Conexión del filtro de paso de banda al comparador que genera un exceso de ruido

Tengo un filtro de paso de banda con una frecuencia central de 100kHz, un ancho de banda de 10kHz y una ganancia cercana a 1. La señal de entrada es de 100mV-150mV pico a pico con frecuencias que varían de 80kHz a 120kHz. Estoy usando un amplificador operacional OPA355 .

Aquí está mi circuito en el software Proteus:ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí está la salida esperada, con un voltaje de entrada de 130mV:ingrese la descripción de la imagen aquí

Luego uso la salida de este filtro como entrada para mi comparador. El comparador funciona perfectamente en simulación y cuando se prueba solo. Estoy usando LM339 :

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Tan pronto como conecto los dos, la salida del filtro cambia inmediatamente debido a un componente de ruido adicional. En una inspección cercana, la amplitud de la salida del filtro disminuye y tiene picos de ruido visibles.

Esto estropea los ajustes de VTH, VTL y de histéresis del comparador. Por lo tanto, no se obtiene la producción esperada.

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y a 1ms/D:

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Me di cuenta que:

  1. Si elimino los 2,5 V del divisor de potencial del pin 4 del comparador, la salida del filtro de paso de banda vuelve a su estado original correcto.
  2. si quito el cable que conecta la salida del filtro al pin 5 del comparador, la salida del filtro pasabanda también vuelve a la normalidad.

Lo he intentado, agregando un capacitor de desacoplamiento a través de R1, cambiando las resistencias utilizadas para el divisor de voltaje, usando diferentes comparadores LM339 y también usando diferentes canales del comparador. Ninguno de estos métodos ha funcionado. Estoy realmente atascado aquí, cualquier sugerencia sobre cómo reducir/eliminar este ruido sería apreciada.

¿Cómo se genera ruido en la salida del filtro de paso de banda y no en la salida del comparador?

Por favor, hágamelo saber si necesito proporcionar más información. También tengo fotos de la configuración (en bruto) en mi placa de prueba si eso ayudaría a identificar a un posible culpable. Gracias

¿Para qué necesitas R55?
R55 es una parte estándar de la topología de retroalimentación múltiple. Permite sintonizar la frecuencia de resonancia.
Se supone que debe estar conectado a tierra.
@Linkyyy Suponiendo que estamos hablando de R 55 El extremo del OPA está conectado a una fuente de voltaje y también mantiene la entrada (+) al OPA355 en 2.5 V , ¿importa? Parece que la principal diferencia sería durante el inicio y la referencia que usa el OP es probablemente un poco mejor en ese sentido, aunque no tengo idea de cuál es realmente esa fuente de voltaje ... por lo que podría ser peor desde otras perspectivas, dependiente.
@ Rrz0 Estoy un poco confundido con las imágenes del alcance. ¿Estoy leyendo correctamente los milisegundos por división en la primera imagen de este tipo? Si es así, ¿no parece extraño que sea alrededor de 3,3 milisegundos por ciclo si está utilizando 100 kHz? Su paso de banda parece correcto para la frecuencia. Pero su imagen de alcance tiene menos sentido para mí dada la base de tiempo.
@jonk: bueno, afirmó en un comentario a una respuesta a continuación, que la fuente de 2,5 V es un divisor de voltaje, por lo que es posible que el filtro no tenga la respuesta que él cree que tiene. Sobre las tramas, sí, también la primera imagen tiene 1ms/div, eso tampoco tiene sentido.
@Rrz0 Comience de nuevo definiendo la amplitud de la señal y el rango de frecuencia. Max Noise f vs rango de amplitud de la señal y otras fuentes. luego calcule la entrada SNR y la salida SNR y luego la fluctuación en la salida del comparador máx.

Respuestas (1)

La impedancia y el ruido del divisor de potencial de 2,5 V del pin 4 del comparador es demasiado alto para una carga de 82 (R55). Utilice una mejor fuente Z(f) con una impedancia de 0,1 ohmios a 100 kHz y < x ohmios en caso contrario.

Rev A

Considere escalar el filtro hasta 10x a 100x en impedancia y desacoplar 2.5V con una tapa grande.

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No es necesario que el valor R bajo vaya a 2,5 V, ya que está acoplado a CA. Esto convierte a este nodo en una fuente de ruido de 2.5V con alta ganancia. ~R8/R55 ?? ganancia de 50dB

Para un mejor rechazo de supresión de banda, podría considerar un OA cuádruple con un filtro de octavo orden. Aquí probando con señal de 25mVp.ingrese la descripción de la imagen aquí

Los 2,5 V que van a R55 no provienen del divisor de voltaje R1 y R2 que polariza el cmoparator, sino de un divisor separado. No estoy seguro de lo que quiere decir con "Usar una mejor fuente Z (f) con una impedancia de 0,1 ohmios a 100 kHz y < x ohmios de lo contrario". ¿Cómo puedo implementar esto en mi diseño?
¿Qué es Zf (2,5 V)? Qué necesitas ? < 1% de R55 ¿Cuál es C para este Zf?
Me parece que la fuente de alimentación o el ruido de tierra, como si la tierra de la sonda del alcance fuera la única conexión a tierra entre los circuitos. Además, ninguno de los esquemas muestra ningún desacoplamiento de la fuente de alimentación, lo cual es crítico . Además, ¿puede publicar un esquema integrado que muestre todas las fuentes de alimentación y conexiones, tierras y conexiones de referencia para ambos circuitos?
Estoy de acuerdo con una ganancia de >50dB a través del suelo o del suministro a R8. Entonces ESO gnd es crítico. Pero si el divisor R detecta ruido, mi solución debería mejorarlo.
Conexión del filtro de paso de banda al comparador que genera un exceso de ruido
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