amplificación, cómo amplificar 50 Hz, señal de 300uV [cerrado]

En general, los amplificadores de operación actúan como un filtro de paso bajo que debería permitir que las frecuencias de 50Hz se amplifiquen bien en la mayoría de los amplificadores operacionales (a menos que diseñe un circuito de filtro específico con él). Para la ganancia, debe tomar nota de la ganancia de OL (que actúa como la ganancia máxima) y el voltaje de lluvia (en otras palabras, debe proporcionar un voltaje externo mayor a 4.7 ~ voltios (que es 3.3 + 1.4 o menos)

Así que recomiendo verificar algunos amplificadores operacionales genéricos y ver si se ajustan a esa crítica. Estoy bastante seguro de que la mayoría de los OPAMPS deberían estar bien.

También tenga en cuenta que la ganancia teórica de OL es al menos 10 ^ 6, que es más alta que su situación. Tenga en cuenta que debe utilizar un circuito de inversión / no inversión para su OPAMP para obtener los mejores resultados (y para controlar el voltaje de salida)

Editar: una comprobación rápida muestra que casi todos (si no todos) los amplificadores operacionales deberían funcionar a bajas frecuencias, ya que también funcionan con CA. Por lo tanto, a menos que el OPAMP que elija tenga un problema con las bajas frecuencias o construya un circuito de filtro, casi cualquier OpAmp debería estar bien.

Como sugerencias de los comentarios, lo mejor sería una operación de bajo voltaje de compensación, Ejemplos: enlace

Permite examinar la SNR alcanzable; Aquí está la topología bloqueada por DC, que utiliza opamp con 123dB de ganancia de CC y UGBW de 50MHz:

Examinandoelgráficopequeño,a50Hz,elmargendegananciaes127dB-80dB=37dB;con40dBqueproporcionaunaprecisióndegananciadel1%,estaetapaúnicaalcanzael1.4%deprecisión,queesloqueobtendrásconunparderesistoresdel1%(1MegaOhmy100Ohm,con100uFenseriecon100Ohm,paraeliminarelDC_offsetproblema).

NuestroF3dBsuperiorestácercadelos5,000Hz,muchomásaltodeloquenecesitamos.

MireenlaesquinasuperiorderechadelacapturadepantallayobservequelaSNRes43.8dBalaFOI---frecuenciadeinterés---50Hz.Sinembargo,hedesactivadolaetapafinaldelacadenadeseñal,elPasoBajo.¿PorquéesútilunLPFfinal?Aquíesporqué:

Elopampelegido,elegidoparaaltagananciadeCCyaltoUGBWparaque50Hztengaunagananciaprecisa,tieneunadensidadderuidode7.5nanoVolt/rootHertzKT_thermal_Johnson_Boltzmann.¿DebemosgastarmásdineroparaunOpAmpdebajoruido?Algunasunidadesproporcionanunadensidadderuidode1nanovoltio/raíz.

Permiteevaluaresaetapafinal,elfiltrodepasobajoRC,establecidoen100HzF3dB.ObservequelaSNRaumentade--------a60dBy9.8Númeroefectivodebits.

Si estuviera cumpliendo con este requisito de diseño, usaría un diseño basado en un amplificador operacional para producir el requisito de ganancia. El amplificador operacional que seleccione debe ser de un tipo moderno que tenga un voltaje de compensación de entrada muy bajo hacia abajo en el rango de uV o tenga un par de patillas de anulación a las que pueda conectar un trimpot para ajustar el voltaje de compensación de entrada a cero.

La segunda cosa que quieres hacer es proporcionar la ganancia en dos etapas de 100. Dos etapas darán una ganancia neta de 10000 que indicaste que es necesario. Dado que su señal es una señal de CA, AC acoplaría la etapa de entrada y la salida de las dos etapas de ganancia para eliminar cualquier desviación de CC de la señal de entrada o acumulada en los dos amplificadores.

Mi opamp de uso general favorito es el LT1638 y debería ser un punto de partida razonable para este tipo de diseño, siempre y cuando el par de CA esté en dos etapas, como mencioné anteriormente.

Puede parecer que 50Hz es de baja frecuencia, pero si desea una precisión en el rango de ~ 1%, necesita una ganancia de bucle abierto de al menos 10 ^ 6 a 50Hz, lo que implica un producto de 50 MHz de GBW. Además, si es posible, sería mejor que AC acople la señal, de lo contrario, cualquier pequeña cantidad de desplazamiento de entrada se multiplicará por la ganancia.

Para una ganancia tan grande, generalmente es mejor usar múltiples etapas, por ejemplo, dos amplificadores de ganancia de 100 acoplados de CA en cascada. Con una ganancia de solo 100, el producto GBW se puede reducir a solo 0.5MHz, por lo que la mayoría de los amplificadores operacionales (sin micropotencia) son adecuados.

En cuanto a las fuentes de alimentación y demás, ya que ha solicitado 3.3V específicamente, parece que podría estar planeando incluir esto en un ADC. Esto es un poco de una lata de gusanos, porque se presume que la entrada es sinusoidal y está centrada alrededor de 0 V y al ADC le gustaría ver una señal entre 0V y Vref, donde Vref podría ser 3.3V. Los voltajes de entrada negativos pueden hacer que el ADC sea muy infeliz.