Interfaz directa del micrófono analógico MEMS al microcontrolador ADC

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Me gustaría muestrear la salida de un micrófono analógico MEMS con un ADC incrustado en un uC, frecuencia de muestreo de hasta 1MHz.

No me importa demasiado la calidad de la señal (ya que estoy más interesado en el nivel de ruido ambiental que en cualquier otra cosa). Quiero minimizar absolutamente la huella de la solución general.

Las notas de la aplicación suelen mostrar un condensador de bloqueo de CC en la salida del micrófono MEMS, seguido de una simple etapa OpAmp que proporciona cierta ganancia y establece un desplazamiento de CC adecuado para el muestreo ADC posterior.

Me gustaría hacer algo aún más simple y evitar el OpAmp. Simplemente pasaría la señal de salida del micrófono a través de un filtro RC de paso bajo (por lo que no habrá bloqueo de CC) y muestrear eso. Me parece que explotaría correctamente el rango dinámico de ADC, dado que:

  • Mi ADC se configuraría para tener un rango de conversión de 0-3V.
  • Mi micrófono MEMS (Knowles SPW0430HR5HB - rango de VDD aceptable 1.5V-3.6V) se especifica con una salida de CC = 0.72V cuando VDD = 1.5V (entonces la salida de CC = VDD / 2); Lo usaría en VDD = 3V, por lo que asumo que la salida de CC sería de 1.5V. En cuyo caso puedo muestrear directamente la salida del micrófono (nivel de CC sin cambios) con mi ADC sin clipping.

¿Ves algún defecto en ese razonamiento? Una de las preocupaciones que tengo es si el nivel de CC en la salida del MEMS es realmente proporcional a VDD.

    
pregunta user40183

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Tu suposición bien puede ser correcta. Posiblemente el MEMS está sesgado a 1 / 2Vdd +/- 20%. Pero la hoja de datos no da ninguna garantía. Sin embargo, un par de condensadores NP0 de 0603 para desacoplamiento y rechazo de CC y dos resistencias 0402 no aumentarán tanto su huella.

EDIT1: También la salida de CC puede depender de su presión de aire local y, como tal, de la elevación. Puede que no sea una respuesta fuerte, o incluso una respuesta lineal, pero en comparación con los niveles de señal de uno o dos mV de deriva causados por los efectos del clima, podrían confundir sus mediciones si no se desacopla

Sin embargo, lo que da la hoja de datos que da es lo siguiente: Sensibilidad = -42dBV / Pa Esto se reduce a aproximadamente 8 mV / Pa señal de salida. En este 1 Pa es alrededor de 94dB (SPR). Así que ya está hablando bastante audiblemente en el micrófono y solo obtendrá 8 mV de señal. No estoy asumiendo que tu uC ADC está midiendo un rango de +/- 10mV, por lo que ni siquiera creo que vayas a salir sin Op-Amp.

Dicho esto, una vez más, un op-amp viene en el estuche SOT23-5 de la mayoría de los proveedores en estos días, sin mencionar que algunas compañías especializadas más las pueden colocar en esas cajas SOT323 más pequeñas. Incluso el SOT23 difícilmente aumentará su huella proveniente del micrófono, y mucho menos un microcontrolador.

Con un tamaño reducido para esta configuración, se reduce más a una buena colocación y un buen abastecimiento en lugar de un afeitado de componentes que no se puede perder.

    
respondido por el Asmyldof

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