ऑडियो सर्किट (ऑप्टिकल पिक + ऑप amp) में शोर को कम करना


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मैं एक ऑप्टिकल पिकअप बना रहा हूं, जो LM741 ऑप-एम्प से जुड़े फोटोडायोड का उपयोग कर रहा है । मेरा सर्किट इसके समान है:

फोटोडायोड सर्किट

सिवाय इसके कि मैंने डीसी को खत्म करने के लिए (जब से मैं 0 वी और +12 वी का उपयोग अपने वी- और वी + के रूप में कर रहा हूं, क्रमशः) से अधिक के बाद एक निष्क्रिय उच्च-पास फिल्टर जोड़ा है। मैं Rf = 500K ओम का उपयोग करता हूं (क्या यह बहुत ज्यादा है?)। इसके अलावा, मेरे पास फोटोडायोड के निकट एक एलईडी है जो प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करता है। एलईडी 5 वी द्वारा संचालित है और ऑप-एएमपी 12 वी द्वारा संचालित है, दोनों एक पीसी बिजली की आपूर्ति से। फोटोडायोड और एलईडी 2 मीटर लंबे गिटार केबल ("पीएल") का उपयोग करते हुए सर्किट से जुड़े होते हैं।

सर्किट काम करता है और ऑडियो सिग्नल पैदा करता है जब मैं फोटोडायोड पर चमकने वाले प्रकाश की तीव्रता को संशोधित करता हूं, लेकिन मेरी समस्या यह है कि सिग्नल बहुत शोर है। मैं दो प्रकार के शोर सुन / देख सकता हूं:

  1. एक शोर इलेक्ट्रिक गिटार पिक के समान विद्युत शोर। मुझे संदेह है कि यह लंबी केबल (या इसकी नोक, जहां फोटोडिओड और एलईडी कनेक्टेड हैं) में परिवेशी विद्युत चुम्बकीय शोर एकत्र करता है। यह शोर हर समय मौजूद होता है, तब भी जब फोटोडायोड पर कोई प्रकाश नहीं चमक रहा हो।
  2. एक और शोर केवल तब मौजूद होता है जब कोई सिग्नल उत्पन्न होता है, अर्थात केवल जब मैं प्रकाश की तीव्रता को नियंत्रित करता हूं। मुझे संदेह है कि यह थर्मल शोर को बढ़ाने का एक परिणाम है, क्योंकि मेरा लाभ बहुत अधिक है।

मैं जानना चाहूंगा कि सबसे अच्छा तरीका क्या है, या दूसरे शब्दों में जहां शोर को खत्म करने के लिए मेरे प्रयास को शुरू करना है:

  • स्रोत पर शोर अनुपात को संकेत में सुधार, यानी भौतिक स्थितियों (परिवेश प्रकाश, फोटोडायोड की स्थिति की सटीकता, आदि) का अनुकूलन करके।
  • एक अलग सर्किट का उपयोग करना - मैंने वेब पर कई सुझाव देखे हैं और सबसे सरल के साथ शुरू किया है।
  • एक अलग ऑप-एम्प का उपयोग करके, वह जो ऑडियो प्री-एम्पलीफायर के रूप में अधिक उपयुक्त है।
  • विद्युत चुम्बकीय परिवेश शोर को खत्म करने के लिए, पिकअप के परिरक्षण में सुधार करना।
  • पीसी बिजली की आपूर्ति के बजाय पावर स्रोत के रूप में बैटरी का उपयोग करना (मुझे लगता है कि शायद शोर का हिस्सा मुख्य रूप आ रहा है)।
  • यदि उपरोक्त में से कोई नहीं, तो आपका सुझाव क्या होगा?

क्या आप अपने द्वारा उपयोग किए जा रहे Op Amp के लिए डेटाशीट का लिंक प्रदान कर सकते हैं?
विक्टास्कु

@vicatcu: वह 741 का उपयोग कर रहा है। चूंकि यह पूरी तरह से अनुचित है, इसलिए इसका चश्मा कोई मायने नहीं रखता।
ओलिन लेट्रोप

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एक अंधेरे कमरे में चीज़ रखो, और फिर इसे और भी अधिक प्रकाश को ब्लॉक करने के लिए कवर करें। क्या अब भी शोर है? मुझे संदेह है कि शोर का कुछ (शायद बहुमत भी) "परिवेश" प्रकाश से है।

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इस बिंदु पर 33 विचार और मैं पहला उत्थान हूं? मुझे पता है कि लोग डेटशीट जैसी चीजों को अपवोट करने से पहले चाहते हैं, लेकिन कुछ कूड़ेदान जिन्हें मैं देख रहा हूं, क्या हमें किसी को वास्तव में संपर्क करने और किसी समस्या पर ठोस प्रयास करने के लिए बढ़ावा देना चाहिए, जो वे जटिल पाते हैं और फिर एक सवाल पूछते हैं? इसमें एक संपादन भी नहीं है और इसमें पहले से ही आपके द्वारा बताए गए विवरण शामिल हैं।
कोर्तुक

@vicatcu: मैं डेटशीट में एक लिंक जोड़ूंगा। डेविड केसनर: मैं इसकी कोशिश करूंगा और रिपोर्ट करूंगा, हालांकि मुझे लगता है कि परिवेश प्रकाश केवल संकेत में एक डीसी जोड़ता है।
इटाराम काट्ज़

जवाबों:


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कई चीजे:

