Hallo allerseits, da mein Kleiner gerade begonnen hat Schlagzeug zu lernen, hab ich im Keller einen "Proberaum" eingerichtet, und fürs "Bühnen-Flair" eine (billige) LED-Lichtorgel beim Conrad mitgenommen. Die "Strahler" sind ok, 36 Leds, 250mA bei 6-10V (je nach Farbe), ausreichend hell. Dafür ist das Steuergerät unter jeder Sau. Nicht zuletzt deshalb, weil das offensichtlich so aufgebaut ist, dass zu einer Zeit immer nur ein Kanal aktiv ist, sonst würde das 300mA-Netzteil einbrechen. Sowas wäre ja mit einem AVR in Nullkommanix gepimt: drei kleine MOSFETs, echte PWM, stärkeres Netzteil, und ich hab jetzt schon jede Menge Ideen für kreative Lichteffekte. Nur - schön wäre natürlich wenn das Ding auch aufs Schlagzeug (und mein Bass-Gezupfe und die Gitarre vom Großen) reagieren täte. Also Mikrofon. Und damit bin ich auf Neuland und sehr sehr dünnem Eis... irgendeine Mikrofon-Kapsel würd ich grad noch finden (Electret? oder was nimmt man da?), muss aber verstärkt werden, und dann ab in den ADC, ob ich mir da dann FFT antue oder ein paar simple Digitalfilter wird sich weisen. Sobald ich das Signal im AVR habe, bin ich wieder in meiner gewohnten Umgebung (und auf tragfähigerem Eis) Also - wie verstärken? Gibts da vielleicht irgendwas empfehlenswertes fertiges, ich denke da an ein schwarzes Ding mit 6 Füßen, vorne Mikro, hinten fertig, so mit AGC und so... oder doch lieber "old school" diskret?
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Michael Reinelt schrieb: > Also - wie verstärken? Gibts da vielleicht irgendwas empfehlenswertes > fertiges, ich denke da an ein schwarzes Ding mit 6 Füßen, vorne Mikro, > hinten fertig, so mit AGC und so... Eine fertige gute Lösung kenne ich nicht, aber diskret funktioniert es so recht gut: http://www.b-kainka.de/bastel85.htm Die AGC ist sehr wichtig, eine Schaltung ohne kannst du ganz vergessen. Das Mikrofon muss trotzdem relativ nahe an der Geräuschquelle sein. Den 100kΩ unterhalb des linken OPV würde ich auf 1MΩ = 1000kΩ vergrößern um die Verstärkung auf 1000kΩ / 1kΩ = 1000 zu erhöhen. Und den 1kΩ darunter als Poti ausführen. Die AGC sollte etwas variabler sein, indem du die beiden 10kΩ unterhalb des Wortes ALC durch ein 20kΩ Poti ersetzt.
Also ich bin grad in der Entwurfsphase von einem Projekt, bei dem, auch wenn's um was ganz Anderes geht, ebenfalls ein ATmega 'Ohren' bekommen soll. Ich habe diese Mikrofonkapsel bei Reichelt gekauft: http://www.reichelt.de/MCE-100/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=11357&artnr=MCE+100&SEARCH=EMY-9765P Habe damit auch schon ein paar Tests gemacht. Beim normalen sprechen, in ca. 30 cm Abstand bekomme ich, am empfohlenen 2,2k Lastwiderstand, ca. 10mVss. Man muß also noch ganz ordentlich verstärken, um auf A/D-Wandler taugliche Pegel zu kommen. Dabei sind diese Kapseln schon recht gut, an einem dynamischen Mikrofon (Ein billiges!), messe ich nur ca. 1/10 der Spannung. Die Verstärkung muß, auf jeden Fall, in einem recht weiten Bereich, einstellbar sein. In wie weit das, bei Dir, automatisch sein muß, kann