Tienes la idea básica correcta, pero cambiaría algunas cosas. Sí, desea filtrar la señal recibida de paso alto, pero no me gusta acoplar capacitivamente el detector directamente.
La primera etapa debe consistir en manejar el detector sin procesar de manera óptima y proporcionar una señal de voltaje de baja impedancia. Aquí será útil un poco de ganancia, pero ese no es el punto principal de la primera etapa.
Básicamente, hay dos formas de ejecutar un fotodiodo, en modo de fuga y en modo de célula solar.
En el modo de fuga, el diodo tiene polarización inversa y la corriente de fuga es proporcional a la luz. Esta corriente de fuga es bastante pequeña, generalmente solo unos pocos µA. La corriente será en gran medida independiente del voltaje inverso, por lo que cualquier polarización inversa de "unos pocos voltios" conveniente generalmente servirá. En el modo de fotocélula, mantiene el diodo en corto y mide la corriente que produce. De cualquier manera, la primera etapa termina siendo un amplificador de transimpedancia (entrada de corriente, salida de voltaje).
Después de eso, desea unir AC (filtro de paso alto) y obtener la señal en probablemente dos etapas. El filtrado de paso alto entre etapas perderá el ruido de 50 Hz y evitará que el voltaje de compensación de entrada se acumule junto con la señal deseada.
Desea 20 kbits / s, por lo que el contenido de frecuencia es de alrededor de 100 kHz. Tenga en cuenta el ancho de banda de ganancia de los opamps y no intente obtener demasiada ganancia en ninguna etapa. Por ejemplo, con un ancho de banda de ganancia de 10 MHz (fácil de encontrar), dejando 5x para que la retroalimentación funcione correctamente, eso significa un máximo de 20x si considera que su frecuencia de interés más alta es de 100 kHz. Dos etapas de ganancia de 20x le dan un total de 400x, que probablemente sea suficiente después de cierta ganancia de la primera etapa también.
Su esquema de codificación también será fundamental para que esto funcione bien. Desea utilizar una codificación que garantice que todo el contenido esté por encima de una frecuencia mínima. Esto le permite un filtro de paso alto agresivo para eliminar las frecuencias más bajas, particularmente el parpadeo de la luz de 50 Hz y al menos sus primeros armónicos. Podría usar algo como el código de Manchester, o el ciclo de trabajo 1/3 2/3, etc. Con tres polos de filtrado de paso alto configurados en una reducción de 5 kHz, 500 Hz (hasta el décimo armónico del parpadeo de la luz) se atenuará en 1000 Eso seguirá pasando pulsos de 20-40 kHz muy bien.
Después de eso, aplica técnicas normales de corte de datos para convertir la señal de pulsos analógicos en un tren de pulsos digital, luego decodifica digitalmente desde allí.
