Die Schaltung ist in Ordnung (nicht ideal für Qualität, aber es wird funktionieren), aber es gibt ein kleines Problem, wenn Sie den Ausgang Ihrem Arduino zuführen möchten. Wie gezeigt, schwingt der Ausgang unter der Erde (dh er wird auf 0 V vorgespannt) und Ihr Arduinos-Analogeingang akzeptiert nur positive Spannungen.
Der Ausgang mit der obigen Schaltung wird ungefähr so aussehen:
Wenn Ihre Versorgung 5 V beträgt, müssen Sie den Ausgang auf 2,5 V vorspannen, um den maximalen Swing von Ihrem Eingangssignal zu erhalten.
Durch Hinzufügen eines Spannungsteilers nach dem Kondensator wird Folgendes ausgeführt:
Der Spannungsteiler besteht aus R2 und R4 und spannt den TO_ADCKnoten bei 2,5 V vor (lesen Sie "hält"), so dass der ADC-Pin den vollen Schwung des Signals sieht. Ohne sie würde der ADC nur die positive Hälfte des Signals sehen, da keine negative Stromversorgung vorhanden ist.
Die Formel für einen Spannungsteiler lautet:
Für den aus R2 und R4 gebildeten Spannungsteiler erhalten wir mit der 5-V-Versorgung:
5 V * (R4 / (R2 + R4), was entspricht:
5 V * (100 kΩ / (100 kΩ + 100 kΩ) = 5 V / 0,5 = 2,5 V in der Mitte (V out im obigen Beispieldiagramm, das der TO_ADCKnoten in unserer Schaltung ist)
Dann wird der Ausgang eher so aussehen (abhängig von der Eingangsimpedanz Ihres ADC funktioniert er möglicherweise nicht gut - dies ist das Bit, das von Radc und Cadc simuliert wird , ich werde dies in Kürze überprüfen):
Es gibt auch andere Optionen, ich werde versuchen, in Kürze eine verbesserte Schaltung zu veröffentlichen.
Okay, hier ist eine Option, die die Transistorverstärkung richtig steuert (unter Verwendung des Emitterwiderstands mit AC-Bypass) und ein Signal mit niedrigerer Impedanz ausgibt, das um ~ 2,5 V schwingt (V + ist 5 V - die Kondensatoren müssen nicht so groß wie 10 uF sein, Sie kann immer noch 100nF verwenden, wenn Sie Ihren Eingangskondensator wünschen):
Radc und Cadc
Radc und Cadc sind keine Komponenten, die Sie hinzufügen müssen (Sie können sie also ignorieren, wenn Sie die Schaltung herstellen), sondern repräsentieren die analogen Eingangs-Pin-Eigenschaften Ihres Mikrocontrollers. Einige Mikrocontroller-ADCs können recht niedrige Eingangsimpedanzen haben, die Ihr Signal laden und dämpfen können (so dass Sie im Grunde genommen einen niedrigeren Messwert als erwartet haben).
Wenn wir also simulieren, ist es gut, diese simulierte Belastung hinzuzufügen, um sicherzustellen, dass das Signal dies nicht tut zu stark betroffen sein.
Simulation (beachten Sie auch das simulierte ADC-Laden):
Wir können sehen, dass dies einen 20-mV-Eingang ziemlich gut handhabt. Wenn wir 20 mV in die ursprüngliche Schaltung eingeben (auch ohne Belastung), erhalten wir aufgrund der ungleichmäßigen Verstärkung eine gewisse Verzerrung (beachten Sie abgeflachte Kanten bei negativem Swing):
Es gibt immer noch bessere Optionen und Variationen (für die oben genannten müssen die Werte möglicherweise ein wenig angepasst werden). Eine einfache Opamp-Schaltung wäre eine, aber es hängt davon ab, wie besorgt Sie über die Klangqualität sind, ob Sie sich darum kümmern möchten. Wenn Sie mit ein wenig Verzerrung zufrieden sind, ist die erste Schaltung mit einer geeigneten Vorspannungsmethode in Ordnung.
