Устранение дрейфа постоянного тока в смещении аудиосигнала со смещением постоянного тока

Я пытаюсь прочитать аудиосигнал с телефона Android в качестве последовательного входа в MSP430G2553 , адаптируя этот дизайн для использования встроенного модуля компаратора MSP430 вместо LM324. Код Android для создания прямоугольной волны из аудиоразъема доступен здесь . Выход представляет собой довольно шумную прямоугольную волну, которая преобразуется компаратором в цифровой сигнал логического уровня. Я снимаю для сигнала 4800 бод к UART. Частота дискретизации звука в коде Android установлена ​​на 41 кГц.

В моем случае положительный вход компаратора — это внутренний прецизионный источник опорного напряжения (0,5*VCC) вместо внешнего потенциометра. Я применил смещение постоянного тока к аудиосигналу, чтобы отцентрировать его вокруг отметки 0,5 * VCC перед переходом на отрицательный вход компаратора на P1.5 (CA5). Сеть "AUDIO" - это CA5 на MSP430. C1 - танталовый конденсатор по какой-то причине, кроме того, что он был у меня под рукой.Цепь смещения постоянного тока

У меня возникают проблемы с дрейфом постоянного тока в начале каждого сигнала, из-за которых компаратор не отключается должным образом в начале сигнала:дрейф постоянного тока прямоугольной формы

Увеличив начало входного сигнала компаратора (теперь на осциллографе CH2), вы можете увидеть нежелательное быстрое включение выхода компаратора на канале CH1:

переключение компаратора

Я попытался увеличить значение C1 до 0,47 мкФ, но для разрядки требуется неприемлемо много времени (я забыл сохранить график этого с C1 = 0,1 мкФ, но он был короче) в конце сигнала:длительный разряд конденсатора

Я подозреваю, что переключение компаратора можно было бы частично исправить, настроив компаратор в качестве триггера Шмитта, но я не уверен, что это будет работать для первых нескольких битов сигнала с постоянным дрейфом. Что мне нужно изменить, чтобы избавиться от дрейфа постоянного тока без длительного разряда конденсатора в конце сигнала?

Редактировать: вот как выглядит необработанный вход (левая сторона C1, осциллограф CH1) по сравнению со смещенным сигналом на CH2. Смещенный выход немного больше поднимается по ходу сигнала.несмещенный ввод и смещенный вывод

Ответы (2)

Похоже, что отклонение постоянного тока вызвано выходом телефона Android, который переключается с 0 В, когда сигнал выключен, на некоторую смесь 0 В и некоторого отрицательного напряжения, когда сигнал включен. Таким образом, среднее значение при включенном сигнале представляет собой отрицательное напряжение (примерно половину пикового напряжения), которое представляет собой смещение постоянного тока от значения отсутствия сигнала.

Если вы можете изменить выход телефона Android, попробуйте сделать сигнал симметричным (например, биты выключены при -1 В, биты при 1 В), что удалит это смещение.

Похоже, у вас есть дополнительная проблема, заключающаяся в том, что ваша сеть смещения устанавливает точку постоянного тока выхода андроида на то же (Vcc/2), что и другой вход компаратора; таким образом, шум вызывает нежелательные переходы. Глядя на свою первую трассировку прицела, обратите внимание, что если бы порог компаратора вместо этого был установлен на значение более толстой горизонтальной линии сетки по центру экрана (0V?), Он бы обнаруживал каждый переход без необходимости изменять код Android или использовать триггер Шмитта.

Общая амплитуда зависит от громкости воспроизведения мультимедиа Android, позвольте мне покопаться в коде и посмотреть, что я могу понять с точки зрения его центрирования таким образом.
Бинго, есть байтовые переменные для высокого и низкого логического уровня. Конечно же, они были установлены на -128 и 16. Я сохранил тот же диапазон 144 и отцентрировал его, получая теперь хорошие данные.

Это не отклонение по постоянному току, это просто связь по переменному току сигнала, который имеет содержание постоянного тока. Есть три распространенных решения этой проблемы:

(1) снимите муфту переменного тока. Это может быть невозможно; Android может иметь собственную связь по переменному току. Вы можете проверить это, заглянув перед соединительной крышкой C1. Если ваши трассировки области не инвертированы, если вы видите DC в режиме ожидания, вы можете сделать это.

Затем вам нужно как-то заменить смещение постоянного тока ... самый простой способ - подключить нижнюю часть R2 к аудиоразъему (левая сторона C1), а не к земле, полностью удалив C1.

Ваша последняя фотография показывает, что эта опция не работает; ваш входной сигнал также связан по переменному току с большей постоянной времени. Итак, двигаемся дальше:

2) «Восстановитель постоянного тока» (также известный как диодный зажим во времена аналогового телевидения). Вам нужно опорное напряжение 1,65 В минус падение на диоде и диод от «Аудио» к этому эталону. Когда сигнал становится положительным, диод проводит, ограничивая его, чтобы предотвратить дрейф. Отрицательные пики остаются близкими к 0 В. Подробности оставлены в качестве упражнения...

3) Способ проектирования каналов связи: устраните постоянную составляющую сигнала, чтобы вы могли без проблем соединить ее по переменному току. Есть множество способов сделать это - вики-манчестерское кодирование для одного, код 8B10B для другого. Основная идея состоит в том, что и 0, и 1 представлены прямоугольными волнами (скажем, разного периода), и сигнал никогда не останавливается ни на одной из направляющих в течение любого промежутка времени. Если хотите, я расскажу подробнее о простой схеме.

Преимущество сигнала без постоянного тока и связи по переменному току заключается в том, что компаратор настроен на локальную точку «0 В» (например, ваш источник питания / 2) и работает независимо от амплитуды сигнала (длина кабеля, настройка громкости Android).

Устранение дрейфа постоянного тока в смещении аудиосигнала со смещением постоянного тока
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v