Как подключить микрофон к Arduino с операционным усилителем?

Я знаю, что это старо, но все еще может заинтересовать кого-то. С пьезоконтактным микрофоном вы также можете подключить два диода, позволяющих току идти от земли к микрофонному выходу и от микрофонного выхода к vcc. В нормальных условиях на них не подается напряжение, но пьезоэлементы могут создавать серьезные всплески напряжения при ударе, и это защитит ваш усилитель / Arduino, поэтому избыточное напряжение может попасть на блок питания, а не на усилитель.

Это сработает, и предложение Оли по конденсатору хорошее. Я бы отметил еще пару вещей:

У вас нет конденсатора, чтобы заблокировать любое смещение постоянного тока на входе. Это нормально, если вы идете прямо к микрофону и знаете, что его не будет. Однако, если это идет к разъему на коробке, вы никогда не знаете, что люди будут туда подключать, и это может работать нормально, пока это не сработает, и ваш усилитель не сгорит. Вероятно, здесь лучше выбрать неполяризованный тип, поскольку вы не знаете, что люди будут подключать к нему.

Другой вопрос: под контактным микрофоном обычно подразумевают пьезоэлектрический микрофон . Они отличаются от большинства других типов микрофонов тем, что имеют очень высокий выходной импеданс, порядка$10M\Omega$. Входное сопротивление вашего усилителя на порядок меньше, что приведет к значительному затуханию сигнала и изменению АЧХ системы микрофон-усилитель. Это будет работать, но может звучать не очень хорошо . Это, конечно, субъективно и зависит от желаемого тембра.

Решением является буферизация , преобразование выхода с высоким импедансом в выход с низким импедансом или, что то же самое, усиление тока. Операционный усилитель может сделать это в схеме, называемой повторителем напряжения :

Поместите это между вашим микрофоном и входом уже имеющейся схемы (на стороне кабеля микрофона, если можете), и входное сопротивление вашего усилителя будет таким же, как и у любого операционного усилителя, который вы используете, без каких-либо других изменений в работе усилителя. ваша схема. Как ни странно, я не вижу входного импеданса, указанного в таблице данных LM833N, но, поскольку у него есть входной каскад BJT, он, вероятно, составляет несколько мегаом. Это "высокий", но не выше пьезо. Вы бы хотели найти операционный усилитель с входным каскадом MOSFET с очень высоким входным сопротивлением: TL072 является распространенным типом с входным сопротивлением, указанным в таблице данных.$10T\Omega$.

Да, LM833N должен нормально работать на своем месте. Схема выглядит нормально для базового микрофонного усилителя — я бы, вероятно, добавил конденсатор к резистору 100 кОм, чтобы снизить усиление на более высоких частотах (т.е.> 20 кГц) должно хватить 50-100 пФ, но не беспокойтесь, если вы этого не сделаете. нет в этом диапазоне, он, вероятно, будет работать нормально.
РЕДАКТИРОВАТЬ - обратите внимание на точку зрения Фила о проблеме с пьезоэлементом - если ваш микрофон представляет собой простой пассивный контактный микрофон (без предусилителя с батарейным питанием), используйте буфер, который он предлагает. Глядя на ссылку, я заметил, что оригинальная схема предназначена для динамического микрофона, который имеет гораздо более низкий импеданс .

Формула для точки -3 дБ (0,707 начального напряжения) для фильтра, сформированного с добавленным конденсатором, выглядит следующим образом:

$\dfrac{1}{2 \pi R C}$так:

$\dfrac{1}{2 \pi \cdot 100\cdot 10^3 \cdot 100 \cdot 10^{-12}} = 15915Hz$, что подходит для большинства аудио целей.

Хорошим введением в операционные усилители является «Операционные усилители для всех».

Редактировать: похоже, что TI больше не размещает PDF-версию «Операционные усилители для всех», но Google находит несколько версий, которые все еще существуют. Я не уверен в уместности ссылки на них, поэтому я не включил прямую ссылку, но этот поиск должен помочь вам начать.