Préamplification du microphone à électret - fonctionnera-t-il pour un microphone de type dynamique?

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Je voudrais utiliser ce schéma pour pré-amplifier un signal de microphone afin d'activer l'entrée analogique de mon arduino

schématique
(source: reconnsworld.com )

Cela fonctionnera-t-il avec un microphone dynamique à la place d'un microphone à électret?

Joseph
la source
Il y avait récemment une autre question sur la connexion des microphones aux arduinos: Comment connecter le micro sur l'arduino, avec opamp?
Phil Frost
Merci à tout le monde. Je suis toujours en train de le construire, donc je marquerai la réponse la plus utile quand j'aurai fini.
Joseph

Réponses:

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Le circuit est correct (pas idéal pour la qualité mais cela fonctionnera), mais il y a un petit problème si vous voulez alimenter la sortie de votre Arduino. Comme illustré, la sortie oscille sous la terre (c'est-à-dire qu'elle sera polarisée à 0 V) ​​et votre entrée analogique Arduinos n'acceptera que des tensions positives.

La sortie avec le circuit ci-dessus ressemblera à ceci:

Casquette Couple No Bias

Si votre alimentation est de 5 V, vous devez polariser la sortie à 2,5 V pour obtenir l'oscillation maximale de votre signal d'entrée.

L'ajout d'un diviseur de tension après le condensateur fera ceci:

Circuit Cap Couple avec diviseur

Le diviseur de tension est fabriqué à partir de R2 et R4, et il polarise (lire "maintient") le TO_ADCnœud à 2,5 V de sorte que la broche ADC voit l'oscillation complète du signal. Sans lui, l'ADC ne verrait que la moitié positive du signal, car nous n'avons pas d'alimentation négative.
La formule d'un diviseur de tension est la suivante:

Formule du diviseur de tension

Exemple de diviseur de tension

Donc pour le diviseur de tension formé de R2 et R4, avec l'alimentation 5V on obtient:

5V * (R4 / (R2 + R4) ce qui équivaut à:

5 V * (100 kΩ / (100 kΩ + 100 kΩ) = 5 V / 0,5 = 2,5 V au milieu ( sortie V dans l'exemple de diagramme ci-dessus, qui est le TO_ADCnœud de notre circuit)

Ensuite, la sortie ressemblera davantage à cela (en fonction de l'impédance d'entrée de votre ADC, cela peut ne pas bien fonctionner - c'est le bit qui est simulé par Radc et Cadc , je vérifierai cela brièvement):

Couple de bonnet avec biais

Il existe également d'autres options, je vais essayer de publier un circuit amélioré sous peu.

D'accord, voici une option qui contrôle correctement le gain du transistor (en utilisant la résistance de l'émetteur avec une dérivation CA) et émet un signal d'impédance plus faible qui oscille autour de ~ 2,5 V (V + est 5 V - les condensateurs n'ont pas besoin d'être aussi grands que 10 uF, vous peut encore utiliser 100nF si vous le souhaitez pour votre condensateur d'entrée):

Option améliorée

Radc et Cadc
Radc et Cadc ne sont pas des composants que vous devez ajouter (vous pouvez donc les ignorer si / quand vous faites le circuit), ils représentent les caractéristiques des broches d'entrée analogique de vos microcontrôleurs. Certains ADC de microcontrôleurs peuvent avoir des impédances d'entrée assez faibles qui peuvent charger votre signal et l'atténuer (donc en gros vous vous retrouvez avec une lecture inférieure à ce que vous attendiez)
Donc, lorsque nous simulons, il est bon d'ajouter ce chargement simulé pour vous assurer que le signal ne sera pas être trop affecté.

Simulation (notez également le chargement ADC simulé):

Amélioration de la simulation des options

Nous pouvons voir que cela gère assez bien une entrée de 20 mV, si nous entrons 20 mV dans le circuit d'origine (même sans aucun chargement), nous obtenons une certaine distorsion en raison du gain inégal (notez les bords aplatis sur le swing négatif):

sortie d'origine

Il y a encore de meilleures options et variations (ce qui précède peut nécessiter un peu de réglage des valeurs) Un simple circuit ampli en serait un, mais cela dépend de la façon dont vous vous souciez de la qualité du son si vous voulez déranger. Si vous êtes satisfait d'un peu de distorsion, le premier circuit avec une méthode de polarisation appropriée conviendra.

