Uso del amplificador diferencial para reducir los valores RC requeridos

  

¿Es posible mi idea y dónde me equivoqué?

Su idea no funcionará según el diagrama de circuito que adjuntó. El diagrama de circuito es un circuito que controla el voltaje de compensación de un amplificador diferencial que siempre lo obliga a permanecer con 0 voltios en la salida. Se usa comúnmente en el procesamiento de señales de instrumentación donde la señal deseada es AC pero sufre con la deriva de DC. Es básicamente un filtro de paso alto y no un sistema de filtro de paso bajo.

Si desea filtrar una onda cuadrada en una onda sinusoidal, no hay alternativa a elegir el valor correcto RC para hacer el trabajo. Si tiene varios circuitos de amplificador operacional de sallen-key (filtros LP de 2º orden) en cascada, entonces tiene un poco de margen de maniobra porque la primera armónica no se produce hasta tres veces la frecuencia fundamental, pero cuanto más cerca esté el RC del fundamental cuanto mejor sea la pureza de onda sinusoidal.

Aquí hay un paso bajo basado en GIC (segundo orden):

Ecuaciones de diseño:

$$ A_o = 1 + \ frac {R_5} {R_6} $$

$$ wp = \ sqrt {\ frac {R_6} {R_1 R_3 R_5 C_2 C_4}} $$ con \ $ wp = wc \ $ para la respuesta de Butterworth.

$$ Q_p = \ frac {R2} {\ sqrt {\ dfrac {R_1 R_3 C_4} {C_2}}} $$ con \ $ Q_p = 0.7071 \ $ para la respuesta de Butterworth.

Para los valores R deseados, tienes suficiente libertad para "jugar" con.

Con el debido respeto, me temo que encontrará que la amplificación de la capacitancia probablemente no solucionará su problema. Encontrará dos cosas: primero, junto con la amplificación de capacitancia viene la amplificación de voltaje. Entonces, si un filtro sencillo produce 2 voltios a través de uno de los grandes condensadores, un amplificador de capacitancia x10 producirá 20 voltios a través del equivalente interno, y tendrá problemas de recorte. El segundo problema es Q. Ya que estás tratando de convertir una onda cuadrada de 20 kHz en una onda sinusoidal de 20 kHz, si quieres una buena onda sinusoidal necesitarás un filtro muy selectivo, que se traduce en un filtro de Q alta. Para obtener este rendimiento, necesitará un amplificador operacional de muy alta frecuencia y probablemente encontrará problemas de estabilidad. Sólo digo.

Además, su publicación dice "en CMOS grandes resistencias y condensadores ocupan enormes cantidades de espacio". Bueno, eso es cierto, supongo, si estás usando tu propio IC. ¿Realmente estás rodando el tuyo? Si es así, necesita mucha más experiencia y conocimientos de los que está demostrando aquí. Si está utilizando un chip estándar con componentes externos, 20 kHz utiliza valores bastante pequeños, por lo que realmente no sé lo que quiere decir.