Как подключить микрофон на Arduino, с операционным усилителем?

8

Я пытаюсь подключить контактный микрофон к Arduino. Мои знания в области электроники редки, поэтому, пожалуйста, потерпите меня.

У меня есть пара двойных операционных усилителей lm833n , которые я хотел бы использовать. Я все еще пытаюсь понять операционные усилители.

Я читал инструкцию по аудио входу на Arduino. Он использует следующую схему:

принципиальная электрическая схема

Тем не менее, это для операционного усилителя TL072; Я не совсем уверен, смогу ли я использовать lm833n вместо него? И подходит ли эта схема для контактного микрофона?

Кроме того, было бы замечательно, если бы кто-нибудь мог указать мне на хорошее (простое) введение в операционные усилители - страница викибукс является немного плотной для меня

goncalopp
источник

Ответы:

6

Я знаю, что он старый, но все еще может заинтересовать кого-то. С пьезоконтактным микрофоном вы можете также подключить два диода, позволяющие току проходить с земли на микрофонный выход и с микрофонного выхода на vcc. В нормальных условиях на них нет напряжения, но пьезо может создать серьезные скачки напряжения при ударе, и это защитит ваш усилитель / Arduino, поэтому избыточное напряжение может попасть на источник питания, а не на усилитель.

Миха
источник
1
+1 для этого существенного спасателя цепи: 20 вольт шипов при постукивании пьезо микрофона ногтем.
Аниндо Гош
5

Это сработает, и предложение Оли о конденсаторе является хорошим. Я хотел бы указать еще пару вещей:

У вас нет конденсатора, чтобы блокировать смещение постоянного тока на входе. Это нормально, если вы идете прямо к микрофону и знаете, что его не будет. Однако, если речь идет о разъеме на коробке, вы никогда не знаете, какие люди там подключат, и он может работать нормально, пока не будет, и ваш усилитель не будет прожарен. Вероятно, здесь лучше выбрать неполяризованный тип, поскольку вы не знаете, что люди к нему подключат.

Другой вопрос: «Контактный микрофон» обычно означает пьезоэлектрический микрофон . Они отличаются от большинства других типов микрофонов тем, что имеют очень высокий выходной импеданс, порядка . Входной импеданс вашего усилителя на порядок меньше, что приведет к значительному ослаблению сигнала и изменению частотной характеристики системы микрофон-усилитель. Это будет работать, но это может звучать не очень хорошо . Это, конечно, субъективно и зависит от желаемого тембра.10MΩ

Решением является буферизация , преобразование выхода с высоким импедансом в выход с низким импедансом или, что эквивалентно, усиление тока. Операционный усилитель может сделать это в цепи, называемой повторителем напряжения :

схема повторителя напряжения

Поместите это между вашим микрофоном и входом уже имеющейся схемы (со стороны кабеля микрофона, если вы можете), и входное сопротивление вашего усилителя будет таким же, как у любого операционного усилителя, который вы используете, без изменения работы твоя схема. Как ни странно, я не вижу входного импеданса, указанного в техническом описании LM833N, но, поскольку он имеет входной каскад BJT, это, вероятно, несколько мегом. Это «высоко», но не выше пьезо. Вы хотели бы найти операционный усилитель с входным каскадом MOSFET с очень высоким входным импедансом: TL072 является распространенным подобным типом с паспортным входным импедансом в .10TΩ

Фил Фрост
источник
+1 хороший момент по поводу контактного микрофона - я пропустил это. Глупо, так как я тоже музыкант (что еще хуже, гитарист, который много раз использовал контактные микрофоны для акустики). Если это действительно пьезоэлектрический микрофон без предусилителя, то, как вы предполагаете, рекомендуется использовать буферный усилитель opamp.
Оли Глейзер
@OliGlaser: да. Я удалил параметр буфера FET, потому что, глядя на него, я понял, что его входной импеданс не так уж и высок. Я думаю, что не все музыканты хорошие инженеры-электрики :)
Фил Фрост
:-) Я думаю, что вы, кажется, достаточно хороши со стороны EE (и я также представляю музыкальную сторону). Это исправляло мои старые усилители и педали клапана, которые заставили меня начать работу, когда мы все еще глушили в гараже, выровненном с яйцом коробки в тщетной попытке звукоизоляции :-) (Мне надоело платить по 80 фунтов стерлингов за раз, чтобы через неделю снова повторить неудачу, быстро получил ошибку в электронике и подумал, почему бы не иметь две работы, которые мне нравятся, а не одну: - ))
Оли Глейзер
3

Да, LM833N должен нормально работать на своем месте. Схема выглядит нормально для базового микрофонного усилителя - я бы, вероятно, добавил конденсатор через резистор 100 кОм, однако, чтобы уменьшить усиление на более высоких частотах (то есть> 20 кГц), 50-100 пФ должно подойти, но не беспокойтесь, если вы не У него нет этого диапазона, скорее всего, он будет работать нормально.
РЕДАКТИРОВАТЬ - обратите внимание на мнение Фила о пьезо-проблеме - если ваш микрофон - простой пассивный контактный микрофон (без предусилителя с питанием от батареи), тогда используйте предложенный им буфер. Глядя на ссылку, я замечаю, что оригинальная схема предназначена для динамического микрофона, который имеет гораздо более низкий импеданс

Формула для точки -3 дБ (0,707 от начального напряжения) для фильтра, сформированного с добавленным конденсатором, имеет вид:

12πрС так:

12π10010310010-12знак равно15915ЧАСZ , что хорошо для большинства аудио целей.

Хорошее введение в операционные усилители - «Операционные усилители для всех».

Изменить: TI, похоже, больше не будет размещать PDF-версию "Оперы для всех", но Google находит несколько версий, которые все еще там. Я не уверен в правильности ссылок на них, поэтому я не включил прямую ссылку, но этот поиск должен помочь вам начать.

Оли Глейзер
источник