Filtro de paso bajo con amplificador de deriva cero

¿Se puede usar un amplificador chopper o de cero automático en un filtro de paso bajo para eliminar una portadora de alta frecuencia?

Sí, si realmente lo está utilizando como un filtro de paso bajo, el hecho de que sea un interruptor no interfiere con la señal a menos que, pero solo si el cero automático/chopper tiene un ancho de banda de ganancia unitaria de más de 100 kHz (o cualquiera que sea su frecuencia de interés es que podría entrar en conflicto con la frecuencia de corte). La razón por la que digo que sí es porque la mayoría de los amplificadores chopper/auto zero tienen un ancho de banda de ganancia unitaria en el rango de Mhz. La frecuencia de corte es más alta que la del punto de cruce de ganancia unitaria.

El peor de los casos es que el amplificador chopper/cero automático está cortando a 100 kHz (o un armónico). Debido a que estos amplificadores modulan y luego demodulan señales, si la demodulación ocurre a la misma frecuencia que la entrada, suceden cosas malas. Por lo general, la frecuencia de corte se indica en la hoja de datos o se puede ver en el diagrama de ruido del amplificador.

Tuve problemas con esto, tenía un amplificador de cero automático que captaba RF en el rango de 70-700Mhz y estaba causando un cambio (muy pequeño) en la salida de los amplificadores. Puse un filtro de paso bajo de RF en el extremo frontal y el problema desapareció, más tarde, los dispositivos analógicos lanzaron esta parte con el filtro EMI incorporado:

Entonces, si tiene problemas con un amplificador operacional chopper, puede ser útil usar un filtro de paso bajo pasivo seguido de un amplificador de búfer con ganancia unitaria (o algo así).

¿Sería mejor usar un filtro pasivo y lidiar con cualquier alias residual de la portadora de 100kHz digitalmente?

Hay dos opciones, un filtro activo y asegurarse de que las frecuencias altas que se van a filtrar estén dentro del ancho de banda del amplificador (y, por lo tanto, lejos de la frecuencia de corte)

Un filtro pasivo seguido de un búfer de impedancia (esta sería la única forma de hacerlo si tuviera una frecuencia en la entrada que estuviera en la frecuencia de corte)

Un chopper es básicamente un mezclador que acepta todo el espectro de la entrada por encima y/o por debajo de la frecuencia del chopper, incluidos los armónicos de la frecuencia del chopper, para generar productos de intermodulación que produzcan una réplica exacta de la señal. Una variación de esto es el mezclador Sample & Hold (S&H) que hace la misma intermodulación.

corrección

Sugeriría un tercer orden de 0.1dB a 1kHz o 2kHz con un rechazo de -120dB a 100kHZ (no -170) para que la señal del interruptor esté muy por debajo de la resolución de su ADC y pueda proporcionar una ganancia de 60 dB o según sea necesario. Pero se desconoce su especificación de distorsión de fase, por lo que se puede adaptar fácilmente para adaptarse a la aplicación. Un filtro de RF pasivo siempre es una buena idea ya que la impedancia de salida aumenta con la frecuencia.

Anecdótico

Recuerdo que a finales de los 70, en I+D aeroespacial, se diseñó un mezclador S/H de esta manera con el fin de realizar mediciones de rango Doppler. Usé un OCXO de 10 MHz e interruptores rápidos para crear una señal de diente de sierra de 100 kHz con un tiempo de caída de 10 ns en un ciclo de 10 us o 0,1 %. Esta tenía armónicos de más de 300 MHz y era la señal que estaba muestreando con un pulso de 10 nS creado por el cruce por cero de un Tono piloto de onda sinusoidal de 100 kHz de un OCXO de 10 MHz similar y un PLL para crear mi tono piloto que se transmitió desde el cohete con todos los demás canales de datos de FM. Todo lo que necesitaba era 1 Hz de ancho de banda de señal que multipliqué a 300 MHz con un interruptor de cruce por cero (ZCS) de 1 disparo. El resultado fue un desplazamiento Doppler de hasta 1 Hz del tono piloto de 100 kHz equivalente a x km por ciclo de frecuencia de latido a la velocidad de la luz mientras el cohete subía a Mach 7.

• La parte interesante fue la forma exacta y cualquier arruga del diente de sierra de 100 kHz se replicó a 0,001 Hz o menos cuando la estación terrestre OCXO se sintonizó en cero antes del lanzamiento.
• En el despegue, el diente de sierra era CC y luego aumentó a 1 Hz o más después del despegue que representa el rango Doppler (distancia desde la antena) y luego se anuló en el apogeo y se invirtió la pendiente del diente de sierra que baja.
• Este fue un sistema de seguimiento de bajo costo para reemplazar el remolque de la Segunda Guerra Mundial lleno de dispositivos electrónicos y 2 tecnologías utilizadas en ese momento en Churchill Research Range con Black Brandt financiado por la NRC y cohetes de sonido financiados por la NASA. Se usó para ubicar cohetes para una posible recogida en helicóptero más tarde después de que viajaran más de 500 millas hacia arriba y luego hacia abajo. Si no hubiera un paracaídas, quedarían enterrados en el suelo de hielo como un dardo. El OCXO fue rediseñado y probado para ser estable << 1e-10 con 50 g de aceleración y 100 g de impacto y 15 g de vibración.