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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Audiosignalanzeige mit ATTINY26 AD-Wandler


Autor: Erik (Gast)
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Hallo ihr Wissenden.

Nachdem mir hier schon oft geholfen wurde, versuche ich mal wieder mein
Glück.
Ich möchte mit Hilfe des AD-Wandlers des ATTINY26 eine optische Anzeige
eines Audiosignales realisieren, so wie man es von Verstärkern kennt.
D.h. z.B. Signal leise keine LED an, lauter 1-2 LEDs an, usw. bis ganz
laut alle LEDs an.
Die Ansteuerung der LEDs und des Wandlers werde ich hinbekommen, nur
habe ich keine Ahnung wie ich das "Audio-Signal" an den ATTINY
anschließen bzw. messen soll (Schaltungstechnisch) und zwar so, dass es
nicht verzerrt wird. Ich will es ja schließlich noch an einen
Lautsprecher bzw. Verstärker weitergeben können.

Deshalb frage ich hier die Experten:
Hat vielleicht schon jemand eine solche Schaltung bzw. kann mir sagen
wo ich so etwas finde. Google gab nichts großartiges her.

Schonmal vielen Dank im Voraus.

Grüße und macht weiter so,
Erik

Autor: Sabine (Gast)
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@Erik

signal mit 1N4148 gleichrichten, mit einem Elko ca 1µF spannung etwas
glätten, und mit ADC des AVR weiterverarbeiten.

Autor: Erik (Gast)
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@Sabine

Das klingt ja schon mal nicht schlecht.
Wären bei dieser Methode allerdings nicht Signalverzerrungen vor der
Schaltung ("Rückkopplungen") durch die Glättung zu erwarten?
Kann es mir passieren, dass das Signal über die AD-Wandler
verträglichen 5V steigt und falls ja, wie umgehe ich dieses Problem?

Gruß, Erik

Autor: Sabine (Gast)
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@ Erik

willst du das ganze an den Ausgang der NF-Endstufe anschließen ?
....damit die Spannung einen (bestimmten) Wert nicht überschreitet
kannst du mit Zener-Dioden arbeiten, ...

Autor: Erik (Gast)
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@Sabine

Was wäre denn besser?
Prinzipiell habe ich beide Möglichkeiten.
Beim Anschluss zwischen Quelle und Verstärker habe ich aber Angst vor
Verzerrungen, wenn ich deine vorgeschlagene Schaltung parallel dazu
schalte. Ich würde diese Verzerrungen (wenns welche gibt) dann ja noch
durch den nachfolgenden Verstärker verstärken.
Beim Anschluss am Verstärkerausgang werde ich aber mit Sicherheit
Pegelprobleme bekommen.

Was also tun?

Autor: Sabine (Gast)
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@Erik

oder du nutzt zur Begrenzung des Signals mehrere, in Flussrichtung
gepolte Dioden. Spannungsabfall pro Diode 0,7V.....
bei 3 Dioden wäre das Signalmaximum bei 3 * 0,7V =2,1V
natürlich kannst Du auch noch mehr Dioden verwenden.

Siehe Anhang...

Autor: Erik (Gast)
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@Sabine
Ich glaube ich werde es mit Z-Diode versuchen (siehe Anhang).
Ist die Schaltung soweit ok?
Bist du dir sicher, dass das Signal,wenn es in den Verstärker kommt
(also am Verstärkereingang) noch "ok" ist?

Schonmal vielen Dank für die schnelle Hilfe und Mühe!

Autor: EZ81__ (Gast)
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So wie abgebildet wird das mit haushaltsüblichen Audioquellen seltsam
klingen (außerdem fehlt der Entladewiderstand für den C).
Spendier lieber einen OP zur Entkoppelung, oder gleich einen
Aktivgleichrichter mit Opamps (dazu steht z.B im LM3914 Datenblatt
einiges).
Andere Möglichkeit: AD-Eingang mit (großen) Widerständen auf 1/2 U_ref
legen und das Audiosignal mit einem Kondensator einkoppeln, dann muss
die Gleichrichtung halt im Programm passieren. Die Spannungsbegrenzung
am Eingang kannst Du auch den Dioden im Eingang des uC überlassen und
musst nur mit einem passenden Vorwiderstand den Strom durch selbige
begrenzen.

