การลดเสียงรบกวนในวงจรเสียง (optical pickup + op amp)

ฉันกำลังสร้างกระบะแสงโดยใช้โฟโตไดโอดที่เชื่อมต่อกับLM741 op-amp วงจรของฉันคล้ายกับวงจรนี้:

ยกเว้นว่าฉันได้เพิ่มตัวกรองพาสแพดสูงหลังจากเอาท์พุทของ op-amp เพื่อกำจัด DC (เนื่องจากฉันใช้ 0V และ + 12V เป็น V- และ V + ของฉันตามลำดับ) ฉันใช้ Rf = 500K Ohm (เป็นแบบนี้มากเกินไปหรือเปล่า) นอกจากนี้ฉันมี LED ติดกับโฟโตไดโอดซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแสง LED ใช้พลังงานจาก 5V และ op-amp ใช้พลังงานจาก 12V ทั้งจากแหล่งจ่ายไฟของพีซี โฟโตไดโอดและ LED เชื่อมต่อกับวงจรโดยใช้สายกีต้าร์ยาว 2 ม. ("PL")

วงจรทำงานและสร้างสัญญาณเสียงเมื่อฉันปรับความเข้มของแสงที่ส่องแสงในโฟโตไดโอด แต่ปัญหาของฉันคือสัญญาณดังมาก ฉันได้ยิน / เห็นเสียงสองประเภท:

1. เสียงไฟฟ้าคล้ายกับรถกระบะกีตาร์ไฟฟ้าที่มีเสียงดัง ฉันสงสัยว่ามันมีต้นกำเนิดมาจากสายเคเบิลยาว (หรือส่วนปลายของมันที่โฟโตไดโอดและไฟ LED เป็นส่วนประกอบ) เก็บเสียงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารอบข้าง เสียงรบกวนนี้มีอยู่ตลอดเวลาแม้ว่าจะไม่มีแสงส่องไปยังโฟโตไดโอดก็ตาม
2. มีสัญญาณรบกวนอื่นเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีการสร้างสัญญาณเช่นเมื่อฉันปรับความเข้มของแสงเท่านั้น ฉันสงสัยว่ามันเป็นผลมาจากการขยายเสียงความร้อนเนื่องจากอัตราการขยายของฉันสูงมาก

ฉันอยากจะรู้ว่าอะไรคือวิธีที่ดีที่สุดหรือในคำอื่น ๆ ที่จะเริ่มต้นในความพยายามของฉันที่จะกำจัดเสียงรบกวน:

• การปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่แหล่งกำเนิดเช่นการปรับสภาพทางกายภาพให้เหมาะสมที่สุด (แสงโดยรอบความแม่นยำของตำแหน่งของโฟโตไดโอด ฯลฯ )
• ใช้วงจรที่แตกต่าง - ฉันเห็นคำแนะนำมากมายบนเว็บและเริ่มด้วยวิธีที่ง่ายที่สุด
• การใช้ op-amp ที่แตกต่างกันจะเหมาะสมกว่าสำหรับ pre-amplifier ของเสียง
• การปรับปรุงระบบป้องกันของรถปิคอัพเพื่อกำจัดเสียงรบกวนรอบข้างจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
• การใช้แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานแทนที่จะเป็นแหล่งจ่ายไฟของพีซี
• หากไม่มีข้อใดข้อหนึ่งข้อเสนอแนะของคุณคืออะไร?

หลายสิ่งหลายอย่าง:

1. สายเคเบิลยาวที่มีโหนดที่สำคัญที่สุดในระบบทั้งหมดเป็นความคิดที่ไม่ดี ป้องกันอย่างระมัดระวังแล้วจับคู่แอมป์เข้ากับกระบะอย่างแน่นหนา จากนั้นคุณสามารถส่งสัญญาณความต้านทานระดับล่างที่สูงขึ้นผ่านสายเคเบิลยาว

2. 741 เป็นเรื่องตลกในแอปพลิเคชั่นนี้ มองหา opamp ที่มีเสียงรบกวนต่ำ มีแอมพลิฟายเออร์โดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันเสียงที่เสียงรบกวนมีความสำคัญมาก แม้แต่อุปกรณ์ที่ใช้งานทั่วไปเช่น TL07x ก็ยังดีกว่า 741 ทั้งในเรื่องของอัตราขยายและแบนด์วิดท์

3. แอปพลิเคชันที่ต้องการการตอบสนองเชิงเส้นตรงและความถี่ที่ดีมักใช้โฟโตไดโอดในการกำหนดค่าไบแอสแบบย้อนกลับ คิดว่ามันเป็นไดโอดที่รั่วไหลไปทางแสง

4. อย่าพยายามรับผลประโยชน์ทั้งหมดในขั้นตอนเดียวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นแรก ขั้นตอนแรกควรใช้สัญญาณอินพุทเพียงเล็กน้อยและทำให้มีความแข็งแรงและความต้านทานลดลงดังนั้นจึงมีความไวต่อสัญญาณรบกวนน้อยลง แอมป์ขั้นแรกสามารถทำสิ่งนี้ได้ดีกว่าหากไม่ได้ทำงานใกล้เคียงกับผลิตภัณฑ์ที่ได้รับแบนด์วิดท์ คุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับแรงดันออฟเซ็ตเนื่องจากเสียงสามารถเป็น AC ได้ระหว่างขั้นตอน ขั้นตอนที่สองสามารถสร้างสัญญาณที่แรงที่สามารถส่งผ่านสาย 2 เมตรได้

การออกแบบวงจรเสียงส่วนใหญ่เกี่ยวกับการคิดอย่างรอบคอบเกี่ยวกับเสียงรบกวนในทุกขั้นตอน แบนด์วิดท์อาจต่ำ แต่อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนต้องสูงมาก