Усиление аудиосигнала для аналогового чтения — детектор огибающей

Question

Усиление аудиосигнала для аналогового чтения — детектор огибающей

Я работаю над своим первым проектом Arduino, и у меня возникла проблема с чувствительностью.

Я создаю модуль для прослушивания аудиосигнала и запуска источника питания моего динамика с помощью реле. Кажется, все работает нормально, но если я уменьшаю громкость звука, аналоговый вывод не записывает значения (при максимальной громкости он достигает пика около 50, что немного).

Я думал о приобретении конденсатора, но я действительно не уверен в том, что я должен получить и как должна быть выполнена проводка.

@Alex Dupuis, 👍0

Обсуждение

Аналоговый вход на Arduino может работать только с напряжением от 0 до 5 В постоянного тока. Он не терпит отрицательного напряжения. Аудиосигналы представляют собой сигналы переменного тока. Их напряжение быстро меняется с положительного на отрицательное. Используемые отрицательные напряжения могут повредить ваш Arduino. Подключать источник звука напрямую таким образом небезопасно., @Delta_G

Оооо, спасибо за это, я знал, что кое-чему научусь, но не то, чтобы я мог поджарить свой Arduino ;) У вас есть какие-либо предложения о том, что я мог бы сделать, и что это безопасно? Я полагаю, что диодный мост может решить эту проблему, поскольку меня действительно не волнует содержание сигнала?, @Alex Dupuis

Если вы хотите только определить, существовал ли сигнал или нет, вы можете использовать фильтр нижних частот (в основном через диод и резистор для зарядки конденсатора), чтобы получить выходной сигнал, близкий к постоянному, и снизить его до соответствующего уровня. скажем, 2,5 В, и просто прочитайте его с помощью AnalogRead()., @hcheung

2 ответа

@*BalooRM* · Answer 1 · 2020-05-07 05:05-00:00

Похоже, что вы хотите определить минимальный порог звука, чтобы источник питания динамика мог включаться при воспроизведении аудиосигнала.

Вам необходимо усилить сигнал, избегая при этом напряжений, превышающих максимально допустимые входные характеристики, а также не становящихся отрицательными. Один из способов добиться этого — схема операционного усилителя (операционного усилителя). Определенный тип удовлетворяет всем трем требованиям. Операционный усилитель, который питается от одностороннего источника питания, например, +5 В и земли, предотвратит отрицательное напряжение и ограничит максимальное напряжение, превышающее то, что может выдержать Arduino.

Для вашего приложения вам не нужно делать высококачественный аудиоусилитель. Вы заботитесь о том, чтобы не исказить сигнал (музыку), который вы контролируете, и определить пороговый уровень. Операционные усилители хороши тем, что они имеют входы с высоким импедансом (они не потребляют много (или вообще) тока от вашего музыкального сигнала) и работают с небольшим количеством внешних компонентов.

Классическим учебником по электронике является Горовиц и Хилл. Кроме того, вы можете найти ссылки на схемы в Интернете с помощью соответствующего поиска. Для любого операционного усилителя, который вы покупаете, вы можете получить техническое описание, в котором рассказывается, как его использовать. В следующем справке подробно (возможно, слишком подробно) рассказывается об ампер

Схемы (и условия поиска), которые могут оказаться полезными, включают повторитель операционного усилителя, однополярное питание, смещение и емкостную связь. Вам нужно будет купить компоненты. Хорошим поставщиком является DigiKey. DigiKey имеет онлайн-каталог, который позволяет выполнять параметрический поиск для определения необходимых компонентов. Вам понадобится макетная плата, резисторы, конденсаторы и операционный усилитель в двухрядном корпусе (DIP).

Один search фильтрует список возможных вариантов от десятков тысяч до разумного числа. Техническое описание LM833 является разумным выбором.

Тестовое оборудование, такое как генератор и осциллограф, может оказаться очень полезным при сборке усилителей. Возможно, вы сможете оцифровать усиленный сигнал с помощью Arduino, если у вас нет доступа к тестовому оборудованию.

@*Rohan* · Answer 2 · 2020-05-07 11:48-00:00

То, что вы ищете, называется пиковым детектором или, возможно, лучше в вашем случае - детектором огибающей. Пропустите это через операционный усилитель с регулируемым усилением, чтобы вы могли настроить свою чувствительность. R3 - ваш потенциометр позволит вам отрегулировать чувствительность. Ваше усиление будет

$V_{out}= V_{in}(1+\frac{R_2}{R_3})$ .

Установите для Vdd значение 5 В и общую землю с Arduino.

Маловероятно, что ваш источник звука генерирует слишком большое напряжение, поскольку вы говорите, что он не регистрируется, но в маловероятном случае, когда напряжение превышает 5 В, подключите стабилитрон с обратным смещением параллельно конденсатору, чтобы зафиксировать напряжение на уровне 5 В

схема

Нажмите "Имитировать", чтобы увидеть, что дает игра со значениями!