um etwa 42 dB gedämpft, von 568 uV auf 4,7 uV. Angenommen, es gibt ein Signal, das ein paar Mal stärker ist als das Rauschen, das auf die gleiche Weise vom Filter gedämpft wird.

Der Kondensator C1 ist ein Näherungswert für die parasitäre Kapazität, die am Eingang eines Verstärkers vorhanden sein kann, oder es könnte die Kapazität einer Leitung sein. Es kann auch eine gewisse Kapazität zur positiven Versorgungsspannung geben. Eine bessere Darstellung wäre mit einem verteilten Modell. Ich nähere diese nur mit dem Kondensator an.

Der Verstärker hätte einen niedrigen Eingangsruhestrom im pA-Bereich, daher ist das Hauptproblem die Kapazität. In der realen Welt könnten beispielsweise Induktivitäten oder elektromagnetische Abschirmungen problematisch sein.

Die Fragen sind:

  1. Gibt es wirklich ein Signal im Sperrbereich, wie es für einen Filter erster Ordnung simuliert wird?

  2. Ist es möglich, ein solches Signal wiederherzustellen (entzerren)?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Edit: Ich brauche eigentlich einen flachen Frequenzgang, also muss das Signal im Sperrbereich auf den Anfangswert verstärkt werden. Die Phasenverschiebung könnte digital erfolgen, aber das Signal sollte vor der Verstärkung entzerrt werden.

Ich habe einige ähnliche Fälle gefunden: https://en.wikipedia.org/wiki/Equalization_(communications)

Beispiel: http://www.ti.com/lit/an/sboa125/sboa125.pdf

Daher werden diese Equalizer häufig für Kupferkabel wie Cat5e-Kabel oder Videosignale verwendet. Ich habe jedoch keine Entzerrung des Signals vom Stoppband gesehen.

Später bearbeiten: Die Verstärkung von 120 V / V scheint mit einer großen Anzahl von Operationsverstärkern mit niedriger Eingangsvorspannung sehr erreichbar zu sein. Es scheint jedoch, dass einige Einzeltransistorverstärker ein geringeres Rauschen aufweisen können ( https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23020394 ). Die andere Herausforderung besteht darin, die Reaktion des Verstärkers so einzustellen, dass er das ursprüngliche Signal ausgibt. Nach einigem Nachdenken sieht es tatsächlich machbar aus.

Spätere Bearbeitung 2: Einige Quellen sagen, dass der Rückkopplungskondensator in einem nichtinvertierenden Operationsverstärker die Eingangsstreukapazität ausschalten kann. ohne weiter ins Detail zu gehen, hier einige Beispiele:

Negative Kapazität – Verwenden von positivem Feedback zum Kompensieren der Mikroelektrodenkapazität

https://en.wikibooks.org/wiki/Circuit_Idea/Revealing_the_Mystery_of_Negative_Impedance#Op-amp_implementation

Gibt es eine Möglichkeit, die Störungen abzuschirmen? Was ist das SNR des Eingangs und f1, f2 und das gewünschte SNR des Filterausgangs?
Quellimpedanz, Signalfrequenz, Amplitudenbandbreite, SNR, .Gewünschter SNR.mit Ausgang. So wie es ist, ist Ihre Frage zu vage, um eine Lösung zu entwerfen oder sogar als Frage zu stellen.

Antworten (1)

Natürlich. Diese Schaltung liefert 42 dB Verstärkung bei 100 kHz.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Um diesen "flachen Frequenzgang" zu erreichen, tun Sie, was ich mit C1 im unteren rechten Text der Zeichnung vorgeschlagen habe. Ich habe diese Schaltung gewählt, damit die ansteigende Antwort (die NULL) von C1, R1, R2 den einpoligen Rolloff in Ihrer Frage aufheben würde.