Hai la giusta idea di base, ma cambierei alcune cose. Sì, si desidera filtrare in alto il segnale ricevuto, ma non mi piace collegare in modo capacitivo direttamente il rivelatore.
Il primo stadio dovrebbe riguardare la gestione ottimale del rivelatore grezzo e fornire un segnale di tensione a bassa impedenza. Un piccolo guadagno sarà utile qui, ma non è questo il punto principale del primo stadio.
Esistono fondamentalmente due modi per far funzionare un fotodiodo, in modalità dispersione e in modalità cella solare.
Nella modalità di dispersione, il diodo è polarizzato al contrario e la corrente di dispersione è proporzionale alla luce. Questa corrente di dispersione è piuttosto piccola, di solito solo pochi µA. La corrente sarà in gran parte indipendente dalla tensione inversa, quindi qualsiasi polarizzazione inversa pf "pochi volt" di solito lo farà. In modalità fotocellula, si mantiene il diodo in corto e si misura la corrente che produce. Ad ogni modo, il primo stadio finisce per essere un amplificatore di transimpedenza (ingresso corrente, uscita tensione).
Dopodiché si desidera accoppiare AC (filtro passa-alto) e ottenere il segnale probabilmente in due fasi. Il filtro passa-alto tra gli stadi perderà il rumore di 50 Hz e impedirà di ottenere la tensione di offset in ingresso insieme al segnale desiderato.
Volete 20 kbit / s, quindi contenuto di frequenza fino a circa 100 kHz. Tieni a mente la larghezza di banda degli opamp e non cercare di ottenere troppi guadagni in nessuno stadio. Ad esempio, con una larghezza di banda di guadagno di 10 MHz (facile da trovare), lasciando 5x per far funzionare correttamente il feedback, ciò significa un massimo di 20x se si considera che la frequenza di interesse più alta è 100 kHz. Due livelli di guadagno 20x offrono 400x complessivi, il che è probabilmente sufficiente anche dopo un certo guadagno dal primo stadio.
Il tuo schema di codifica sarà anche fondamentale per far funzionare bene questo. Si desidera utilizzare la codifica che garantisce che tutto il contenuto superi una certa frequenza minima. Ciò consente di filtrare il filtro passa alto in modo aggressivo per eliminare le frequenze più basse, in particolare lo sfarfallio della luce a 50 Hz e almeno le sue prime armoniche. Potresti usare qualcosa come il codice manchester, o 1/3 2/3 duty cycle, ecc. Con tre poli di filtro passa-alto impostati su forse 5 kHz rolloff, 500 Hz (fino alla decima armonica dello sfarfallio della luce) sarà attenuato di 1000 Ciò farà comunque passare piacevolmente impulsi a 20-40 kHz.
Successivamente, si applicano le normali tecniche di suddivisione dei dati per trasformare il segnale di impulsi analogici in un treno di impulsi digitale, quindi decodificare digitalmente da lì.
