Усиленный сигнал микрофона выводится на вход АЦП. Как я могу устранить смещение постоянного тока?

Я делаю простой шумомер. Я стараюсь быть точным. Я использую опорное напряжение АЦП (2048), поэтому вычисление среднеквадратичного значения может быть проще.

Могу ли я использовать это опорное напряжение, чтобы установить напряжение смещения равным (Vref/2) и измерить этот сигнал с помощью дифференциального измерения, чтобы исключить показания формы смещения постоянного тока?

Я должен использовать питание от батареи, а 3V3 от регулятора напряжения. Весь модуль питается от 3,3 вольта, включая микроконтроллер ATxmega. Я использую электретный конденсаторный микрофон. Я не хочу использовать питание с двойной полярностью, если в этом нет необходимости.

два вопроса: 1. почему микрофон вообще должен быть подключен к питанию 3V3? это конденсаторный микрофон? 2. рассчитана ли вся схема, включая АЦП, на однополярное питание? если это так, АЦП захочет, чтобы входное напряжение покоя составляло примерно 1/2 от AREF.
если это конденсаторный микрофон, я думаю, что это лучшая простая схема для усилителя с однополярным питанием . все остальные схемы, которые я вижу, представляют собой инвертирующие схемы операционных усилителей, которые создают большую токовую нагрузку на конденсаторный микрофон. Я думаю, что неинвертирующая схема лучше.
нет, может быть, эта схема инвертирующего операционного усилителя является лучшей простой схемой.

Ответы (4)

Предполагая, что вы не можете измерить отрицательное напряжение, ваша схема хороша. Вы должны компенсировать в своем программном обеспечении смещение постоянного тока.

Компенсация так же проста, как вычитание смещения; вы можете реализовать процедуру калибровки или использовать долгосрочное среднее значение входных значений, чтобы скорректировать это смещение. Преимущество последнего состоит в том, что он полностью автоматический и компенсирует дрейф.

JvO правильно. вот отличная статья о том, как это сделать, частично основанная на моем старом посте comp.dsp . по сути, это фильтр верхних частот, но есть проблемы с предельным циклом, о которых следует беспокоиться, если вы делаете это с небольшими словами с фиксированной точкой (например, 16-битными).
Без обратной связи напряжение на инвертирующем входе будет отрицательным, что может не понравиться операционному усилителю. Не создает ли это проблем, когда присутствует обратная связь?
@ Майк, я думаю, что схема в том виде, в котором она есть, будет иметь одинаковое напряжение между входными клеммами + и - . вот что делает отрицательная обратная связь в схеме операционного усилителя.

Могу ли я использовать это опорное напряжение, чтобы установить напряжение смещения равным (Vref/2) и измерить этот сигнал с помощью дифференциального измерения, чтобы исключить показания формы смещения постоянного тока?

Предполагая, что ваш сигнал в АЦП НЕ ДОЛЖЕН опускаться ниже входа ADC_NEG, это не сработает.

Предполагая, что это довольно обычный АЦП с псевдодифференциальным входом, подключите ADC_NEG к земле. Это заставит ADC_POS быть постоянным током средней шкалы на входе АЦП.

Если сомневаетесь, скачайте LTSpice и смоделируйте его.

Хорошо. Я тестировал это на LTSpice, и вы правы. Поэтому я не могу удалить смещение (Vref/2) перед чтением сигнала. Верно? Я должен компенсировать смещение путем вычитания напряжения смещения постоянного тока в двоичном представлении.
Правильно, вы должны удалить смещение в коде.

Используйте неинвертирующий усилитель. R2 и R3 подают смещение Vref. Если вы хотите усилить сигнал, эта топология имеет то преимущество, что коэффициент усиления по постоянному току равен 1, потому что C2 блокирует постоянный ток. Поэтому Vos (входное напряжение смещения) операционного усилителя не будет усиливаться.

Эта топология работает только в том случае, если ваш коэффициент усиления больше или равен 1. Чтобы реализовать меньший коэффициент усиления, вы можете использовать R4 для ослабления входного сигнала, потому что R4 в основном образует делитель напряжения с R2 || Р3.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Хорошо. Можете ли вы помочь мне применить фильтры для звуковых частот? Как я могу применить фильтр низких и высоких частот к этой схеме?
В основном все компоненты для LP и HP есть. C1,R2,R3,R4 (и R1) образуют HP. Р5. Р6. C2 тоже формирует HP. R5, R6, C3 образуют LP.

Почему бы вообще не отказаться от встроенного конденсатора? Вы можете использовать DC_bias JFET и обрезать его с помощью дифференциального действия в opa до вашего целевого значения? Внимание: скорее всего, потребуется операционный усилитель RRIO, если вы хотите подключить по постоянному току. Вы также можете поместить весь JFET в NFB-Loop OPA, если у вас есть доступ к воротам JFET - вы также можете обрезать постоянный ток стандартными методами до вашего целевого значения. Если вам нужно усиление, математика может немного усложниться — если буферизации достаточно, вычисления становятся довольно простыми.

Усиленный сигнал микрофона выводится на вход АЦП. Как я могу устранить смещение постоянного тока?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v