Синхронизация относительно 50 Гц, Требуется ФАПЧ, синхронизированный с 50 Гц Опции

[MaxPIC]

Стоит такая задача: есть фотоусилитель, который принимает оптический сигнал периодом 125 мксек. В течение 25мксек сигнал усилен включением светодиода, в течение оставшихся 100 мксек измеряется фон и светодиод выключен (постоянная засветка плюс 100 Гц от ламп). Ставить оптические фильтры нельзя, поэтому с засветкой надо бороться электронным способом. Фотодиод весит на кабеле, длиной 1,5 м. Ёмкость кабеля не позволяет увеличить частоту сигнала. Величина фототока амплитуды при засветке светодиодом порядка 100 нА. Величина фона - 100...500 нА. Необходимо измерить эту амплитуду с разрешением 10 пА, причём разрешением свободным от шума (т.е. С/Ш = 80 дБ). Система работает следующим образом: измеряется сигнал при включенном светодиоде и при выключенном измеряется фон, затем два числа вычитаются. Если взять частоту 100 Гц оптической помехи от сети получается, что фон не совсем постоянен и за счёт изменения его за 125 мксек получается комбинационный сигнал помехи. Полезный сигнал изменения амплитуды лежит в диапазоне 0...40 Гц, а спектральные составляющие комбинационной помехи будут равны M*8000+-N*100 Гц, где M и N - целые числа. Если частота помехи от сети будет не 100, а 99,8 Гц, то ближайшая спектральная составляющая комбинационной помехи попадёт в диапазон полезного сигнала: 8000-80*99,8=16 Гц. Вот я подумал, как бы организовать ФАПЧ, синхронный с сетью 50 Гц, который бы выдавал частоту 8 кГц, синхронную относительно 50 Гц, а также частоту 32 МГц для АЦП (ADS1675), также синхронную с 50 Гц. Думал поставить диодный мост от питания, затем полосовой фильтр на 50 Гц и оптопару (нужна гальваноразвязка), сигнал с которой подать на компаратор для формирования частоты 50 Гц, относительно которой нужно синхронизироваться. Встал вопрос, при изменении напряжения в сети у меня будет меняться скорость нарастания синусоиды 50 Гц, а значит пойдёт сильный джиттер. Как вообще от этого избавляются? Может не с сети нужно 50 Гц брать, а например, с экрана кабеля или вообще антенку сгородить? Хотя проблема джитттера при изменении амплитуды наводки сохранится. Кто вообще реализовывал синхронизацию относительно 50 Гц в сети подскажите схемное решение. Может для этого и микросхемы специальные есть, вроде для видеокамер есть синхронизация относительно сетевых 50 Гц, или я что путаю?

[тау]

Инфракрасные диоды можно найти с хорошей отдачей и большим импульсным / средним током. А если еще поставить инфракрасный фильтр перед приемным диодом (имхо это несложно , особенно при единичных экземплярах) , то чувствительность системы повысилась бы на порядок-другой.
Нельзя использовать инфракрасный диапазон? Очень легко обрезается спектр люм. ламп. да и против светодиодных светильников видимого диапазона с импульсным питанием было бы хорошо.
Фотоприемники пультов ДУ используют и оптический фильтр, и фильтр на частоте несущей. Неплохо работают в условиях сильной засветки с гораздо более широкой полосой полезного сигнала.

[GAMON]

Инфракрасные диоды можно найти с хорошей отдачей и большим импульсным / средним током. А если еще поставить инфракрасный фильтр перед приемным диодом (имхо это несложно , особенно при единичных экземплярах) , то чувствительность системы повысилась бы на порядок-другой.
Нельзя использовать инфракрасный диапазон? Очень легко обрезается спектр люм. ламп. да и против светодиодных светильников видимого диапазона с импульсным питанием было бы хорошо.
Фотоприемники пультов ДУ используют и оптический фильтр, и фильтр на частоте несущей. Неплохо работают в условиях сильной засветки с гораздо более широкой полосой полезного сигнала.

Согласен. Все это помогает. Однако при прямой засветке засветке фотоприемников ДУ солнечным светом их чувствительность (дальность действия) может измениться на порядок. Инфракрасный фильтр, сравнимый по полосе пропускания со стеклянным - это проблема для девайсов массового производства. Если я правильно понимаю, в ДУ стоят полосовые фильтры в лучшем случае 2-го порядка. Радикально решить задачу можно, нагрузив фотоприемник LC-контуром. Только в этом случае мона избавиться от забития по входу. Собственно, проведите аналогию с радиоприемом. В любых приемниках стоит LC- контур предварительной селекции.

[тау]

....В любых приемниках стоит LC- контур предварительной селекции.

Не обязательно. в "силиконовых" тюнерах, к примеру , не стоит. Но это и не повод от них отказываться. Конечно стоит применять, по возможности.

Но в этом исполнении непригодны для измерения фототока.

Естественно, я упомянул фотоприемники ДУ только с точки зрения оптимальности подхода по фильтрации сигнала в условиях засветки , в том числе и от ламп дневного света.

[MaxPIC]

Не обязательно. в "силиконовых" тюнерах, к примеру , не стоит. Но это и не повод от них отказываться. Конечно стоит применять, по возможности.

Естественно, я упомянул фотоприемники ДУ только с точки зрения оптимальности подхода по фильтрации сигнала в условиях засветки , в том числе и от ламп дневного света.

Светодиод используется как раз ИК, а вот поставить фильтр оптический нельзя. Конструкция не позволяет. Фотоприёмник залит производителем силиконом, а поверх силикона ставить фильтр нельзя по техническим и эксплуатационным причинам.

[тау]

Светодиод используется как раз ИК

странно что Вы тогда писали о каких-то 20-25mA , почему бы не поставить например
http://www.vishay.com/docs/81007/81007.pdf излучающий диод 940nm 1ватт\стерадиан (1 А в импульсе)

...а вот поставить фильтр оптический нельзя.....

Странный подход, создавать себе сложности а затем героически их преодолевать.
Может всё -таки посмотрите ..... (подумаешь - силикон, перезальете новый фотопроемник)

http://www.vishay.com/docs/81509/81509.pdf приемный светодиод со светофильтром 940nm .

[MaxPIC]

странно что Вы тогда писали о каких-то 20-25mA , почему бы не поставить например
http://www.vishay.com/docs/81007/81007.pdf излучающий диод 940nm 1ватт\стерадиан (1 А в импульсе)



Странный подход, создавать себе сложности а затем героически их преодолевать.
Может всё -таки посмотрите ..... (подумаешь - силикон, перезальете новый фотопроемник)

http://www.vishay.com/docs/81509/81509.pdf приемный светодиод со светофильтром 940nm .

Светодиод и фотодиод залиты силиконом. Заливка - высокотемпературным полимеризующимся силиконом. Характеристики силикона регламентированы, поэтому такой же найти практически невозможно. Светодиод ещё и калиброван по длине волны (задан допуск на положение максимума спектральной характеристики). Заменить светодиод и фотодиод нельзя, подобраться в конструкцию - тоже. Если бы можно было, я бы просто вместо светодиода лазер полупроводниковый поставил и не ломал бы себе голову с помехами и засветками. Но, к сожалению, придётся мучиться. Исходя из всей ветки форума, я соберу макетную плату с указанными выше вариантами, плюс добавлю вариант с LC-фильтром. В итоге буду просто выбирать лучший.