오디오 회로의 노이즈 감소 (광 픽업 + 연산 증폭기)

LM741 연산 증폭기에 연결된 포토 다이오드를 사용하여 광 픽업을 구축하고 있습니다. 내 회로는 다음과 비슷합니다.

DC를 제거하기 위해 op-amp 출력 후 수동 고역 통과 필터를 추가 한 것을 제외하고 (각각 V- 및 V +로 0V 및 + 12V를 사용하기 때문에) Rf = 500K Ohm을 사용합니다 (너무 많은가요?). 또한, 나는 광원 역할을하는 포토 다이오드에 인접한 LED를 가지고 있습니다. LED는 5V로 전원이 공급되고 op-amp는 PC 전원 공급 장치에서 12V로 전원이 공급됩니다. 포토 다이오드와 LED는 2m 길이의 기타 케이블 ( "PL")을 사용하여 회로에 연결됩니다.

포토 다이오드에 비치는 빛의 강도를 조절할 때 회로가 작동하고 오디오 신호를 생성하지만, 문제는 신호가 매우 시끄럽다는 것입니다. 두 가지 유형의 소음을 듣고 볼 수 있습니다.

1. 시끄러운 일렉트릭 기타 픽업과 유사한 전기 노이즈. 주변 전자기 노이즈를 수집하는 긴 케이블 (또는 광 다이오드와 LED가 연결되는 선단)에서 비롯된 것 같습니다. 포토 다이오드에 빛이 비치지 않아도이 노이즈는 항상 존재합니다.
2. 다른 노이즈는 신호가 생성 될 때, 즉 내가 빛의 강도를 변조 할 때만 존재합니다. 게인이 매우 높기 때문에 열 노이즈 증폭의 결과라고 생각합니다.

가장 좋은 방법이 무엇인지 또는 다른 말로 노이즈 제거를 위해 노력해야 할 부분을 알고 싶습니다.

• 소스에서 신호 대 잡음비 개선, 즉 물리적 조건 (주변 광, 포토 다이오드 위치의 정밀도 등)을 최적화하여.
• 다른 회로 사용-웹에서 많은 제안을 보았고 가장 간단한 것으로 시작했습니다.
• 오디오 프리 앰프로 더 적합한 다른 연산 증폭기를 사용합니다.
• 전자기 주변 소음을 제거하기 위해 픽업 자체의 차폐를 개선합니다.
• PC 전원 공급 장치 대신 배터리를 전원으로 사용 (소음의 일부가 주 전원에서 발생한다고 생각합니다).
• 위의 어느 것도 없다면, 당신의 제안은 무엇입니까?

몇 가지 :

1. 전체 시스템에서 가장 민감한 노드를 운반하는 긴 케이블은 좋지 않습니다. 앰프를 조심스럽게 차폐 한 다음 픽업에 단단히 연결하십시오. 그런 다음 긴 케이블을 통해 더 높은 레벨의 낮은 임피던스 신호를 보낼 수 있습니다.

2. 이 응용 프로그램에서 741은 농담입니다. 저소음 opamp를 찾으십시오. 노이즈가 중요한 오디오 애플리케이션을위한 앰프가 있습니다. TL07x와 같은 범용 장치라도 이득과 대역폭면에서 741보다 훨씬 뛰어납니다.

3. 우수한 선형성 및 주파수 응답이 필요한 애플리케이션은 일반적으로 역방향 바이어스 구성에서 포토 다이오드를 사용합니다. 빛에 비례하여 누출되는 다이오드로 생각하십시오.

4. 단일 단계, 특히 첫 번째 단계에서 모든 이득을 얻으려고 시도하지 마십시오. 첫 번째 단계는 작은 입력 신호를 가져 와서 더 강하고 낮은 임피던스로 만들어 노이즈에 훨씬 덜 민감합니다. 첫 번째 단계의 앰프는 게인 대역폭 제품에 근접하지 않으면 더 잘 수행 할 수 있습니다. 오디오는 스테이지간에 AC 커플 링 될 수 있으므로 오프셋 전압에 신경 쓸 필요가 없습니다. 두 번째 단계는 2m 와이어를 통해 전송 될 수있는 좋은 신호를 만들 수 있습니다.

오디오 회로 설계는 주로 모든 단계에서 소음에 대해 신중하게 생각하는 것입니다. 대역폭은 낮을 수 있지만 신호 대 잡음비는 매우 높아야합니다.