Algunas preguntas sobre la etapa de entrada de señales de audio al pre-amplificador

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Soy muy nuevo en los circuitos de audio, pero por curiosidad quiero simular una versión aproximada de un circuito de una entrada de audio junto con una etapa de preamplificación de teléfono inteligente en LTspice. Tendré cinco preguntas cortas aquí ya que todas están relacionadas. Pero antes quiero explicar dónde estoy en este momento.

Leí algunos artículos y preguntas que incluyen este sitio y encontré el siguiente preamplificador:

Conrespectoalatopologíaanteriorydealgunaslecturas,sinoestoyequivocado,lleguéalassiguientesconclusiones:

-ElpuertodeaudioestáacopladoaCA(DCsebloquearáyunonopuedemedirdirectamenteelvoltajedeCC)yelanchodebandaseestableceparaelrangodefrecuenciadeunoídohumanode20Hza20kHz.

-LasseñalesdeaudioestánennivelesmV.Siseaplicaunaseñaldevoltajealaentradadelmicrófono,esmejorusarundiodoparalimitarlaseñaldeentradaalpuertodeaudio.

:parausarconunasolafuente,laseñalcambiadenivelporunatensióndepolarizaciónconstante.Enelesquemaanterior,R1yR2establecenesapolarización,porloqueelvoltajedeaudiooscila/vibraalrededordeesevoltajedeCCdereferencia.

Ahora,despuésdeestainformaciónbásicaydelatopologíadepreamplificadoranterior,quierodibujaruncircuitoaproximadoparaunpreamplificadordeteléfonointeligente.

LosteléfonosinteligentestienenconectorTRRS.Normalmentesupongoquecuandoestáenchufado,elextremopositivodelmicrófonoelectretdelteléfonointeligenteestáconectadoalaentradademicrófonodelatomaTRRSyelotroextremoestáconectadoatierra.Entonces,cuandounohabla,elmovimientomecánicodelmicrófonoelectretcreaalgunasvibracionesdeaudiodenivelmValrededordelpuntodepolarizaciónDCdelopamp.

Pregunta:

Asíqueimaginalosiguiente:

-Laimpedanciadeentradadelaentradademicrófonodelteléfonointeligentees1k.

-ElcapacitordebloqueodeCCestáconfiguradoparaunafrecuenciadecorte:20Hz.

Esteesmiintentodemodelarunpreamplificadoraproximado:

Estavez,enlugardeunmicrófonoelecto,seaplicaunaseñaldenivelmVdirectamentealaentradadelmicrófono.Imaginequelaimpedanciadesalidadelgeneradordeseñalescero.

1-)EnestecasoquitéR5delcircuitoanterior.Nosécuáleselpropósitodeeso(?).

2-)Silaimpedanciadeentradasedacomo1k,¿significaR2=1kosimilarenmicircuitoR1//R2=1k?¿Ycómoafectaríaestolaimpedanciadesalidadelgeneradordeseñaloelcircuitodelaseñaldeentrada?Estoypreguntandoporquesilaimpedanciadeentradadelaentradadelmicrófonoes1k,¿cuáldeberíaserlaimpedanciadesalidadelaentradadeseñal?

3-)Comopodríaserseleccionadoelcapacitordebloqueo.R1//R2=1kyencontréparaunfca5HzelC1=10u.¿Esesocorrecto?¿Cómolomedirías?

4-)LasalidaalADCtodavíaestápasandodepositivoanegativo.¿Peronoestodavíaunproblemaparaunsolosistemadesuministro?¿CómoseencargaráADCdelosvoltajesnegativos?

5-)AlgunasaplicacionesdeteléfonosinteligentesmuestranelniveldedBdelaentradadeaudiodelmicrófono.¿CómocalculanesoenrelaciónconlaseñaldevoltajedenivelmVdeentrada?Digamosquelaentradaesde10mVpicoapico.¿CómoseconvierteesoadBeningenieríadeaudio?¿Cuáleslareferencia?

Editar:Respectoalasegundapregunta:

Imaginaquetengounaamplitudde1V,esdecir,unaseñalsinusoidalde500Vpk-pka500Hz.Ymiobjetivoesreplicarlo/escalarlocomounaseñaldeaudiosinusoidalde500Hz20mVpk-pk,esdecir,10mV,yenviarloenlaentradadelpuntodepolarizacióndelpreamplificador.

Entonces,sifueraingenuo,creoquenecesitoundivisordevoltajede99k1kdelasiguientemanera:

Y cuando se conecte, se verá así:

Pero a medida que descubrí las siguientes respuestas, ahora la impedancia de entrada será:

(R3 // R4) + (R1 // R2) = 2k en lugar de 1k.

¿Cuál es la nueva impedancia de entrada aquí?

Ahora tendré 10mV pk-pk en lugar de 20mV pk-pk ¿no?

* Esto no afectaría las cosas si solo envié una entrada binaria al micrófono. Pero si fuera una señal, esto no afectaría la frecuencia de corte del filtro. además de la atenuación? ¿Eso significa que la impedancia de salida del generador de señal de audio debe ser cero? ¿Debería uno usar un búfer para eso?

    
pregunta user16307

2 respuestas

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Los resistores a la derecha de Cap están en paralelo. La (s) resistencia (s) a la izquierda de la tapa están en paralelo. Reff efectivo es Rleft + Rright.

Radian Freq de RC LPF es 1 / Reff * C.

La frecuencia hertziana es 1 / (2 * pi Reff C)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el analogsystemsrf
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1-) En este caso quité R5 del circuito anterior. No sé cuál es el propósito de eso (?).

R5 estaba allí para desviar el micrófono electret. Como lo dibujó en su simulación, no jugó ningún papel ya que la impedancia de salida de su fuente de señal es cero.

2-) Si la impedancia de entrada se da como 1k, ¿significa R2 = 1k o similar en mi circuito R1 // R2 = 1k? ¿Y cómo afectaría esto la impedancia de salida del generador de señal o el circuito de la señal de entrada? Estoy preguntando porque si la impedancia de entrada de la entrada del micrófono es 1k, ¿cuál debería ser la impedancia de salida de la entrada de señal?

Impedancia de entrada = R1 // R2 = 1k.

La forma en que esto afecta al generador de señal es por el efecto de carga. Por ejemplo, suponga que su generador de señal tenía una resistencia de salida de 1k. Mirando en el pre-amplificador también vería 1k. Así, la señal entregada se reduciría a la mitad. Por lo general, debe asegurarse de que la impedancia de entrada que mira el preamplificador sea "mucho más grande" que la impedancia de salida de su fuente de señal. Una buena regla general podría ser ~ al menos 10k más grande.

3-) Como podría ser seleccionado el capacitor de bloqueo. R1 // R2 = 1k y encontré para un fc a 5Hz el C1 = 10u. ¿Es eso correcto? ¿Cómo lo medirías?

1k y 10u dan un corte de 16Hz. fc = 1 / (2 * pi * 10u * (R1 // R2))

Por lo general, elegiría que esto sea 10 veces menos que su punto de corte inferior deseado. Es importante apuntar un poco más bajo que la frecuencia de corte más baja que desee, ya que también hay otros roll-off de baja frecuencia en el circuito. Por ejemplo, C3 provoca una desactivación de baja frecuencia. En el límite de DC es como un circuito abierto y el amplificador se convierte en un seguidor de ganancia unitaria. Por lo tanto, para evitar que estos dos "" polos "" tengan un efecto que se sume, al menos uno de ellos debe ser mucho menor que el roll-off deseado.

4-) La salida al ADC todavía está pasando de positivo a negativo. ¿Pero no es todavía un problema para un solo sistema de suministro? ¿Cómo se encargará ADC de los voltajes negativos?

Es imposible decirlo sin tener más información sobre el ADC.

5-) Algunas aplicaciones de teléfonos inteligentes muestran el nivel de dB de la entrada de audio del micrófono. ¿Cómo calculan eso en relación con la señal de voltaje de nivel mV de entrada? Digamos que la entrada es de 10 mV pico a pico. ¿Cómo se convierte eso a dB en ingeniería de audio? ¿Cuál es la referencia?

No estoy familiarizado con estas aplicaciones, publique un ejemplo tal vez.

    
respondido por el rusty_old_jfet

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