Ayuda de diseño! - Toque un tono puro en un micrófono y, dependiendo de su frecuencia, se encenderá un LED específico

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Todavía soy nuevo en electrónica y estoy haciendo esto para aprender más sobre el diseño de circuitos y filtros. No quiero usar microcontroladores. Quiero una solución puramente analógica.

Estoy tratando de hacer un detector de frecuencia que detecte entre 5 y 10 frecuencias diferentes. Habrá un micrófono, un amplificador, un conjunto de filtros de paso de banda y un LED que corresponde a cada filtro. El objetivo es reproducir un tono relativamente puro en el micrófono y hacer que se ilumine un cierto LED que indicará la frecuencia del tono. Quiero que cada filtro tenga un rango de alrededor de 100Hz. Los rangos serán de 100-200,200-300,300-400,400-500,600-700 y tal vez algunos más.

Si reproduzco un tono de 250Hz, el LED que corresponde al rango de 200-300Hz debería encenderse.

El método en el que pensé es tener comparadores después de los filtros BP para que pueda cortar las frecuencias que no quiero. La salida del comparador se conectará al LED. Preferiría que el filtro fuera cortado en lugar de tener que usar comparadores, pero ¿no necesitaré un filtro Q muy alto para que, para las frecuencias que se encuentren inmediatamente por encima del rango de corte, el LED esté completamente apagado en lugar de atenuado? ¿Cómo puedo hacer esto sin usar comparadores?

Mi diagrama de flujo propuesto del circuito es el filtro de paso de banda de micro- > amplificador - > rectifier- > filtro de paso bajo - > comparator (quizás) - > LED

Independientemente de si uso comparadores o no, necesitaré saber el voltaje de entrada para poder amplificarlo al nivel correcto para encender el LED. ¿Cómo puedo hacer esto si cuando toco un tono en el micrófono electret, el voltaje de salida cambiará dependiendo de qué tan fuerte sea y qué tan cerca esté del micrófono? ¿Cómo puedo tener esto en cuenta cuando diseño el circuito? Busqué esquemas de control automático de ganancia, pero parece un poco demasiado complicado para mi gusto y agregaría mucha complejidad al proyecto. ¿Hay alguna otra opción?

¿Qué tipo de filtro de paso de banda me recomiendan? Sé que hay dos categorías principales, pasiva y activa, pero no sé lo suficiente como para juzgar cuál será la más adecuada para esta aplicación. Me inclino hacia el activo porque entonces no tendré que usar inductores que son caros y podrían causar interferencias si no están protegidos adecuadamente. Por lo que he leído, los filtros activos son más fáciles de diseñar y dependen menos de la carga conectada a ellos, lo que es una ventaja para mí ya que soy un principiante. Además, como los filtros activos tienen un amplificador 'incorporado', gané No es necesario hacer un amplificador separado. ¿Algo me falta?

    
pregunta Shock-o-lot

3 respuestas

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Para detectar la frecuencia de un tono relativamente puro, no necesita filtros. Todo lo que tiene que hacer es convertir la frecuencia fundamental en un voltaje, utilizando un convertidor de frecuencia a voltaje como el LM2907 . Luego puede alimentar la salida de voltaje a un controlador de pantalla LED de punto / barra LM3914 .

    
respondido por el Bruce Abbott
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Entonces, un poco de la teoría de los filtros pone un poco de barro en este proyecto. A menos que esté viendo filtros de alto orden (lectura complicada), un filtro de primer orden solo se dispara a 20dB / década, lo que significa que sus filtros no aislarán sus bandas muy bien. Este podría funcionar para 250Hz, pero ¿qué pasa con los 290Hz? Es posible que tenga tan poco filtro que se enciendan 3-4 luces para una frecuencia determinada. El control automático de ganancia ayudaría con este problema.

La forma más sencilla de hacerlo sería tener un amplificador y un montón de filtros pasivos, pero serían grandes y costosos probablemente en esas frecuencias. Tu otra idea de usar filtros activos sería una segunda opción. Un poco más complicado pero más barato y más compacto.

Está en el camino correcto, pero al final del día, sin control automático de ganancia o filtros de alto orden, probablemente se sentirá decepcionado con los resultados.

    
respondido por el horta
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Amplifique la señal y aliméntelo a través del filtro, almacene la salida del filtro y rectifique la tensión con un rectificador de onda completa, un condensador de suavizado y otro diodo para eliminar la tensión de ondulación. Envíe la salida a una etapa de amplificador con polarización de CC adecuada que impulsará el LED. La señal de CC será baja para valores fuera del corte, pero se aproximará a un voltaje más alto a medida que la señal se acerque a la frecuencia de resonancia, por lo que tendrá que encontrar el equilibrio correcto entre etapas.

Podría ser más fácil hacer esto con Op-Amps (para obtener una prueba de concepto) antes de abordar esto con MOSFET o BJT.

    
respondido por el Robert Hana

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