エレクトレットマイクのプリアンプ-ダイナミックタイプのマイクで機能しますか?


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私のArduinoのアナログ入力をアクティブにするために、この図を使用してマイク信号をプリアンプしたい

概略図
(ソース:reconnsworld.com

エレクトレットマイクの代わりにダイナミックマイクを使用できますか?


最近、マイクをarduinoに接続することについて別の質問がありました:arduinoのマイクをオペアンプで接続する方法
Phil Frost

皆に感謝します。まだ作成中なので、終了時に最も役立つ回答をマークします。
ジョセフ

回答:


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回路は問題ありません(品質には理想的ではありませんが、機能します)が、出力をArduinoに送る場合、小さな問題が1つあります。示されているように、出力は地面の下でスイングし(つまり、0Vでバイアスされます)、Arduinosアナログ入力は正の電圧のみを受け入れます。

上記の回路の出力は次のようになります。

キャップカップルバイアスなし

電源が5Vの場合、入力信号から最大振幅を得るには、出力を2.5Vにバイアスする必要があります。

コンデンサの後に分圧器を追加すると、これが行われます。

分圧器付きキャップカップル回路

分圧器はR2とR4で構成されており、TO_ADCノードを2.5V にバイアス(「ホールド」と読みます)しているため、ADCピンは信号の完全な振幅を認識します。それがなければ、ADCは信号の正の半分のみを認識します。これは、負の電源が存在しないためです。
分圧器の式は次のとおりです。

分圧式

分圧器の例

したがって、R2とR4から形成される分圧器の場合、5V電源では次のようになります。

5V *(R4 /(R2 + R4))これは次と等しくなります:

5V *(100kΩ/(100kΩ+100kΩ)= 5V / 0.5 = 2.5V(真ん中)(上の例の図ではV outで、TO_ADC回路のノードです)

その後、出力は次のようになります(ADCの入力インピーダンスによっては、うまく機能しない可能性があります。これは、RadcとCadcによってシミュレートされるビットです。これについては後で確認します)。

バイアス付きキャップカップル

他のオプションもあります。改善された回路を間もなく投稿してみます。

さて、これはトランジスタのゲインを適切に制御し(ACバイパスでエミッタ抵抗を使用)、約2.5Vでスイングする低インピーダンス信号を出力するオプションです(V +は5V-コンデンサは10uFほど大きくなくてもかまいません)。入力コンデンサが必要な場合でも、100nFを使用できます)。

オプションの改善

RadcとCadc
RadcとCadcは追加する必要のあるコンポーネントではないので(回路を作成する場合は無視してもかまいません)、マイクロコントローラーのアナログ入力ピンの特性を表します。一部のマイクロコントローラーADCは、信号を読み込んで減衰させる可能性のある非常に低い入力インピーダンスを持つ可能性があります(そのため、基本的に読み取り値が予想よりも低くなります)
したがって、シミュレーションするときは、このシミュレーションされた負荷を追加して、信号があまりにもひどい影響を受ける。

シミュレーション(ADCの負荷のシミュレーションにも注意):

オプションシミュレーションの改善

これは20mVの入力を非常にうまく処理できることがわかります。元の回路に20mVを入力すると(負荷がない場合でも)、不均一なゲインのために歪みが生じます(負のスイングでエッジが平坦になることに注意してください)。

元の出力

まだより良いオプションとバリエーションがあります(上記では値を少し調整する必要がある場合があります)単純なオペアンプ回路は1つですが、気になるかどうかは、音質についてどれほど心配しているかによって異なります。少し歪みがあれば、適切なバイアス方法を備えた最初の回路で問題ありません。


このソリューションは、アンプのゲインに影響を与えずに機能しますか?実際、投稿した2番目のプロットのゲインはわずかに小さくなっています。たぶん分圧器にもっと大きな抵抗器を使用しても
うまくいく

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ゲインはほぼ同じですが、主なポイントはDCバイアスの問題なので、ADCは正の電圧を認識します。この回路は理想的ではありません。ADCの入力インピーダンスが低い場合、大きな分割抵抗は悪化します。私はより良い回路を投稿しようとしています。
Oli Glaser 2013年

@オリ。詳細で幅広い回答をありがとうございます。しかし、それは私のスキルレベルを少し超えています。だから私は次の質問があります分圧器とは何ですか?さらに重要なこと-それはどのように機能しますか?2番目の回路図では、RadcとCadcは何をしていますか?
ジョセフ

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回路を回路実験室でしか取得できないので、人々が簡単にそれらを試すことができるとしたら!:)とてもいい答えです。
Kortuk、2013年

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@OliGlaserはい、私たちは物事へのリンクを行っています。SEは実際に、回路ラボがインターフェースをセットアップするとすぐに、開発者とサイトでプラグインが動作するのを待っています!
Kortuk、2013年

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はい、おそらく問題なく動作します。ダイナミックマイクはDCバイアスを必要としないため、R1を削除するだけで済みます。


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もっと強く言いたいのですが、DCバイアスはダイナミックマイクに損傷を与える可能性があります。
Phil Frost

1 mAで物理的に損傷するかどうかは疑問ですが、電流が流れている間はおそらく十分に機能しません。
Dave Tweed 2013年

こんにちは、私はR1なしで回路を構築しました-ワイヤーで置き換えます。マイクのダイヤフラムが完全に吸い込まれている-これは信号の録音に役立っていないようです。それは明らかにそれに流れる電流によるものです-これは起こっていることでしょうか?
ジョセフ

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ああ...抵抗器をワイヤーで置き換えるのではなく完全に取り外します
ジョセフ

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私はあなたのマイクを揚げたと思います...
ウラジミールクラベロ2013年

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ダイナミックマイクを使用して、かなり多くのゲイン(おそらく2番目のアンプ段)が必要になる場合があります。その時点で、低ノイズのオペアンプを使用する方がおそらく簡単です。


まともな(敏感な)ダイナミックマイクは、数十mV程度の非常に大きな信号(他のマイクに比べて)を出力できるため、5 VマイクロコントローラーADCのゲインは100が妥当です。低ノイズのオペアンプは素晴らしい解決策だと私は同意します。
Oli Glaser 2013年

「まともな」と「敏感な」は、多くの場合、マイクでは異なります。マイクの仕様を確認してください。必要に応じて、より高いゲインのマイクを選択するか、ゲインを追加する準備をしてください。
ブライアンドラモンド

はい、まともな/敏感なビットについてあなたは正しい:-)私はそれらが必ずしも一緒に行くことを意味しなかった。うまくいけば、OPマイクが適していますが、ゲインコントロール付きのシンプルなオーディオオペアンプがいいでしょう。私は私の答えに1つ追加するつもりでしたが、とにかく十分長いので、あなたの例を追加することができます。
Oli Glaser 2013年

どうぞ。とにかくあなたの答えは全体的に良いです。ゲインについての警告は、後で驚きを防ぐ価値があると感じただけです。
ブライアンドラモンド2013年

はい、ゲインに関する警告は、ダイナミックマイクの感度の広い範囲を考慮すると、間違いなく価値がありました。私はおそらくそれを後で追加するでしょう、うまくいけばそれまでにOPが品質がそれほど重要であるかどうかについてコメントしているかもしれません(またはオペアンプはオプションです)
Oli Glaser
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