ich nicht sagen. Ob da ein händisch einzustellendes Poti reicht, oder es eine AGC sein muß, weiß ich nicht. Für eine Lichtorgel könnte ich mir auch einen Verstärker vorstellen, der sehr 'weich' in die Begrenzung geht. Wichtig ist, wenn man A/D wandeln möcht die Begrenzung der Bandbreite, nach oben, auf die Hälfte der Abtastfrequenz (Abtasttheorem!). Da ein Filter nicht beliebig steilflankig sein kann, muß die Grenzfrequenz eher niedriger angesetzt werden. Gerade bei Bastler-Aufbauten, mit hohen Verstärkungen, mogelt sich gerne mal die 50Hz Netzfrequenz, als Einstreuung, mit rein. Wenn Du die untere Grenzfrequenz höher ansetzen kannst (Vermutlich wohl eher nicht), kannst Du dir Ärger ersparen. Eine saubere Führung der (Signal-)Masse, und eine ordentliche Entkopplung der Versorgungsspannung der einzelnen Verstärker-Stufen ist Pflicht. Eine Unterscheidung von Analog- und Digital-Masse ist sinnvoll, die Massen müssen an einem Punkt miteinander verbunden werden, hier beim ATmega. Ich möchte, in den nächsten Wochen, den Analogteil (Der nur ein kleiner Teil des Projekts ist) mal aufbauen, kann dann vieleicht mehr sagen. @Alexander Schmidt: Ich bin mir nicht sicher, ob der LM358 die Verstärkung von 1000 noch schafft, bei voller Audio-Bandbreite. Da hat wohl eher die 2. Stufe (rechter OP) noch Reserven, der ist momentan nur für Verstärkung Faktor 11 beschaltet (100k / 10k), muß aber deutlich mehr Last treiben. Da die Schaltung auch eine Mikrofonkapsel mit integrierter 1. Verstärkerstufe verwendet, ist die Verstärkung vielleicht ja auch ausreichend. Mit freundlichen Grüßen - Martin
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Anton schrieb: > www.mikrocontroller.net/topic/131525 Danke, kenn ich, hat aber einen Line-Eingang. ich suche aber etwas für einen Mikrofon-Eingang. Wobei ich mir gerade überlege, ob eine AGC so klug ist. Der Schallpegel beim Schlagzeugen wird recht konstant sein, das ließe sich vermutlich gut mit einem Poti einstellen, und dafür gibt die Lichtorgel Ruhe, wenn Stille ist (und regelt nicht sinnlos die Verstärkung hoch, um dann bei jedem Rascheln zu flackern) Weiters bin ich etwas unsicher, ob FFT hier die richtige Wahl ist, immerhin werden dann ja erst wieder Bänder aufsummiert/zusammengefasst. Ein einfacher Tiefpass/Bandpass/Hochpass sollte doch reichen...
Michael Reinelt schrieb: > Wobei ich mir gerade überlege, ob eine AGC so klug ist. Du wirst es ausprobieren müssen, aber meiner Erfahrung nach ist eine AGC fast immer sinnvoll. > und dafür gibt die Lichtorgel Ruhe, wenn Stille ist (und regelt nicht > sinnlos die Verstärkung hoch, um dann bei jedem Rascheln zu flackern) Man kann den Wirkungsbereich der AGC ja einschränken. > Weiters bin ich etwas unsicher, ob FFT hier die richtige Wahl ist, > immerhin werden dann ja erst wieder Bänder aufsummiert/zusammengefasst. > Ein einfacher Tiefpass/Bandpass/Hochpass sollte doch reichen... Wahrscheinlich ist man mit einem einfach Hoch/Tiefpass schneller am Ziel. Ist auch die Frage, ob dir Programmierung oder Elektronik mehr liegt.
