Ich möchte einfach den allgemeinen Schallpegel von einem Elektretmikrofon ablesen. Ich habe eine Reihe von Schaltplänen mit NPN-Transistoren gesehen, die einen invertierten Ausgang liefern (~ 5 V im leisen Zustand, ~ 0 V im lauten, linearen Betrieb dazwischen).

Hier ist ein Beispiel:

Ich möchte jedoch einen nicht invertierten Ausgang (linearer Betrieb, super leiser Eingang ergibt ~ 0V, super lauter Eingang ergibt ~ 5V). Mir ist klar, dass ich dies in der Software leicht korrigieren könnte, aber es scheint mir in gewisser Weise rückständig zu sein und ich kann keine Beispiele für einen nicht invertierenden Ausgang mit einem PNP-Transistor finden.

Gibt es einen Grund dafür, der nicht ungewöhnlich ist? Wenn es möglich ist, könnte jemand ein Schema eines Elektretmikrofons und eines PNP-Transistors bereitstellen, die im leisen Zustand ~ 0 V und im lauten Zustand ~ 5 V liefern?

Gibt es einen Grund, warum dies so ungewöhnlich oder unerwünscht ist? NPNs scheinen viel häufiger verwendet zu werden als PNPs. Warum ist das so?

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Es scheint, dass ich ziemlich verwirrt war, was ich als Ausgabe vom NPN-Vorverstärker erhalten würde, der 0 V für Stille und +/- Vin / 2 wäre. Hier ist, was ich stattdessen möchte:

0 V im leisen Zustand, ~ 2,5 V bei mittleren Schallpegeln, ~ 5 V bei maximalen Schallpegeln. Dies könnte vom ADC ohne großen Aufwand leicht in den Schallpegel eingelesen werden. Ich kann dem Analogkomparator jedoch keine Spannungen <0 V oder> 5 V zuführen. Es sieht so aus, als ob ich das Obige mit einem Hüllkurvendetektor haben möchte, aber das würde mich nur von 0V auf 2,5V bringen. Wie kann ich die vollen 0V bis 5V variieren, wobei 0V "leise" und 5V "laut" sind, wobei alles dazwischen linear ist?

Soweit ich verstanden habe, versuchen Sie, eine Art Schallpegeldetektor zu entwickeln, mit dem Sie erkennen können, ob ein Ton mit einer bestimmten Lautstärke vorliegt oder nicht. Sie können dies mit geringfügigen Änderungen an Ihrem Schaltplan tun. Aber vorher sollten Sie die Schaltung verstehen.

Lassen Sie uns diesen Kreislauf aufbrechen. Zunächst der Teil mit dem Mikrofon.

R1 dient zur Versorgung des vom Mikrofon benötigten Stroms und wird als Vorspannung des Mikrofons bezeichnet. Ein Mikrofon erzeugt eine Wechselspannung, die manchmal negativ und manchmal positiv ist und sich die meiste Zeit ändert. Denken Sie an eine Sinuswelle . Aber denken Sie daran, wir hatten eine gewisse Vorspannung, die eine Gleichspannung ist. Wir müssen das herausnehmen und dem Verstärker nur die Wechselspannung geben. Mit einem einfachen Einzelkondensator ist dies ganz einfach. Ein Kondensator lässt den Gleichstrom nicht durch, aber lässt den Wechselstrom leicht durch. Wir haben den Gleichstromanteil der Spannung am Elektretmikrofon blockiert.

Schauen wir uns nun den Verstärker selbst an. Stellen Sie sich vor, es gibt nichts anderes als das folgende Schema:

In dieser Konfiguration ist der Transistor so vorgespannt, dass er sich im linearen Bereich befindet. Es ist kurz davor, ein- oder ausgeschaltet zu werden, aber es ist keines davon. Wenn es vollständig eingeschaltet wäre, wäre es gesättigt. Wenn es vollständig ausgeschaltet wäre, würde es überhaupt nicht leiten. Aber es ist in der Mitte, die als lineare Region bezeichnet wird.

Wenn es so konfiguriert ist und Sie die Basis berühren (nicht wörtlich), wodurch eine kleine Änderung entsteht, ändert sich die Ausgabe stark. Dies nennt man Verstärkung. Sie können Google um detailliertere Informationen bitten.

Was ist, wenn wir die beiden oben genannten Schaltkreise kombinieren? Ein vorgespanntes Elektretmikrofon mit einem Kondensator gibt kleine Änderungen in Bezug auf den Klang aus. Der Transistor verstärkt diese kleinen Änderungen, damit sie leicht angezeigt werden können:

Beachten Sie, dass ich C1 in 1uF geändert habe. Sie können Werte bis zu 100 uF verwenden. Sie benötigen wahrscheinlich Elektrolytkondensatoren. Beachten Sie auch, dass kein Ausgangskondensator mehr vorhanden ist. Dies bedeutet, dass Sie je nach Schallpegel eine Ausgangsspannung zwischen 0 und 5 V haben. Wenn Sie ein Oszilloskop haben, zeigen Sie die Wellenform am Ausgang an. Wenn Sie dies nicht tun, versuchen Sie, eine LED anzuzünden, wenn der analoge Messwert höher als beispielsweise 750 ist. Experimentieren Sie mit anderen Werten als 750 und melden Sie mir die Ergebnisse.

Der Verstärker der gemeinsamen Emitterklasse A invertiert immer, selbst wenn Sie ein PNP verwenden. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Sie die Polarität der Stromversorgung invertieren. Wenn Sie einen Audio-Transformator anstelle eines Kondensators verwenden, können Sie die Signalphase nach Belieben ändern. Aber es wird wahrscheinlich mehr kosten als zwei BJT. Um Ihre letzte Frage trotzdem zu lösen, müssen Sie den Ausgang gleichrichten (auch mit einer einzelnen Diode) und das Ergebnis an eine Last anlegen (ein Widerstand wäre in Ordnung) und diesen dem Arduino-Analogeingang zuführen. Es gibt keinen Grund, das Signal überhaupt zu invertieren.

Dieser Verstärker invertiert das Signal, aber Sie sollten sich nicht um ein Audiosignal kümmern. Was Sie am Ausgang haben, ist Wechselstrom, ein Kondensator blockiert Gleichstrom. Sie können also nicht ~ 0 V für leises Rauschen und ~ 5 V für lautes Rauschen sagen. Wenn Sie einen Schallpegelsensor wünschen, können Sie auf einfache Weise nach der Ausgangskappe eine Schaltung hinzufügen, die als "Demodulator" oder "Spitzendetektor" bezeichnet wird und leicht um eine Diode und einige passive Komponenten implementiert werden kann.

Invertieren Sie den Ausgang einfach ein zweites Mal mit einem 2-Stufen-Verstärker. ( Weitere Informationen zur zweistufigen und nicht invertierenden Transistorverstärkung finden Sie auf dieser Seite. Sehr aufschlussreich. )

Dieselben Wertwiderstände und Kondensatoren, derselbe 2n3094-Transistor, der zum Ausgang Ihres vorhandenen Schaltplans hinzugefügt wird, würden eine zweite Inversion liefern.

_{Aber jemand korrigiert mich, wenn ich falsch liege, aber Ihr Schaltplan zeigt einen einfachen vorgespannten Verstärker, sodass Sie wirklich 2,5 V als leisen Bereich haben und die Wellenform mit mehr Klang größer wird? Sie haben eine Spitze von Spitze von ± 2,5 V. Sie hätten 1V / 3V als mittlere Lautstärke.}