Пытаюсь соорудить в устройстве входной фильтр. Устройство работает с входным сигналом амплитуда которого 0,05-0,1В. Частота строго фиксирована: 100кГц

Были планы построить полосовой активный фильтр (ПАФ) на операционном усилителе, и с его же помощью усиливать сигнал до значений 3-5 вольт, потом на диод, а после на INTx пин микроконтроллера AVR. Но как выяснилось ПАФ работает с небольшим коэф-м усиления (меньше трех)
Устройство автономно и я стараюсь сделать его, как можно менее энергоемким. Операционный усилитель выбрал с учетом данного требования, а именно: MCP6041 (600 nA, Rail-to-Rail Input/Output Op Amps).

Ставить подряд два операционника и тратить энергию на лишний корпус нет желания. Строить полосовой фильтр тупо соединив фильтр нижних частот и фильтр верхних частот на RC, получится не эффективно из-за влияния составляющих его частей друг на друга.

Как быть? Может поставить фильтр низких частот на входе, потом операционником усилить сигнал до нужных значений, а уже после этого фильтр высоких?

А Вы думаете что при работе фильтра операционник будет потреблять 600nA ?
это не так, токи из источника пойдут в резисторы разные и конденсаторы. Поэтому второй операционник потребления уже не увеличит заметным образом.

устройство (датчик) основное время находится в режиме "сна", микроконтроллер в режиме "SLEEP". Фильтр и операционный усилитель (ОУ) работают очень очень не часто. Плюс, реально экономлю пространство.
Собственно данный фильтр это "мера" скорее превентивного характера, но, как мне кажется, она вполне целесообразна.
Очень бы хотелось сделать правильно. Если хороших результатов можно добиться лишь активными фильтрами, то будет два ОУ!

Поставьте ключ на питание вашего фильтра и подключайте его сигналом от МК только тогда, когда это необходимо. Если питание ОУ униполярное, то, например, у Fairchild есть серия Load Switch в корпусах SuperSOT-6 (SOT23-6). Такой ключ много места не займет.

Никак нельзя. Дело в том, что усилитель и фильтр должны быть включены ВСЕГДА. И потреблять при этом, как можно меньше энергии.
Информация по ключам в миниатюрных корпусах пригодится. Спасибо!

PS
В моей схеме ОУ должен быть включен всегда, а вот усиливать сигнал (работать) ему нужно пару раз в сутки.

Бывают ОУ с Power down. Много...

, Таня, а в режиме "Power down" ОУ сохраняет свою функциональность? Либо же он просто отрубается от питания и потребляет в этом режиме минимум энергии?
Если второе, то нарушается логика работы моего ус-ва. Именно благодаря постоянному "бдению" усилителя (в данном случае построенного на ОУ) усиленный и продетектированный сигнал, поступает на пин внешнего прерывание AVR.
Это своего рода "будильник"
Как-же "Power down"?

MCP6041 не годится. У него частота единичного усиления (GBW) всего 14 кГц.
Чтобы усилить сигнал с частотой 100кГц в 5/0.1=50 раз нужен ОУ с GBW не менее 100кГц*50=5МГц, а лучше в несколько раз больше.

ПАФ легко делается с любым коэффициентом усиления. Только ОУ должен иметь соответствующую верхнюю частоту. Если грубо - то для усиления 100 верхняя граничная должна быть порядка 10 Мгц. Выбранны вами ОУ имеет GBWP всего 14 кГц и, естественно, совершенно не подходит для этого.

Упс. Спасибо, прийдется заказывать другие. Интересно цена на Rail-to-Rail ОУ не прямо пропорционально связана с GBW?

Так сразу все и пишите, что хотите получить. А то таитесь...
И что значит постоянное бдение? Можно ли время от времени следить? Будут паузы. Но ведь и полосовой фильтр не сразу откликнется...
А может можно на эту частоту контур сделать? Или резонансный усилитель на контуре и транзи....
(Я в этом совсем не разбираюсь).

Вот меня бы устроил такой вариант, но по словам автора книги "Полупроводниковая схемотехника", за авторством Титце и Шенка, для (например) полосового фильтра с одной петлей положительной обратной связи, коэффициент усиления рассчитывается по формуле:

А=k/3-k; и при k=3, А становится бесконечно большим, то есть возникают незатухающие колебания. Установка внутреннего коэффициента усиления k тем критичнее, чем он ближе к значению 3

Я баран бараном в этих вопросах. Жизнь свела. Нужно победить.

Если выходное сопротивление источника низкое, то достаточно повышающего трансформатора или одного LC контура в качестве трансформатора и детектора на любом маломощном транзисторе.

Я тут прикинул вариант. Посмотри, может подойдет. Считалка говорит, что критичен к номиналам. Можно сделать что-то другое, но нужно знать требуемые параметры. Я половину взял с потолка.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ты взял фильтр совсем из другой оперы.
Схема и характеристики одного из громадного числа вариантов - на рисунках. Устойчивость к номиналам не проверял, но фильтры такого типа легко настраиваются двумя потенциометрами - коэффициент отрицательной ОС и один из частотнозадающих резисторов.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

rudy_b, скажите, а какая частота единичного усиления у ОУ который вы применили при моделировании схемы? Что получится если в данной схеме эту частоту определить на уровне 14kHz?
Термин "Magnitude" это что-то типа коэф-та усиления? Если так, то на определенных полосах частот, а именно <10kHz и >1Mhz, сигнал ослабляется? Другими словами "Magnitude" и есть кривая среза полосового фильтра?
Какая именно программа строит такие зависимости?

Большой экскюз! За , но очень хотелось узнать : "Когда у этого ОУ полный даун, он не захочет запитаться от входа?"

Частота единичного усиления должна быть больше 10 Мгц, а лучше - порядка 30 МГц. Хорошо подойдет AD8031(32) - потребляет 800 мкА.


Если вы имеете ввиду резонансную частоту фильтра на соответствующем ОУ то без проблем. Если вы имеете ввиду ваш ОУ - то он сможет работать с резонансной частотой порядка 100 Гц, не выше.


"Magnitude" - коэффициент передачи фильтра по напряжению. Вы хотели полосовой фильтр на 100 кГц с коэффициентом усиления 100 - именно это и сделано. Если нужна более узкая полоса (у этого фильтра - 10 кГц) - лучше взять несколько оперов.


FilterSolutions, http://www.filter-solutions.com/

rudy_b, спасибо!
Остается задать глупый вопрос, что если на вход ОУ с GBW 14 kHz, и коэф-том усиления 100, подать сигнал 100kHz и амплитудой 0,05В?
Чета я не врубаюсь, он вовсе ничего не усилит? Или усилит сигнал в искаженном виде? Или усилит составляющие этого сигнала гармоники? Что там будет?

Скорее всего он просто ослабит сигнал.