DCバイアスオーディオ信号

DCバイアスをオーディオ信号に追加するいくつかの異なる方法を見てきました。私はそれらをシミュレートしましたが、すべて同じような結果が得られますが、なぜAまたはBまたはCを選択するのか分かりませんローパスフィルター（RC、2極）。信号はADCによって読み取られます。

最初の方法は、分圧器を使用することです：単純なバイアス回路

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これは非常に自明であり、どのように機能するかを理解しています。ダイオードを使用したこの同じデザインも見ましたが、例を見つけることができませんでした。

次の例：ATMega328を使用してオーディオ信号を読み取る方法 -写真はエンドリスの答えからです。

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私が見たもう一つは、私はこのFET-BJTプリアンプ回路をよく理解していません

また、回路図はプリアンプ用であり、2つのバージョンがあり、どちらもバイアスを追加します。

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私の質問は、オーディオ信号にバイアスを追加するためのベストプラクティスは何ですか？DCバイアスを信号に追加する他の方法は何ですか？

編集/更新：回答を見ると、2番目の回答を使用すると、このようなものを使用して、アプリケーションに最適に機能するように見えます。他に改善できる点はありますか？その他の安定Vref /電源レール。

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audio dc bias

— ジョラルスキー
ソース

小さな注意点として、220 uFのデカップリングキャップがあると言います。カップリングキャップについて言及しているのではないかと思います。

— ケレンイブ

BPMカウンター（ビート/分）の場合、信号はADCによって読み取られます。Kellenjbは正しいカップリングキャップであり、デカップリングではありません-修正

— 済み-jsolarski

注意点として：私は何の問題もなく、第一の溶液を使用しますが、それは他のノイズの多い模型飛行機の上にあるように私の回路は間違いなく忠実度の高いものではありません（モータ、サーボなどの風）

— トーマス・O

これらのRCフィルターで低周波数を意図的に分離しようとしていますよね？

— エンドリス

@endolithはい、私は意図的に3kHzの下、分離株低い周波数にしようとしています

— jsolarski

回答:

最初の回路を使用しないでください。電源のノイズやスパイクは信号と混合されます。バイアスポイントは信号に直接接続されているため、信号もフィルタリングせずに電源ノイズをフィルタリングすることはできません。

2番目の回路を使用してください。グランドにしっかりと結合された中点電圧を生成するため、DC成分は電源の半分ですが、AC成分（ノイズとスパイク）はコンデンサによって除去されます。それは完全な回路ではありませんが、それでも信号に接続する必要があります。

これはあなたがやろうとしていることです：

単純なDCバイアス

出力は入力と同じで、2.5 Vだけ上方にシフトします。入力の抵抗により、コンデンサの入力側が0 VDCになり、接続中のポップ音が防止されます。ACカップリングキャップの出力側の抵抗は、その側をDCバイアス電圧にバイアスします。回路にクリーンで低インピーダンスのDCバイアス電圧源がすでにある場合は、それに接続します。それ以外の場合は、回路2を使用して、次のようにバイアスを生成できます。

AC信号のDCバイアスを示す回路

（ただし、シミュレーションはDCバイアス値に達するまでに長い時間がかかります。[ DC動作点の検索]メニューエントリを押して確定します。）

DCバイアス電圧は、電源ノイズを除去するために分圧器とコンデンサによって生成されます。複数の信号に同じVbiasポイントを使用すると、このポイントをクロストークする可能性があることに注意してください。バイアスキャップを大きくすると、クロストークが減少します。結合コンデンサを大きくすると、低周波応答が改善されます。ただし、サイズを大きくしすぎると、電源スイッチを入れたときに充電に時間がかかります。

3番目の図はバイアス回路ではありません。それはマイクプリアンプです。

— エンドリス
ソース

プリアンプについては、非増幅（フォノ）信号またはマイクロフォンを使用している場合、その回路は信号をバイアスしますか？それとも、フィルタの近くで信号をバイアスおよびバイアスしないプリアンプを通過させるだけですか？

— -jsolarski

@jsolarski：プリアンプについてのあなたの質問がわかりません。その回路は、高ゲインのマイク素子プリアンプです。ADCに入る前に信号をバッファリングするだけですか？

— エンドリス

私の以前のコメントに関しては、その点に到達したときに別の質問を投稿する必要があります、私の懸念は複数の信号があることです、いくつかはラインレベルであり、いくつかは非常に低レベルのマイク入力またはフォノ入力です。異なるソースを接続するときに、レベルを同じ範囲に保つ方法が必要です。

— -jsolarski

@jsolarski：それは、オーディオミキサー入力のようになります。予測できない低レベル入力には可変ゲインコントロールが必要になり、使用するコネクタに応じて、ラインレベルに別々のジャックが必要になる場合があります。BPMカウンターの場合、低ノイズはおそらくそれほど重要ではないため、広いゲイン範囲を持つ単一のオペアンプゲインステージを使用できます。または、狭いゲイン範囲と20 dBのパッドスイッチ。

— エンドリス

OPの最初の回路では電源ノイズが増幅されますが、最初の回路では出力に直接接続された電源があると言います。そこにコンデンサがありませんか？最初の回路は電源AC（ノイズ）をどのようにフィルタリングしますか？

— SpaceDog

最も簡単な方法は、リンクした最初の画像です。それは仕事をしますが、アプリケーションに大きな欠点があります。電源ラインにノイズがある場合、測定しようとしている信号にノイズが追加されます。

2番目の方法は、最初の方法とほとんど同じです。最初の方法よりも大きな利点は、電源ラインのノイズが信号自体に大きな影響を与えないことです。

3番目の方法は、やりたいことに対する過剰なキルです。より高い出力を提供するように設計されていますが、ADCで読み取っているだけなので、必要な理由はありません。

— ケレンブ
ソース

ADCがその基準を引き出す電圧が抵抗分割器に供給される場合、その電圧がADCに供給されるオーディオに結合されることは大きな問題になるとは思いません。実際、ADCリファレンスに揺らぎがある場合、50％の振幅でADC入力に結合させる方が、リファレンスを動かして入力を動かさないよりも良いと思いますが、いずれにしてもオーディオ信号は劣化します。ADC基準が出力ピンで利用できない絶対電圧である場合、バイアスは同様に絶対電圧（レギュレータなどから）である必要があります。

— スーパーキャット

最初の回路である単純な抵抗分割器は、圧倒的に簡単で、迅速で、安価なソリューションです。また、ほとんどのオーディオ回路が使用するソリューションです。オーディオのプロレベルのパフォーマンスが必要な場合を除き、これが推奨される方法です。

「正しい」解決策は、バイアス電圧にある別個の電源レールを持つことです。DCブロッキングキャップを介してオーディオ信号を流し、バイアス電源レールに抵抗を接続します。このアプローチは、単純な抵抗分圧器よりもノイズと高調波歪みが少ないですが、性能の違いはプロオーディオの世界でのみ重要であり、ほとんどの場合、気にする価値はありません。

「正しい」解決策が平均的な回路にとって問題となる1つのケースは、ADC自体がバイアス電圧レールを提供する場合です。一部のADCはその電圧を出力します。使用する必要があるのはそれだけです。これは、他のソリューションよりも高い精度を得ることができるため便利です。ただし、ADCからこの出力を取得し、ユニティゲインオペアンプベースのバッファーで実行する必要があり、適切に動作するための駆動力が必要になるという問題が発生することがありました。

あなたが言及した他の2つのソリューションは機能しますが、私は気にしません。それらはやや不安定で、単純な抵抗分圧器または「正しい」ソリューションが提供する重要な利点を提供しません。