Filtro activo de diseño para audio (60hz-20Khz) con ganancia configurable, fuente de alimentación única

Estoy tratando de diseñar un filtro de paso de banda activo, para pasar frecuencias de 60 Hz (ruido de electricidad de 220 v) a 20 K, parte del sistema ADC. La señal de mi fuente proviene del sensor piezoeléctrico, lo que significa más de 100 K ohmios de impedancia, con niveles de voltaje entre 100/200 mv pp. Me gustaría obtener un voltaje de salida de 1 V pp. Me gustaría construir el búfer para 'traducir' el impedancia en una impedancia muy baja.

Limitación: 1 fuente de alimentación única de 5v.

Estoy usando MCP6021/6022/6024 opamp, para el filtrado activo de ganancia unitaria, y TI PGA2311 para aplicar la ganancia configurable.

Encontré en la hoja de datos de MCP6021 una aplicación típica en un búfer ADC,ingrese la descripción de la imagen aquí

y traté de integrar este circuito con el PGA, por lo que mi diseño actual no indica que mi voltaje negativo se esté cortando (la señal de la fuente no tiene compensación...) Así que necesito su ayuda en los siguientes problemas: 1. cómo crear un sesgo de CC? 2. ¿Cómo mejorar el LPF? Traté de simular con CircuitLab y no obtuve el mejor gráfico... 2. ¿Cómo agregar HPF para filtrar por debajo de 60 Hz?

Este es el diseño actual: falta de polarización de CC y sin HPF para fc = 60 hzingrese la descripción de la imagen aquí

Muchas gracias.

Dale una vuelta al asistente de filtros analógicos: analog.com/designtools/en/filterwizard Ten cuidado con los resultados: a veces pueden ser un poco inestables, pero esto te dará una idea de por dónde empezar.
Es necesario aclarar sus prioridades en este diseño. El PGA2311 controlado por I2C de suministro único y suministro dividido se puede resolver con el compromiso del rango dinámico o creando una bomba de carga de -5V. No están definidos los objetivos, las especificaciones de costo, THD, tamaño, complejidad, cantidad. La polarización de CC es trivial si tiene una fuente acoplada de CA y un pullup / down R a V / 2 en la entrada, pero luego necesita una salida de acoplamiento de CA. -5V también mejora el rango dinámico del recorte. así que usted decide ESPECIFICACIONES pls. Se puede hacer con 1 Op Amp solamente o 3 dependiendo de las ESPECIFICACIONES.

Respuestas (1)

La forma más fácil de introducir una compensación de voltaje es aplicarla al otro terminal del piezoeléctrico o usar un acoplamiento capacitivo. No está claro si el piezo necesita tener una terminal a tierra o no.

Para el filtrado, cualquier libro de texto debe explicar cómo diseñar filtros analógicos en una serie de topologías.

¿Cómo puedo saber que aplicar voltaje al piezo no afectará el funcionamiento del sensor y la respuesta de frecuencia?
Porque no está poniendo un voltaje a través de él, sino conectando un terminal a un divisor de voltaje y el otro al amplificador operacional.
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