Autor: Sabine (Gast)
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@Erik
um sicherzugehen, das durch die ohmsche (und kapazitive) Last
keine Verzerrungen entstehen, würde ich die folgende
Schaltung einsetzen.....
..ist gerade eben aus dem Handgelenk geschüttelt - siehe Anhang.

Gruß, Sabine

Autor: ??? (Gast)
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Also wenn man mit z-Dioden direkt an eine verbindung von z.B.

Mixer ------o------Verstärker
            |
        Pegelanzeige

geht, wird das Signal natürlich auch am Verstärker begrenzt.
Also kommt vor der Pegelanzeige ein Spannungasteiler und eine kleine
Verstärkerstufe. Da die Anzeige sich nur mit ca. 0,1Hz ändern soll ist
das im einfachsten Fall ein einzelner Transistor und ein RC-Tiefpass.
Weiter dann wie oben beschrieben.
...achso natürlich für jeden Stereokanal einzeln oder als Summensignal


>-RRRR---+
         |
>-RRRR---o---->
         |
         R
         R
         |
>--------o---->

Autor: Erik (Gast)
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Hey Erik!
Entlich mal ein Namensverwandter :)
Ich würde zuerst das Audiosignal durch einen nicht invertierenden OP
mit Vu=1 schicken (Impedanzwandlung). Somit belastest du das Signal
nicht. Zum Überspannungsschutz: Zwingend einen Vorwiderstand für die
Z-Diode, sonst geht etwas in den Halbleiterhimmel.
Welchen Frequenzbereich möchtest du denn anzeigen? Am einfachsten du
filterst mittels Bandpass bevors an den ADC geht. Frequenzbereich musst
du probieren/wissen?
Du kannst das ganze auch digital mittels FFT berechnen, ich finde das
aber ganz schön heftig, übersteigt meinen math. Bildungsstand.
Siehe http://www.mikrocontroller.net/forum/read-10-139739.html#new

Autor: Sabine (Gast)
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@Erik

es ist doch schon ein wenig spät....natürlich benötigt die von mir
vorgeschlagene Schaltung auch einen Entladewiderstand.

Gruß, Sabine

Autor: Erik (Gast)
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*.eps, womit kann men das öffnen?
(Der andere, nicht Thread-Öffner Erik)

Autor: Erik (Gast)
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@Erik from Erik ;-)
Ja den Namen findet man nicht so oft :-)
EPS ist ein Postscriptabkömmling. Du kannst dir die Datei z.B. mit
Ghostview anzeigen lassen. Acrobat kanns scheinbar leider nicht.

Dein Vorschlag klingt gut.
Hast du vielleicht schon eine Schaltung oder so?

@Sabine
Werde mir die Schaltung gleich mal ansehen.

Autor: Sabine (Gast)
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....mit einem postscript-viewer z.B.

Autor: Erik (Gast)
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@Erik
Habe Sabines Datei mal konvertiert und als JPG angehängt.
Gruß, Erik

Autor: Erik (Gast)
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@Sabine
Danke schonmal! Die Anpassung mit dem Poti finde ich gut.
Welche Werte sollte ich für die einzelnen Bauteile so vorsehen?
Kenne mich in der Audio- bzw. Analogelektronik leider nicht so gut
aus.
Bin eher ein Digitalmann. Deshalb bitte etwas Verständnis für die
vielen analogen Fragen :-)

Autor: Erik (Gast)
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Könnte vielleicht jemand die obige Schaltung gegenchecken?
Ich wollte diese nämlich mal aufbauen...

