Pré-amplificação de microfone de eletreto - funcionará com microfone de tipo dinâmico?

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Eu gostaria de usar este diagrama para pré-amplificar um sinal de microfone para ativar a entrada analógica do meu arduino

esquemático
(fonte: reconnsworld.com )

Funcionará com um microfone dinâmico no lugar de um microfone de eletreto?

Joseph
fonte
Recentemente, houve outra pergunta sobre como conectar microfones ao arduinos: Como conectar o microfone ao arduino, com o opamp?
Phil Geada
Obrigado a todos. Ainda estou construindo, por isso vou marcar a resposta mais útil quando terminar.
Joseph

Respostas:

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O circuito está bom (não é ideal para a qualidade, mas funcionará), mas há um pequeno problema se você deseja alimentar a saída do seu Arduino. Como mostrado, a saída oscilará abaixo do solo (ou seja, será polarizada em 0V) e sua entrada analógica Arduinos aceitará apenas tensões positivas.

A saída com o circuito acima será mais ou menos assim:

Cap Casal Sem Viés

Se sua fonte é de 5V, você precisa polarizar a saída para 2,5V para obter o balanço máximo do seu sinal de entrada.

A adição de um divisor de tensão após o capacitor fará o seguinte:

Circuito Casal Cap com divisor

O divisor de tensão é feito de R2 e R4, e distorce (leia "mantém") o TO_ADCnó em 2,5V, para que o pino ADC veja o balanço total do sinal. Sem ele, o ADC veria apenas a metade positiva do sinal, porque não temos fonte de alimentação negativa presente.
A fórmula para um divisor de tensão é:

Fórmula do divisor de tensão

Exemplo de divisor de tensão

Portanto, para o divisor de tensão formado a partir de R2 e R4, com a fonte de 5V, obtemos:

5V * (R4 / (R2 + R4) igual a:

5V * (100kΩ / (+ 100kΩ 100kΩ) = 5V / 0,5 = 2.5V no meio (V fora no exemplo diagrama acima, o qual é o TO_ADCnó no nosso circuito)

Então a saída será mais parecida com esta (dependendo da impedância de entrada dos seus ADCs, pode não funcionar bem - este é o bit simulado por Radc e Cadc , verificarei isso em breve):

Casal de boné com viés

Existem outras opções também, tentarei postar um circuito melhorado em breve.

Ok, aqui está uma opção que controla o ganho do transistor corretamente (usando o resistor emissor com desvio de CA) e emite um sinal de impedância mais baixa que oscila em torno de 2,5V (V + é 5V - os capacitores não precisam ser tão grandes quanto 10uF, você você ainda pode usar 100nF se desejar o seu capacitor de entrada):

Opção melhorada

Radc e Cadc
Radc e Cadc não são componentes que você precisa adicionar (para que você possa ignorá-los se / quando fizer o circuito), eles representam as características dos pinos de entrada analógica dos microcontroladores. Alguns ADCs de microcontroladores podem ter impedâncias de entrada bastante baixas, que podem carregar seu sinal e atenuá-lo (então, basicamente, você termina com uma leitura mais baixa do que o esperado).
Então, quando simulamos, é bom adicionar esse carregamento simulado para garantir que o sinal não ser muito afetado.

Simulação (observe também o carregamento simulado do ADC):

Simulação de opção aprimorada

Podemos ver que isso lida muito bem com uma entrada de 20mV; se introduzirmos 20mV no circuito original (mesmo sem carga), obteremos alguma distorção devido ao ganho desigual (observe as bordas achatadas no balanço negativo):

saída original

Ainda existem melhores opções e variações (as opções acima podem exigir um pouco de ajustes). Um circuito simples de opamp seria um, mas depende de quão preocupado você está com a qualidade do som, se você gostaria de se preocupar. Se você estiver satisfeito com um pouco de distorção, o primeiro circuito com um método adequado de polarização será bom.