Oli Glaser
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Êtes-vous sûr que cette solution fonctionnera sans affecter le gain de l'amplificateur? En fait, le deuxième graphique que vous avez publié a un gain légèrement inférieur. Peut-être que l'utilisation de résistances encore plus grandes pour le diviseur fonctionnerait ...
Vladimir Cravero
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Il a à peu près le même gain, le point principal est la question de la polarisation CC de sorte que l'ADC voit une tension positive. Le circuit n'est pas idéal, si l'impédance d'entrée ADC est faible, alors des résistances de division plus grandes seraient pires. Je suis sur le point de publier un meilleur circuit.
Oli Glaser
@Oli. Merci pour votre réponse détaillée et détaillée. Cependant, c'est un peu au-delà de mon niveau de compétence. J'ai donc les questions suivantes Qu'est-ce qu'un diviseur de tension? Plus important encore - comment ça marche? Dans le deuxième schéma de circuit, que font le Radc et le Cadc?
Joseph
1
Maintenant, si nous pouvions seulement obtenir des circuits dans circuitlab afin que les gens puissent facilement jouer avec eux! :) Très belle réponse.
Kortuk
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@OliGlaser Oui, nous avons fait le lien vers quelque chose, SE attend en fait avec les gars du développement de faire fonctionner le plugin sur le site dès que circuitlab a configuré l'interface!
Kortuk
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Oui, cela fonctionnera probablement très bien. Il vous suffit d'éliminer R1, car un microphone dynamique n'a pas besoin d'une polarisation CC.

Dave Tweed
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Je le dirais plus fortement: une polarisation CC peut endommager un microphone dynamique.
Phil Frost
Je doute que 1 mA l'endommage physiquement, mais cela ne fonctionnera probablement pas très bien pendant que le courant circule.
Dave Tweed
Bonjour, j'ai construit le circuit sans R1 - en le remplaçant par un fil. Le diaphragme du microphone est complètement aspiré - cela ne semble pas aider à l'enregistrement d'un signal. C'est clairement dû au courant qui y coule - cela devrait-il se produire?
Joseph
1
Ah ... retirez complètement la résistance, ne la remplacez pas par du fil
Joseph
2
Je pense que tu as frit ton micro ...
Vladimir Cravero
4

Vous devrez peut-être considérablement plus de gain - probablement un deuxième étage d'amplificateur - avec un microphone dynamique. À ce stade, l'utilisation d'un ampli-op à faible bruit est probablement plus simple.

Brian Drummond
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Un micro dynamique décent (sensible) peut produire un signal assez important (par rapport aux autres micros) de l'ordre de dizaines de mV, donc un gain de 100 est raisonnable pour un ADC à microcontrôleur 5V. Je suis d'accord pour dire qu'un opamp à faible bruit est une bonne solution.
Oli Glaser
"décent" et "sensible" sont souvent des choses différentes dans les microphones! Je devrais peut-être reformuler comme suit, vérifier les spécifications du microphone; si nécessaire, choisissez un micro à gain plus élevé ou préparez-vous à ajouter plus de gain.
Brian Drummond
oui, vous avez raison sur le bit décent / sensible :-) Je ne voulais pas dire qu'ils vont nécessairement ensemble. J'espère que le micro OPs conviendra, mais un simple ampli-op audio avec un contrôle de gain serait bien - j'allais ajouter un à ma réponse mais c'est assez long de toute façon, peut-être pourriez-vous ajouter un exemple dans le vôtre.
Oli Glaser
Aller de l'avant. De toute façon, votre réponse est meilleure; Je pensais juste qu'un avertissement sur le gain valait la peine pour éviter des surprises plus tard.
Brian Drummond
Oui, l'avertissement sur le gain valait vraiment la peine compte tenu de la large gamme de sensibilités de micro dynamiques. Je vais probablement l'ajouter plus tard, j'espère que d'ici là, l'OP aura peut-être commenté si la qualité est si importante (ou si un ampli-op est une option)
Oli Glaser