Danke, Erik

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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kann man so machen. die drei Dioden als "Signalbegrenzung" kannst Du
getrost weglassen.
Wie hoch würdest Du die Signalamplitude an dieser Stelle in der
Schaltung selbst schätzen?

Autor: Rahul (Gast)
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@Axel: Sehe ich es richtig, dass da ca. 1,4V weniger drauf sind?
Ube(Q1) und D4... schliesslich ist Q1 als Emitterfolger geschaltet
(Stromverstärkung hoch, Spannungsverstärkung = 1)

Autor: Kai Markus Tegtmeier (Gast)
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Bei geringen Signalamplituden könnte es IMHO mit der Kennlinie
der Dioden Probleme geben. Für eine ganz grobe Schätzung mag
die Schaltung reichen. Für genauere Werte würde ich eine halbwegs
saubere Gleichrichtung empfehlen. Bei dieser Schaltung gibt es
auch keine Probleme mit der Diodenkennlinie:

Wurde zwar schon häufiger gepostet, aber kann ja als Anregung
nicht schaden:

http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/1475...

Links Eingang, rechts Ausgang...

Greetz
kmt

Autor: Erik (Gast)
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Das Signal welches ich verarbeiten will kommt von einer Soundkarte. Ich
denke also, dass die Signalbegrenzung nicht zwangsweise nötig ist.

@Kai Markus Tegtmeier
Leider habe ich keine -15V sondern "nur" +5V, +6V, oder +12V in der
Schaltung.

Da ich das Signal ja parallel noch auf nen Verstärker gebe, will ich
möglichst wenig Verzerrungen bzw. Belastungen. Was haltet ihr
diesbezüglich von folgender Schaltung, die ich gefunden habe:
http://mitglied.lycos.de/bk4/AVRvu.htm
Was mir daran ganz gut gefällt ist die Anpassbarkeit über die Potis.
Ist die brauchbar?

Danke und Grüße, Erik

Autor: Kai Markus Tegtmeier (Gast)
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-15V sind nicht unbedingt nötig. Eine symmetrische Versorgungsspannung
mit +/- 5V würde ausreichen. Die negative Hilfsspannung läßt sich
leicht durch entsprechende Regler aus der +5V-Versorgungsspannung
gewinnen.

Greetz
kmt

Autor: TravelRec. (Gast)
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So habe ich´s gemacht: OpAmp mit Rail-To-Rail Charakteristik, der an 5V
läuft, kaufen und beiliegende Schaltung aufbauen. Der Tiny26 wird dann
in Differenzspannungsmessung über zwei A/D-Eingänge betrieben und somit
kann man die Gleichrichtung per Software machen. Sowohl negative, als
auch positiver Werte, die von "000" abweichen, kann man auswerten und
somit eine Vollwellengleichrichtung programmieren. Über die externen Rs
und Cs kann man die Verstärkung und Anstiegsgeschwindigkeit anpassen,
während im Prozessor die Anzeigecharakteristik (schnell, langsam,
Peak-Hold) programmiert werden kann. Eine Anzeige auf einem LCD stellt
somit auch kein Problem dar. Für Stereo-Betrieb baut man die Schaltung
mit Doppel-OV und nutzt einen weiteren A/D-Eingang zur Differenzmessung
(also insgesamt 3, links-rechts und Bezugspotential Ub/2).
Frohe Ostern und viel Spaß beim Basteln!

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ach ja, im Eingang sollte noch ein Folienkondensator von 1µF
eingeschleift werden, falls noch kein Kondensator im Signalpfad liegt,
der Gleichspannnungen vom Operationsverstärker fernhält. Ein
zusätzlicher Serienwiderstand von 10k und dahinter je eine Schutzdiode
1N4148 in Sperrichtung zu jeder Versorgungsleitung (5V und Masse) vor
der Gesamtschaltung ergeben einen wirksamen Überspannungsschutz.

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