Oli Glaser
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Tem certeza de que esta solução funcionará sem afetar o ganho do amplificador? Na verdade, o segundo gráfico que você postou tem um ganho um pouco menor. Talvez usando resistências ainda maiores para o divisor iria trabalhar ...
Vladimir Cravero
1
Ele tem aproximadamente o mesmo ganho, o ponto principal é a questão do viés de CC, para que o ADC veja uma tensão positiva. O circuito não é ideal, se a impedância de entrada do ADC for baixa, os resistores divisores maiores seriam piores. Estou prestes a postar um circuito melhor.
precisa saber é o seguinte
@Oli. Obrigado pela sua resposta detalhada e extensa. No entanto, está um pouco além do meu nível de habilidade. Então, eu tenho as seguintes perguntas O que é um divisor de tensão? Mais importante - como isso funciona? No segundo diagrama de circuito, o que o Radc e o Cadc estão fazendo?
Joseph
1
Agora, se pudéssemos colocar circuitos no circuitlab para que as pessoas pudessem brincar facilmente com eles! :) resposta muito agradável.
precisa saber é o seguinte
1
@OliGlaser Sim, nós estamos fazendo o link para a coisa, o SE está realmente esperando com os desenvolvedores para que o plugin funcione no site assim que o circuitlab configurou a interface!
precisa saber é o seguinte
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Sim, provavelmente funcionará bem. Você só precisa eliminar o R1, pois um microfone dinâmico não precisa de polarização DC.

Dave Tweed
fonte
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Eu diria isso com mais força: um viés de DC pode danificar um microfone dinâmico.
Phil Frost
Duvido que 1 mA o danifique fisicamente, mas provavelmente não funcionará muito bem enquanto a corrente estiver fluindo.
Dave Tweed
Olá, construí o circuito sem o R1 - substituindo-o por um fio. O diafragma do microfone é completamente absorvido - isso não parece ajudar na gravação de nenhum sinal. É claramente a causa da corrente que entra nele - isso deve estar acontecendo?
Joseph
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Ah ... remover o resistor completamente, não substituí-lo com fio
Joseph
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Eu acho que você frito seu microfone ...
Vladimir Cravero
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Você pode precisar de um ganho consideravelmente maior - provavelmente um segundo estágio de amplificador - com um microfone dinâmico. Nesse ponto, usar um opamp de baixo ruído é provavelmente mais simples.

Brian Drummond
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Um microfone dinâmico decente (sensível) pode emitir um sinal bastante grande (em relação a outros microfones) na ordem de dezenas de mV, portanto, um ganho de 100 é razoável para um microcontrolador de 5V ADC. Concordo que um opamp de baixo ruído é uma boa solução.
precisa saber é o seguinte
"decente" e "sensível" são frequentemente coisas diferentes em microfones! Talvez eu deva reformular como, verifique as especificações do microfone; se necessário, escolha um microfone de maior ganho ou esteja preparado para adicionar mais ganho.
Brian Drummond
sim, você está certo sobre o pouco decente / sensível :-) Eu não quis dizer que eles necessariamente andam juntos. Espero que o microfone do OP seja adequado, mas um simples opamp de áudio com um controle de ganho seria bom - eu adicionaria um à minha resposta, mas é longo o suficiente de qualquer maneira, talvez você possa adicionar um exemplo ao seu.
precisa saber é o seguinte
Continue. De qualquer maneira, sua resposta é melhor em geral; Eu apenas senti que um aviso sobre ganho valia a pena para evitar surpresas mais tarde.
Brian Drummond
Sim, o aviso de ganho definitivamente valeu a pena, considerando a ampla gama de sensibilidades dinâmicas do microfone. Eu provavelmente vou adicioná-lo mais tarde, em seguida, espero que até lá o OP pode ter comentou sobre se a qualidade é tão importante (ou um OP é uma opção)
Oli Glaser