Obwód jest w porządku (nie jest idealny pod względem jakości, ale będzie działać), ale jest jeden mały problem, jeśli chcesz przesłać dane wyjściowe do Arduino. Jak pokazano, wyjście będzie wychylać się pod ziemią (tj. Będzie spolaryzowane przy 0 V), a wejście analogowe Arduinos będzie akceptować tylko napięcia dodatnie.
Wyjście z powyższym obwodem będzie wyglądało mniej więcej tak:
Jeśli twoje zasilanie wynosi 5 V, musisz polaryzować wyjście na 2,5 V, aby uzyskać maksymalne wahanie sygnału wejściowego.
Dodanie dzielnika napięcia za kondensatorem zrobi to:
Dzielnik napięcia składa się z R2 i R4 i powoduje polaryzację (czytaj „trzyma”) węzeł TO_ADC pod napięciem 2,5 V, dzięki czemu pin ADC widzi pełne wahanie sygnału. Bez tego przetwornik ADC widziałby tylko dodatnią połowę sygnału, ponieważ nie mamy ujemnego źródła zasilania.
Wzór na dzielnik napięcia to:
Czyli dla dzielnika napięcia utworzonego z R2 i R4, przy zasilaniu 5V otrzymujemy:
5V * (R4 / (R2 + R4) co równa się:
5V * (100kΩ / (100kΩ + 100kΩ) = 5V / 0,5 = 2,5V na środku (V out na powyższym przykładowym schemacie, czyli TO_ADC w naszym obwodzie)
Wtedy wyjście będzie bardziej podobne (w zależności od impedancji wejściowej ADC może nie działać dobrze - to jest bit, który jest symulowany przez Radc i Cadc , zaraz to sprawdzę):
Są też inne opcje, wkrótce spróbuję opublikować ulepszony obwód.
Okay, oto opcja, która odpowiednio kontroluje wzmocnienie tranzystora (za pomocą rezystora emitera z obejściem AC) i generuje sygnał o niższej impedancji, który waha się w okolicach ~ 2,5V (V + to 5V - kondensatory nie muszą być tak duży, jak 10uF, nadal możesz użyć 100nF, jeśli chcesz dla swojego kondensatora wejściowego):
Radc i Cadc
Radc i Cadc nie są komponentami, które musisz dodać (więc możesz je zignorować, jeśli / kiedy tworzysz obwód), reprezentują one charakterystykę analogowych pinów wejściowych mikrokontrolera. Niektóre przetworniki ADC mikrokontrolera mogą mieć dość niskie impedancje wejściowe, które mogą ładować sygnał i tłumić go (więc w zasadzie uzyskuje się niższy odczyt niż oczekiwano)
Więc kiedy symulujemy, dobrze jest dodać to symulowane obciążenie, aby upewnić się, że sygnał nie zostanie zakłócony zbyt mocno.
Symulacja (zwróć uwagę również na symulowane ładowanie ADC):
Widzimy, że całkiem dobrze radzi sobie z wejściem 20mV, jeśli wprowadzimy 20mV do oryginalny obwód (nawet bez żadnego obciążenia), otrzymujemy pewne zniekształcenia z powodu nierównomiernego wzmocnienia (zauważ spłaszczone krawędzie przy ujemnym swing):
Są jeszcze lepsze opcje i wariacje (powyższe może wymagać niewielkiej zmiany wartości). Prosty obwód wzmacniacza operacyjnego byłby jednym, ale zależy to od tego, jak bardzo jesteś zaniepokojony jakością dźwięku, czy chcesz się tym przejmować. Jeśli jesteś zadowolony z odrobiny zniekształcenia, pierwszy obwód z odpowiednią metodą polaryzacji będzie w porządku.