驻极体麦克风前置放大-它适用于动态麦克风吗?


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我想使用此图对麦克风信号进行预放大,以激活arduino的模拟输入

原理图
(来源:reconnsworld.com

可以使用动态麦克风代替驻极体麦克风吗?


最近还有一个关于将麦克风连接到arduinos的问题:如何将arduino上的
Phil Frost

谢谢大家。我仍在构建它,因此我将在完成后标记最有帮助的答案。
约瑟夫

Answers:


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电路还可以(质量不是很理想,但是可以使用),但是如果您想将输出馈送到Arduino,则存在一个小问题。如图所示,输出将摆动到地面以下(即它将被偏置为0V),而Arduinos模拟输入将仅接受正电压。

以上电路的输出将如下所示:

盖帽夫妇没有偏差

如果电源为5V,则需要将输出偏置至2.5V,以从输入信号获得最大摆幅。

在电容器之后添加一个分压器可以做到这一点:

带分压器的电容耦合电路

分压器由R2和R4制成,并且将TO_ADC节点偏置(读为“保持”状态)为2.5V,因此ADC引脚可以看到信号的完整摆幅。没有它,ADC将只能看到信号的正半部分,因为我们没有负电源。
分压器的公式为:

分压器公式

分压器示例

因此,对于由R2和R4构成的分压器,使用5V电源,我们得到:

5V *(R4 /(R2 + R4)等于:

5V *(100kΩ/(100kΩ+100kΩ)= 5V / 0.5 = 2.5V在中间(上例图中的V outTO_ADC电路中的节点)

然后输出将更像这样(取决于您的ADC输入阻抗,虽然它可能无法正常工作- 这是Radc和Cadc模拟的位,我将对此进行简短检查):

章夫妇与偏见

还有其他选择,我将尽力尽快发布改进的电路。

好的,这是一个可以正确控制晶体管增益的选项(使用带有AC旁路的发射极电阻器)并输出一个较低的阻抗信号,该信号的摆幅约为2.5V(V +为5V-电容器不必大到10uF,如果您希望使用输入电容器,仍可以使用100nF):

改进的选项

Radc和Cadc
Radc和Cadc并不是您需要添加的组件(因此,在制作电路时,可以忽略它们),它们代表了微控制器的模拟输入引脚特性。某些微控制器ADC的输入阻抗可能很低,可以加载您的信号并使其衰减(因此,您最终得到的读数比您预期的要低),
因此在进行仿真时,最好添加此仿真负载以确保信号不会受的影响太严重了。

模拟(还请注意模拟ADC的加载):

改进的期权模拟

我们可以看到这很好地处理了20mV的输入,如果我们向原始电路输入20mV(即使没有任何负载),由于增益不均匀也会引起一些失真(请注意负摆幅上的平坦边缘):

原始输出

还有更好的选择和变化(以上可能需要稍微调整一下值)。一个简单的运算放大器电路就是其中之一,但这取决于您是否担心打扰音质。如果您对失真有些满意,那么采用合适的偏置方法的第一个电路就可以了。


您确定该解决方案可以在不影响放大器增益的情况下工作吗?实际上,您发布的第二个图的增益要小一些。也许在分压器上使用更大的电阻会起作用……
Vladimir Cravero

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它具有大致相同的增益,重点是直流偏置的问题,因此ADC可以看到正电压。该电路不是理想的,如果ADC输入阻抗较低,则较大的分压电阻会更糟。我正准备发布更好的电路。
奥利·格拉泽

@Oli。感谢您提供详尽详尽的答案。但是,这超出了我的技能水平。所以我有以下问题什么是分压器?更重要的是-它如何运作?在第二个电路图中,Radc和Cadc在做什么?
2013年

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现在,如果我们只能在Circuitlab中获得电路,那么人们就可以轻松地使用它们!:)非常好的答案。
Kortuk

1
@OliGlaser是的,我们一直在做事情的链接,SE实际上是在Circuitlab设置界面后,就在等待开发人员让该插件在站点上正常工作!
Kortuk

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是的,它可能会正常工作。您只需要消除R1,因为动态麦克风不需要直流偏置。


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我要说的更强烈:直流偏置可能会损坏动态麦克风。
Phil Frost

我怀疑1 mA是否会物理损坏它,但在电流流动时它可能无法很好地工作。
Dave Tweed13年

您好,我在没有R1的情况下建立了电路-用电线代替它。麦克风的隔膜完全被吸住了-这似乎并没有帮助记录任何信号。显然这是由于电流流入的原因-这是否应该发生?
约瑟夫

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啊...完全移除电阻器,不要用电线代替
约瑟夫

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我认为您炸了麦克风……
Vladimir Cravero

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使用动态麦克风,您可能需要更大的增益-可能需要第二个放大器级。在这一点上,使用低噪声运算放大器可能更简单。


体面的(灵敏的)动态麦克风可以输出数十毫伏量级的相当大的信号(相对于其他麦克风),因此对于5V微控制器ADC而言,100的增益是合理的。我同意低噪声运算放大器是一个不错的解决方案。
奥利·格拉泽

“体面”和“敏感”通常在麦克风中是不同的!也许我应该改一下,检查麦克风的规格;如有必要,请选择更高增益的麦克风或准备增加更多的增益。
Brian Drummond 2013年

是的,您对体面/敏感​​的地方是正确的:-)我并不是说它们一定会在一起。希望OPs麦克风适合,但一个带有增益控制的简单音频运算放大器会很好-我打算在答案中添加一个,但它足够长,也许您可​​以在其中添加一个示例。
奥利·格拉泽

前进。无论如何,您的答案总的来说更好。我只是觉得关于收获的警告值得防止以后发生意外。
Brian Drummond 2013年

是的,考虑到广泛的动态麦克风灵敏度,绝对值得警告。我可能会晚些时候添加它,希望届时OP可能会对质量是否如此重要(或选择运算放大器)发表评论
Oli Glaser 2013年
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