  1. पूरे सिस्टम में सबसे संवेदनशील नोड ले जाने वाली एक लंबी केबल एक बुरा विचार है। ध्यान से ढाल और फिर कसकर पिकअप को जोड़े। फिर आप लंबे केबल पर उच्च स्तर के निचले प्रतिबाधा संकेत भेज सकते हैं।

  2. इस एप्लिकेशन में एक 741 एक मजाक है। कम शोर वाले opamp की तलाश करें। विशेष रूप से ऑडियो अनुप्रयोगों के लिए एम्पलीफायर हैं जहां शोर बहुत मायने रखता है। यहां तक ​​कि TL07x की तरह एक सामान्य प्रयोजन उपकरण 741 से बहुत बेहतर होगा, दोनों लाभ और बैंडविड्थ में।

  3. जिन अनुप्रयोगों को अच्छी रैखिकता और आवृति प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, वे आमतौर पर रिवर्स बायस कॉन्फ़िगरेशन में एक फोटोडायोड का उपयोग करते हैं। इसे एक डायोड के रूप में सोचें जो प्रकाश के लिए प्रॉपिक लीक करता है।

  4. एक ही चरण में सभी लाभ प्राप्त करने की कोशिश मत करो, विशेष रूप से पहले एक। पहले चरण में थोड़ा इनपुट सिग्नल लेना चाहिए और बनाना अधिक मजबूत और कम प्रतिबाधा होना चाहिए ताकि यह शोर के लिए कम संवेदनशील हो। पहला चरण amp इसे बेहतर कर सकता है यदि इसके लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद के करीब न चला जाए। आपको ऑफ़सेट वोल्टेज के बारे में ध्यान रखने की ज़रूरत नहीं है क्योंकि ऑडियो को चरणों के बीच युग्मित किया जा सकता है। दूसरा चरण फिर एक अच्छा मजबूत संकेत बना सकता है जिसे 2 मीटर तार पर भेजा जा सकता है।

ऑडियो सर्किट डिज़ाइन ज्यादातर हर कदम पर शोर के बारे में ध्यान से सोचने के बारे में है। बैंडविड्थ कम हो सकता है, लेकिन शोर अनुपात का संकेत बहुत अधिक होना चाहिए।


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उसके पास सर्किट पर एक नकारात्मक रेल नहीं है, लेकिन एक ऑफसेट के बिना एक पलटनेवाला का उपयोग कर रहा है। यह संभवतः केवल क्लिपिंग से उतना ही कम शोर करता है जितना कि ऑप amp द्वारा उत्पन्न ऑफसेट और सिग्नल के सापेक्ष आकार के कारण होता है। उच्च पास भी शायद कतरन से निपटने में मदद करता है। मुझे आपकी सूची पसंद है और सोचा कि यह जोड़ने के लायक एक और आइटम हो सकता है, वास्तव में एक विलक्षण उत्तर के रूप में इसके लायक नहीं है।
कोर्तुक

@ ओलिन लेट्रोप: धन्यवाद, आपका उत्तर बहुत मददगार है। क्या आप कृपया समझा सकते हैं कि "पिकअप को एम्प्लीफायर को कसकर जोड़े" से आपका क्या मतलब है? इसके अलावा, "क्या मतलब है ... अगर इसके लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद के करीब नहीं चलते हैं"? डीसी ऑफसेट के संबंध में, एकमात्र कारण जिसे मैं इसे निकालना चाहता था, वह यह है कि मुझे यकीन नहीं था कि बास-गिटार amp मैं डीसी को संभालने के लिए सिग्नल खिला रहा हूं। आप दूसरे चरण के रूप में क्या सलाह देते हैं?
इटाराम काट्ज

@ कोरटुक: मैं यह सुनिश्चित करने के लिए एक गुंजाइश का उपयोग कर रहा हूं कि मेरा सिग्नल ऑप-एम्पी की गतिशील सीमा के भीतर है, अर्थात मैं जिस लाइट की स्थिति का उपयोग कर रहा हूं उसमें सिग्नल में कोई क्लिपिंग मौजूद नहीं है।
इटाराम काट्ज़

@ इटमार: कसकर युग्मन द्वारा मेरा मतलब था कि एम्पी को भौतिक रूप से स्रोत के करीब रखना। पिकअप और amp एक साथ फिर अधिक आसानी से परिरक्षित हो सकते हैं, और शोर उठाने के लिए लंबे तार नहीं होंगे। सामान्य तौर पर, अपने लाभ और लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद के बीच लगभग 10x हेडरूम छोड़ने का प्रयास करें। उदाहरण के लिए, 1 मेगाहर्ट्ज ओपैंप के साथ, 20 kHz पर इसका खुला लूप लाभ 50 है। इसका मतलब है कि आपको उस amp के लिए 5 से अधिक बंद लूप लाभ से बचना चाहिए यदि आपकी ब्याज की अधिकतम आवृत्ति 20 kHz है।
ओलिन लेट्रोप

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@Anuj: ऑपैंप का लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद निर्माता ने इसे बनाया है और आप डेटाशीट में दिखते हैं। कुल मिलाकर लूप का लाभ कुछ आप तय करते हैं। मैं कह रहा हूं कि आपको बंद लूप का लाभ 1/10 या उससे कम होना चाहिए, जो ब्याज की उच्चतम आवृत्ति से विभाजित ओपैंप गेन-बैंडविड्थ से कम हो।
ओलिन लेथ्रोप
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