Как усилить цифровой сигнал с частотой до 1 МГц?

Никакой дифцепочки не надо. Зачем это?

Дело в том, что представилось мне это примерно вот так, как я изобразил на рисунке.

После первого каскада сигнал имеет неизвестную заранее постоянную составляющую, так как длительности между фронтами и спадами постоянно меняются. Кроме того, амплитуда фронтов со временем тоже меняется, эти факты утрированно показаны на рис 1 и 2. То есть информация содержится именно в резких фронтах и спадах - именно в момент их появления нужно выставлять 1 или 0.

Чтобы отловить фронт, нужно отфильтровать все менее быстрые изменения, что я и хочу сделать дифф. цепочкой.
Первый конденсатор по схеме - блокировочный, постоянная времени этого фильтра много больше 1 мкс. Постоянная времени второго фильтра менее 1 мкс, чтобы даже при максимальной частоте следования 1 и 0 сигнал успевал возвращаться к середине между импульсами (рис.3). Пунктиром обозначены уровни срабатывания триггера Шмидта.

Примерно такую же систему я пытался реализовать на сдвоенном ОУ (первый каскад усиливал сигнал, второй работал триггером Шмидта). Но из-за низкого быстродействия уже после первого каскада все фронты были сильно смазаны. А на частоте 50 килогерц, работало так, как было задумано.

Поправьте пожалуйста, если я ошибся.

На выходе транзисторного каскада тоже поставте просто разделительный конденсатор и всё. Коэфициент усиления транзисторного каскада должен быть не менее 500 (для минимального входного сигнала в 10 мВ). Ну и надо быть готовым к том, что любой шум с амплитудой больше 10 мВ будет воспринят как полезный сигнал.

Обычно для таких задач используют регенератор цифровой последовательности, реализованный на аналоговой или цифровой схемотехнике. В журналах "Схемотехника" можно найти некоторые решения данной задачи, а также в книге "Прецизионные аналоговые ИС" - пример реализации аналоговой части регенератора цифровой последовательности, применяемого в телеметрических системах передачи информации. Суть регенератора состоит в следующем. В зависимости от входного сигнала, напряжение порога срабатывания компаратора меняется в определенных пределах, что позволяет очистить входной цифровой сигнал от шума. В вышеуказанной книге напечатано, что отношение сигнал/шум может достигать 70%. После регенератора сигнал подаётся на устройство устранения дрожания фронта и спада импульсов. В современных системах передачи цифровых сигналов применяют специальный алгоритм передачи и используют DSP-процессоры для обработки сигнала. В Вашем случае целесообразно подумать о передатчике сигнала, улучшив его показатели.

Костер! Из приведённого вами рисунка я понял, что вы не вполне представляете, что такое триггер Шмитта. Это устройство вовсе не является триггером, а, скорее, просто быстродействующий неинвентирующий усилитель постоянного тока с очень большим коэффициентом усиления. Он не умеет работать так, как вы изобразили на рисунке. Его логика работы элементарна. Если на входе напряжение ниже порога срабатывания (0,5*Епит), на выходе ноль. Если на входе больше 0,5*Епит, то на выходе Епит.
Использовать в усилителе один транзисторный каскад по схеме с ОЭ нельзя, т.к. он переворачивает фазу сиганала на 180 град. Поэтому надо использовать два каскада. В качестве затравки можете собрать вот такую схемку и попробовать реализовать свои задумки.

Изменяя номинал резистора R2, можно подобрать подходящий режим работы. Можно оставить этот резистор неизменным, и использовать вместо R4 потенциометр, с движком которого соединить R2. Тогда будет удобнее подбирать режим работы.
Если на выходе этого усилителя форма импульсов вас не устроит, его можно соединить со входом триггера Шмитта. Триггер сформирует на своём выходе импульсы с крутыми фронтами. R2 (или R4), опять-таки, поможет вам выбрать правильный режим работы всего устройства в целом. Для питания триггера Шмитта и усилителя следует использовать один и тот же источник.

kreking -все это ТЕОРЕТИЧЕСКИ верно но на практике будет ДОРОЖЕ чем все устройство вместе взятое
koster ◊ должен сказать ,что этот вариант вполне работоспособен ,если не нужен меандр или определеная длительность ,иначе добавить счетный тригер или одновибратор на выходе насчет диф цепи по вкусу ,можно просто отсечь кондером постоянку
ВиНи приведенная вами схема рабочая ,но это всего лишь-усилитель ограничитель без ПОС, а не ТШ(она не лучше быстрого ОУ),
для введения в него ПОС (а она обязателна в ТШ) надо эмитетер v1 подключит к эмиттеру v2 и уменшить эмитерный резисторR4раз в 10-20 а базу v1 запитать от делителя напряжением 1-2в
про полярнось не было в ТЗ ни слова но и это не проблема ЛН1(2) рулит или есть ТШ с 2 выходами прямым иинверсным

Приведённая мной схема и не представлялась, как триггер. Конечно это просто быстродействующий усилитель, который собрать быстрее, чем приобретать ОУ. Можно собрать на паре транзисторов и триггер Шмитта. Но что будет в итоге, решит только Костер.

Всё таки можно использовать какой нибудь элемент КМОП логики, например, 561ЛА7 или 561ЛЕ5.
Эти элементы, при пороговом напряжении, равном половине питающего, имеют хорошую чувствительность (менее 10мВ) при высоком коэффициенте усиления (кажется порядка сотни).

Просто нужно подать на вход элемента постоянное напряжение смещения, например, резистивным делителем с одинаковыми номиналами (в зависисмости от требуемого входного сопротивления) или с помощью ООС, соединив выход и вход элемента высокоомным резистором.
Коэффициент усиления схемы можно увеличить, соединяя последовательно несколько (не чётное число) элементов.

Например, берём 561ЛА7, три элемента включаем последовательно, заведя ООС резистором с выхода третьего элемента на вход первого. Входной сигнал подаём на через конденсатор, а выходной - прямо на оставшийся 4-й элемент, который будет работать усилителем ограничителем.

То есть, это всё способы получения амплитуды импульсов 5В из 10мВ, а вот обработка усиленных импульсов - уже другая задача.

А вот логические элементы с триггером Шмитта работать не будут, так как у них гистерезис слишком большой для данной задачи - порядка 400мВ. То есть, в такой же схеме они смогут отлавливать импульсы амплитудой не менее 400мВ.

на www.lazerlink.ru есть схема приемника/передатчика оптического ethernet 10 мбит, схемы там рабочие, проверено

Одни знакомые попросили сделать акустический выключатель. Аналогичная проблемма возникала при улавливании звука хлопков в ладоши их усиления и преобразования в импульсы КМОП логики. Перечитал множество статей в журналах, но так и не нашел подходящей схемы, удовлетворяющей условию функциональность/цена. Пришлось самому составить, но она не до конца отлажена. Симуляция в MicroCap-е дала некоторые плоды в составлении схемы, но на макете схема вела немного иначе. Не буду расписывать процесс изготовления и настройки, приложу файл девайса. Смысл таков. С микрофона сигнал с амплитудой 10мкВ-70мВ через усилитель и фильтр подавался на одновибратор без повторного запуска, который в свою очередь запускал D-триггер.

238641.djvu