Motivo de distorsión en el amplificador para señales de voz

3

Recientemente he estado trabajando en un proyecto en casa que requiere el uso de un amplificador de voz. Mi objetivo final es realizar el procesamiento de la señal a través de un dsPIC en señales de voz para identificar palabras clave o, al menos, detectar la frecuencia de la voz. Me tomé un descanso en el procesamiento de la señal para trabajar en el amplificador de voz, pero me he encontrado con algunas dificultades.

Mi experiencia en hardware se limita a clases y algunos proyectos simples en el hogar, por lo que no estoy muy familiarizado con las no idealidades de los circuitos. Estoy deseando hacer un solo amplificador de suministro utilizando un LM318. El circuito sería alimentado idealmente por 5V (cortándolo cerca de los límites del rango de suministro del LM318), y emitiría una señal de voz amplificada en todo el rango de voltaje a un ADC. En el amplificador no inversor, también quiero incluir un filtro de paso de banda para mantener la amplificación de CC en la unidad y evitar el alias en el ADC de dsPIC. He modelado el micrófono con una fuente de voltaje sesgada de 2.5V con una impedancia de 2.2kohms (en realidad es un micrófono intercalado por resistencias de 2.2kohm en la potencia y tierra). No se incluyen los condensadores de desacoplamiento (se agradecería cualquier consejo adicional sobre cómo elegir valores para esos).

EstoyusandoTINAcomosimulador.LafuncióndetransferenciadeCAdelcircuitoesloqueesperabaconunabandadepasodeaproximadamente10-5000Hzyunagananciade10(StackExchangesolomepermitirápublicar2imágenes).

Estascaracterísticasdetransferenciasonlasqueesperabadeestecircuito,peroeselanálisistransitorioelquedioresultadosinesperados.Ingreséunaondasinusoidalde500Hz0.1Vdeamplitud.Loqueesperabaeraunaondasinusoidalde500Hz1V,peroencambio,lasimulacióndevolviólosiguiente:

He probado el amplificador en otras frecuencias, y parece que cuanto menos ganancia hay en una frecuencia, menos distorsión habrá. Estoy en una pérdida por lo que está causando esto. ¿Alguna idea?

También estoy abierto a cualquier comentario sobre cualquier otra mejora que se pueda hacer a este amplificador.

Este ya no es mi campo de estudio en EE, pero definitivamente quiero seguir trabajando en proyectos y aprendiendo sobre hardware. Cualquier recomendación para lecturas o libros sobre temas como estos (no idealidades de circuitos / amplificadores) sería muy apreciada.

    
pregunta Paul Bunyan

3 respuestas

2
  

Lo ideal sería que el circuito fuera alimentado por 5V (recortándolo cerca de los límites del rango de suministro del LM318)

En realidad, el suministro mínimo del LM318 es de ± 5 V (es decir, 10 V), según su hoja de datos :

  

Rango de voltaje de suministro. . . ± 5 V a ± 20 V

Usted está a 5 V por debajo del mínimo con solo un solo suministro de 5 V.

Necesitas la tensión de alimentación adicional para permitir que la salida oscile a la amplitud deseada. Con suministros de ± 15 V, solo se garantiza que la salida oscile hasta dentro de los 3 V de los rieles de suministro:

Use una fuente de alimentación de 10 V o más (y desvíe la entrada a la mitad de la tensión de alimentación) o use un amplificador operacional que se pueda suministrar con solo 5 V y pueda girar tan cerca de los rieles como lo necesite para su señal de salida.

    
respondido por el Null
2

5 V no lo está cerrando, es la mitad del mínimo. El mínimo especificado es de riel dividido de +/- 5 V o 10 V de alimentación única. Lo que necesita es un buen amplificador operacional riel a riel que le brinde un buen rendimiento a 5 V.

    
respondido por el alex.forencich
1

Aquí hay un gráfico de lo cerca que se puede obtener de los rieles [de la hoja de datos de MCP651]; la corriente de cortocircuito típica es de 100 mA: al 50% de eso, estará 0.5 voltios por encima de GND o por debajo de VDD.

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas