Ayuda con el diseño de un preamplificador de micrófono con opamps para PGA y ADC

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Quiero muestrear una fuente de audio usando un micrófono electret y analizar su espectro con una uC. Estoy interesado en el rango de 100Hz-2.5kHz, así que calculo con estos valores cuando intenté diseñar el circuito del preamplificador.

Uno de mis intentos:

CuandosalgodeR7,obtengo~10nVdesalida!PerocuandoR7noseusa,obtengolasalidabastantebien:

Quiero hacer cuatro preguntas:

  1. R7 y C1 son para acoplamiento de CA con una frecuencia de esquina ~ 50Hz, también C1 y R1 también es un HPF, pero si guardo R7, ¿cómo puedo obtener el -40 dB / d? ¿cuesta abajo?
  2. Si no pongo R7 allí, ¿la corriente de polarización de entrada del opamp cargar C1 y causar una desviación de desplazamiento? ¿Cómo puedo manejar esto sin R7?
  3. ¿Esa resistencia 1M causará un ruido mayor?
  4. ¿C4 es suficiente para el acoplamiento de CA de salida? VF1 se conectará a una entrada de PGA para ampliar el rango dinámico del sensor.

Para la simulación, VG1 genera una señal sinusoidal de 10mV, 440Hz.

    
pregunta Horv

1 respuesta

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Respondería a tus preguntas, pero estás cometiendo varios errores que debes corregir primero.

1) Tiene un suministro de un solo extremo, por lo que ambas entradas op y + necesitan una referencia de 1 / 2Vcc. La salida del amplificador operacional se centraría entonces en 1 / 2Vcc.

2) Si VS2 2.5 es su referencia central, ignore la línea 1 y conecte R7 a VS2. Asegúrese de que VS2 tenga un capacitor de derivación (10uF) a tierra.

3) Opción; R7 está cortando tu referencia de 2.5 voltios mientras el amplificador operacional intenta mantener ambas entradas en el mismo voltaje. Omita R7 y haga R2 6.8K 1% para obtener la misma frecuencia de roll off.

4) Para obtener una ganancia exacta de 100, haga que R1 680K 1%

5) El LM324 es un amplificador operacional de muy baja calidad con una corriente de polarización alta, por lo que las resistencias muy por encima de los 100 K tienden a actuar como un valor más bajo. Tiene una baja velocidad de giro, por lo que las frecuencias de RF están fuera de discusión.

6) Si su fuente de señal es de baja impedancia (< = 600 ohmios), entonces puede dividir su ganancia y el filtro de entrada entre diez y obtener una mejor salida del LM324. C1 es ahora 47nF, R2 = 680 ohm 1%, R1 = 68K 1%. Los filtros en la salida del amplificador operacional se ven bien. Puede hacer C4 100uF si 10uF es un valor demasiado bajo para pasar 440 HZ a una carga de 50 ohmios.

7) Acerca de C4; Le daré una lista de frecuencias de reducción (-3dB) como filtro de paso alto, más que solo un bloqueador de CC para suministros de un solo extremo. Esto supone que R6 es 49.9 ohms 1%. Si C4 es 10uF, NO pasará las frecuencias por debajo de 31.894 KHZ. Si C4 = 100uF, el punto de reducción será 10.086 KHZ. Si C4 = 48,000uF, la reducción es de 460 HZ.

8) Con lo que tienes ahora, C4 es casi matar tu señal de 440HZ. Como R6 necesita permanecer igual para la adaptación de impedancia, movería C4 nuevamente a la salida del amplificador operacional con una resistencia en paralelo con C3. Ahora C4 puede ser 10uF y R4 puede ser 3.3K 1% con un roll-off a 482.28 HZ. Deje los valores de salida iguales (R5, R3, R6, C3).

NOTA: si desea un mucho amplificador operacional de bajo costo más silencioso con una ganancia de hasta 50 KHz, le sugiero que utilice un amplificador operacional TL051 JFET. Sin embargo, necesitará un suministro bipolar de +/- 6V a +/- 15 V. Luego conectará a tierra el pin 3 del amplificador operacional, ya que la tierra es ahora su punto central. También puede omitir C2 (no se necesita compensación de HF) y C4, ya que no tiene polarización de CC en la salida para bloquear a menos que necesite una función de filtro de paso alto en la salida.

    
respondido por el Sparky256

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