Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mikrofonkapsel Signalverstärkung für uC


von Martin R. (m-joy)


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Guten Tach,


ich würde gerne das Audiosignal einer Mikrofonkapsel für den ADC Eingang 
eines Mikrocontrollers verstärken. Das Problem, das Audiosignal aus der 
Kapsel ist sehr Fragwürdig und variiert sehr stark. Spitzen von ca 50mV 
pp, aber auch 500mV von sehr nahe dran sind möglich.

Jetzt darf das Signal am ADC ja nur zwischen Vcc (ich sag mal 5V) und 0V 
liegen. Das Signal aus der Kapsel liegt aber auch unter 0V. Muss das 
Signal vorher gleichgerichtet werden ?

Außerdem ist es schwierig einen Verstärker auszuwählen, das die 
Spannungen sehr stark schwanken und 5V ja nicht überschritten werden 
darf.

Ich habe aus neugier dieses Bauteil entdeckt, TI OPA1641. Der Vorteil 
wäre eine einfache Verschaltung im vergleich zu den Verstärkerstufen die 
ich hier entdeckt habe. Es wird ebenfalls von einem RAIL-TO-RAIL OUTPUT 
gesprochen. Bedeutet das, dass ich bei 5V Eingangsspannung maximal 5V am 
Ausgang erhalten kann? das wäre ja praktisch. Aber ich bekomme trotzdem 
nicht aus meinen 50mV pp automatisch 5V? Und Gleichrichten müsste ich 
auch noch...? Oder wie kann ich mir diese Geräte vorstellen..?


Bitte um Korrekturen von meinen diversen Vermutungen :D
lg

von dolf (Gast)


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du benötigst nen aktiven gleichrichtr und ne agc.
das hier könnte ne anregung sein...
http://www.elv-downloads.de/service/manuals/LV100/LV100_KM_G_030121.pdf
mfg

von Achim S. (achims)


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Hallo
such bei ELV nach einer Lichtorgel. Dort gibt es eine Version mit 
Mikrokapsel und OPV mit Regelung und Tiefpass bei 5V zum Anschluss an 
einen Atmega. Die Schaltung ist fertig dimensioniert und erprobt. Das 
einzige was fehlt ist ein einfacher DSP. Suche auch schon danach. Falls 
du nichts findest, ich habe die Schaltung irgendwo. Muss sie bloss 
finden.
achim

von ... (Gast)


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Martin Rox schrieb:
> Bitte um Korrekturen von meinen diversen Vermutungen :D

Viel interessanter wäre erstmal, welche Information von dem 
Mikrofonsignal mit dem ADC in den µC gelangen soll (Audiodatenstrom, 
Amplitude, Frequenz, Phase ....)?
So kann man nur raten.

von Harald W. (wilhelms)


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Martin Rox schrieb:

> ich würde gerne das Audiosignal einer Mikrofonkapsel für den ADC Eingang
> eines Mikrocontrollers verstärken.

Ja, Du brauchst als erstes einen Mikrofonverstärker. Passende
Schaltungen gibts da massenhaft. Welche Du da nimmst, ist Deinem
persönlichen Geschmack überlassen. OPV-Schaltungen haben den
Vorteil, das sie mit weniger Bauteilen auskommen. Was Du weiter
mit Deinem verstärktem Signal machst, hängt davon ab, was Du mit
dem Signal machen willst. Eine Begrenzung des Signals ergibt sich
automatisch durch die Betriebsspannung. Je nach gewünschter An-
wendung könnte auch eine Pegelkompression sinnvoll sein.
Gruss
Harald

von Martin R. (m-joy)


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huuh, das hört sich ja schon alles sehr schick an. Also das sollten 
schon die Amplituden ankommen, sodass ich z.B. mit einer Fourier 
Transformation Frequenzen erkennen kann. Auf meinen RAIL-TO-RAIL 
Verstärker ist noch niemand eingegangen, vlt. hat ja jemand bereits 
Erfahrung?

Die automatische GAIN Control hört sich auch sehr gut an, leider finde 
ich da keine guten beschreibungen zu xD


Grüße

von Harald W. (wilhelms)


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Martin Rox schrieb:

> Auf meinen RAIL-TO-RAIL
> Verstärker ist noch niemand eingegangen,

Wie bereits gesagt: Es ist Geschmacksache, welchen Verstärker du nimmst.

> Die automatische GAIN Control hört sich auch sehr gut an, leider finde
> ich da keine guten beschreibungen zu

Hast Du schon mit AGC gegooglet?
Gruss
Harald

von Martin R. (m-joy)


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Die automatische GAIN Control hört sich kompliziert an ^^. Wird das auch 
als "Variable Verstärkung" bei OVP beschrieben? Und wie ist das mit der 
negativen Halbwelle am uC Eingang?

von Achim S. (achims)


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Hallo Martin
höre auf selber was zu machen. Klappt in den seltesten Fällen. Im ELV 
ist die komplette Schaltng drin mit Mikro und Anschluss zum Atmel. Ist 
mit Verstärkungregelung über FET. Habe es aufgebaut, Leiterplatte meinem 
Platz angepasst (auf Lochraster).
achim

von Georg G. (df2au)


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Wenn du eine Fourier Analyse machen möchtest, ist ein Gleichrichter 
nicht sehr sinnvoll. Du solltest auch mal nach Anti-Aliasing googeln. Je 
nach gewünschtem Dynamikbereich ist die automatische 
Verstärkungsregelung nicht ganz unproblematisch. Auch die Begrenzung 
durch den OpAmp gibt dir ganz tolle Resultate. Würfeln ist dann oft 
sinnvoller.

Wenn du dich genauer über Sinn und Zweck der Übung äußern würdest, 
könnte man dir eventuell besser helfen.

von Werner (Gast)


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Martin Rox schrieb:
> Also das sollten schon die Amplituden ankommen, sodass ich z.B. mit
> einer Fourier Transformation Frequenzen erkennen kann.

Die Amplitude nützt dir nichts, wenn du eine FFT machen möchtest, 
brauchst du das richtige Signal.
Mit negativen Signalen kann der µC nichts anfangen, d.h. das Signal muss 
passend verschoben werden, so dass sinnvollerweise der Nullpunkt des 
Mikrophonsignals bei VCC/2 des µC liegt.

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