Я строю оптический датчик, используя фотодиод, подключенный к операционному усилителю LM741 . Моя схема похожа на эту:
За исключением того, что я добавил пассивный фильтр верхних частот после выхода операционного усилителя, чтобы исключить постоянный ток (так как я использую 0 В и + 12 В в качестве моих V- и V + соответственно). Я использую Rf = 500 кОм (это слишком много?). Кроме того, у меня есть светодиод рядом с фотодиодом, который служит источником света. Питание светодиода составляет 5 В, а операционного усилителя - 12 В, оба от источника питания ПК. Фотодиод и светодиод подключены к цепи с помощью гитарного кабеля длиной 2 м («PL»).
Схема работает и выдает звуковой сигнал, когда я модулирую интенсивность света, падающего на фотодиод, но моя проблема в том, что сигнал очень шумный. Я могу слышать / видеть два типа шума:
- Электрический шум похож на шумный звук электрогитары. Я подозреваю, что это происходит в длинном кабеле (или наконечнике, где соединены фотодиод и светодиод), собирая окружающий электромагнитный шум. Этот шум присутствует постоянно, даже когда на фотодиод не светит свет.
- Другой шум присутствует только тогда, когда генерируется сигнал, т.е. только когда я модулирую интенсивность света. Я подозреваю, что это результат усиления теплового шума, так как мое усиление очень высокое.
Я хотел бы знать, каков наилучший подход, или другими словами, с чего начать в моих усилиях по устранению шума:
- Улучшение отношения сигнал / шум в источнике, т. Е. Путем оптимизации физических условий (окружающий свет, точность положения фотодиода и т. Д.).
- Используя другую схему - я видел много предложений в Интернете и начал с самого простого.
- Использование другого операционного усилителя, который больше подходит в качестве предварительного усилителя звука.
- Улучшение экранирования самого датчика, для устранения электромагнитного шума окружающей среды.
- Использование батарей в качестве источника питания вместо блока питания ПК (я думаю, что, возможно, часть шума исходит от сети).
- Если ничего из вышеперечисленного, что бы вы предложили?
источник
Ответы:
Несколько вещей:
Дизайн аудиосистемы в основном заключается в том, чтобы тщательно продумывать шум на каждом этапе пути. Ширина полосы может быть низкой, но отношение сигнал / шум должно быть очень высоким.
источник