Какой усилитель мне нужен для преобразования дифференциального звука в несимметричный?

Это продолжение моего предыдущего вопроса: для моего проекта, связанного с Amazon Echo, я понял, что динамики в Echo управляются дифференциальным усилителем, а не однотактным.

То, что я пытаюсь сделать, это сэмплировать звук из динамиков твитера и сабвуфера в микроконтроллер ESP32 для музыкально-реактивного светодиодного проекта. Причина, по которой я считаю, что мне нужно преобразовать сигнал в несимметричный, заключается в том, что сигнал должен быть привязан к GND, чтобы АЦП на ESP32 мог правильно считывать сигнал.

Любая помощь или дополнительная информация были бы замечательными.

Ответы (2)

Просто используйте сигнал с одного провода динамика. Если усилитель имеет одну полярность питания, то этот сигнал уже будет иметь некоторый постоянный ток (половина напряжения питания), и он никогда не опустится ниже 0 В постоянного тока.

Вероятно, самый простой ответ, и он может сработать. Однако он не очень гибкий и имеет некоторые недостатки. И амплитуда сигнала, и среднее значение постоянного тока должны соответствовать входу АЦП, и этот подход не позволяет их изменить. Кроме того, он будет иметь относительно низкую помехоустойчивость — шум питания может преобразовываться в синфазный шум на выходе дифференциального усилителя, но использование только одного входа суммирует этот шум непосредственно с сигналом, а не отбрасывает его, беря разницу. Также может потребоваться решить проблему асимметричной загрузки выхода усилителя (фиктивная нагрузка на другой выход).

В идеале вы хотите использовать весь входной диапазон АЦП, что максимизирует динамический диапазон вашего цифрового выхода. Для этого вам нужно будет сделать две вещи:

  1. Сдвиг уровня несимметричного сигнала так, чтобы его среднее значение находилось в середине диапазона полной шкалы АЦП или Vfs/2.
  2. Измените коэффициент усиления сигнала так, чтобы значение размаха было немного меньше полного напряжения АЦП, Vfs. (Почему чуть меньше? Чтобы не было насыщения, вызывающего нелинейность, что неприемлемо для аудиоприложений.)

Репрезентативной схемой для достижения этой цели является полностью дифференциальный операционный усилитель с резистивной обратной связью.

введите описание изображения здесь

Усиление задается отношением сопротивления обратной связи к входным резисторам (здесь усиление показано как 2), а выходное смещение задается опорным сигналом с низким импедансом Vfs/2. Возможно, вам придется компенсировать петлю.