Как усилить электретный микрофон в диапазоне 0-5В со смещением 2,5В?

На самом деле схема, которую вы получили после нескольких настроек, была бы довольно хорошей, хотя я не искал конкретный операционный усилитель, чтобы увидеть, подходит ли он для этого использования.

Первое изменение, которое я бы сделал, это поставить колпачок на землю на входной линии + к операционным усилителям. Так как импеданс равен 5 кОм, 1 мкФ даст вам спад в 32 Гц, и это нормально, поскольку мы пытаемся только предотвратить попадание шума источника питания в усилитель.

Входной конденсатор емкостью 220 нФ должен быть немного выше. Как и сейчас, он будет формировать фильтр нижних частот с последовательно включенным резистором 4,7 кОм со спадом 155 Гц. Это немного скудно, хотя, возможно, ваш микрофон не поддерживает более низкие частоты. Тем не менее, я бы сделал его как минимум в два раза больше, но, скорее всего, использовал бы конденсатор 1 мкФ. Однако убедитесь, что вы не используете титанат бария или подобную керамику, потому что они обладают микрофонным эффектом. Достаточно просто поставить две крышки, которые у вас уже есть, параллельно.

Ваш коэффициент усиления по напряжению всего 100. Возможно, вам нужно больше, чтобы получить 5 Vpp от электретного микрофона. С этим коэффициентом усиления вам нужно 50 мВ пик-пик от микрофона, что звучит немного высоко. Может быть, у вас все в порядке, если вы будете использовать АЦП с достаточно высоким разрешением, чтобы большую часть времени сигнал мог использовать только часть диапазона, но вы хотите, чтобы накладные расходы были в резерве для коротких, но громких звуков.

Выходной конденсатор 1 мкФ позволяет плавать Vout на любом желаемом уровне. Поскольку вам нужно 2,5 В, плавайте на этом. Простой способ сделать это — подключить его к делителю напряжения от источника питания 5 В. Два резистора по 100 кОм прекрасно справятся с этой задачей.

Электретный микрофон работает на основе переменного конденсатора, образованного очень тонким листом поляризованного изолятора, который движется вместе со звуковым давлением. Создаваемое изменяющееся напряжение буферизуется внутренним полевым транзистором, поэтому для его работы требуется внешний источник питания. Вот почему вы должны добавить внешний резистор.

Размер внешнего резистора и напряжение, от которого он питается, будут определять ток через полевой транзистор, а его размер будет определять изменение выходного напряжения при изменении тока. Слишком маленькое значение уменьшит вывод. Обычно мА или около того является разумным током. Ваш 4K7 — разумный выбор, но вы всегда можете попробовать 10K, чтобы получить больше выходных данных.

Электрет должен быть развязан (отделение постоянного тока от переменного), что вы сделали с конденсатором 0,22 мкФ. Я бы постарался не использовать здесь дешевую дисковую керамику. Вы будете удивлены, насколько хорошим (или плохим) микрофоном они могут быть. Вы также можете добавить конденсатор к нижнему резистору 10 кОм вашего делителя потенциала (скажем, 10 мкФ), так как любое изменение (шум) напряжения в этой точке будет усиливаться вместе с выходным сигналом микрофона. Ваш двухкаскадный (x10) ---- (x10) — хорошая идея, так как он обеспечит лучшую полосу пропускания, чем одиночный (x100) усилитель.

Если вы используете модулятор (например, FM- или AM-радио), я бы рассмотрел возможность изменения 1-й ступени вашего усилителя, чтобы включить AGC (автоматическая регулировка усиления), чтобы предотвратить перемодуляцию и по-прежнему иметь возможность прилично модулировать тихие звуки: -

Вот где я это нашел - прокрутите вниз мимо объявления.

Это кажется довольно простой конструкцией и предназначено для модулятора. Вставьте его вместо первого операционного усилителя в вашей схеме; R1 в этой схеме подключается после 0,22 мкФ в вашей схеме. «Выход» этой схемы соединяется со вторым 4k7 вашей схемы. Вы также можете рассмотреть возможность уменьшения усиления вашего второго операционного усилителя на случай, если приведенная выше схема перегружает ваш второй операционный усилитель в искажения.

Вот также ссылка на другой микрофонный усилитель Agc и модулятор FM.

Рассмотрим эту схему ниже.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

1. В устойчивом состоянии электретный микрофон имеет сопротивление около 1 кОм, что дает нам 0,4545 вольт с подтяжкой 10 кОм.
2. Операционный усилитель в этой конфигурации работает как инвертирующий усилитель с 2,5 В в качестве виртуальной земли. Инвертирующий вход будет иметь то же напряжение, что и неинвертирующий, что равно 2,5 В.
3. В установившемся режиме связь будет заряжаться, и связанный вход будет колебаться около 2,5 В инвертирующего входа.
4. Коэффициент усиления этой цепи равен -R5/R4.