Alexander Schmidt schrieb: > Michael Reinelt schrieb: >> Wobei ich mir gerade überlege, ob eine AGC so klug ist. > > Du wirst es ausprobieren müssen, aber meiner Erfahrung nach ist eine AGC > fast immer sinnvoll. > > Man kann den Wirkungsbereich der AGC ja einschränken. Ja, wahrscheinlich hast du recht. Aber um den Wirkungsbereich einzuschränken, müsste ich die AGC in der Schaltung vom Kainka erstmal verstehen :-) Kann mir da jemand auf die Sprünge helfen? Die zwei Dioden sind ein klassischer Demodulator, die eine Gleichspannung proportional zur Ausgangsamplitude liefern. Die geht dann an den transistor... nur was macht der genau? Dämpfen? Zu deinen vorgeschlagenen Modifikationen: um auf eine sinnvolle Aussteuerung des ADC zu kommen, wird man wirklich die Verstärkung erhöhen müssen. ich würde aber gefühlsmäßig eher die vom zweiten OP erhöhen (der nur 10-fach verstärkt) statt die vom ersten (eh schon 100fach) sonst wirds mit dem GBW-produkt eng... > Wahrscheinlich ist man mit einem einfach Hoch/Tiefpass schneller am > Ziel. Ist auch die Frage, ob dir Programmierung oder Elektronik mehr > liegt. ich meinte auch Hoch/Tief/Bandpass in digital.
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Michael Reinelt schrieb: > Die zwei Dioden sind ein klassischer Demodulator, die eine > Gleichspannung proportional zur Ausgangsamplitude liefern. Ja. > Die geht dann an den transistor... nur was macht der genau? Dämpfen? Der schaltet immer weiter durch, je mehr Basisstrom fließt und schließt so über 2,2µF den Signalpfad gegen Masse. Dadurch die Dämpfung. > ich würde aber gefühlsmäßig eher die vom zweiten OP > erhöhen (der nur 10-fach verstärkt) statt die vom ersten (eh schon > 100fach) sonst wirds mit dem GBW-produkt eng... Dann nimm einen NE5532. Aber die Verstärkung muss vor der AGC erfolgen. > ich meinte auch Hoch/Tief/Bandpass in digital. Wie meinst du das?
Alexander Schmidt schrieb: > Der schaltet immer weiter durch, je mehr Basisstrom fließt und schließt > so über 2,2µF den Signalpfad gegen Masse. Dadurch die Dämpfung. ok, alles klar, danke! >> ich würde aber gefühlsmäßig eher die vom zweiten OP >> erhöhen (der nur 10-fach verstärkt) statt die vom ersten (eh schon >> 100fach) sonst wirds mit dem GBW-produkt eng... > > Dann nimm einen NE5532. ich mag +5V single supply haben... > Aber die Verstärkung muss vor der AGC > erfolgen. ok. Ich werd halt wieder mal mein Steckbrett bemühen, und das hinoptimieren. Wenn man die Verstärkung etwas aufteilt (statt 100x / 10x auf 200x / 20x oder so) wird da schon was sinnvolles rauskommen. So kritisch wird der Frequenzgang über 10kHz für eine Lichtorgel ohnehin nicht sein... >> ich meinte auch Hoch/Tief/Bandpass in digital. > Wie meinst du das? drei einfache IIR-Filter, u.u sogar nur zwei, weil sich der bandpass aus der Differenz berechnen lasst, danach digital "demodulieren"
ich hab eine neue Idee. Ich werd mich an der Schaltung vom Kainka anhalten, die AGC aber erst gar nicht "automatisch" im Sinne von diskret machen, sondern gleich den AVR per geglätteter PWM erledigen lassen. Schließlich hab ich ja noch ein paar ungenutzte PWM-Ausgänge :-)
Michael Reinelt schrieb: > ich hab eine neue Idee. ... Die Idee finde ich gut, da hast Du das softwaretechnisch in der Hand, da kann man experimentieren, ohne immer was umbauen zu müssen. Den Bipolartransistor als AGC finde ich nicht optimel, ich könnte mir da eher einen FET vorstellen, der doch mehr wie ein einstellbarer Widerstand wirkt. In meinem Aufbau sind Digitalpotentiometer vorgesehen, um die Verstärkung, per Controller, einstellen zu können, ist aber, für eine Lichtorgel, eher zu viel des Guten. Mit freundlichem Gruß - Martin
Martin Schlüter schrieb: > Michael Reinelt schrieb: >> ich hab eine neue Idee. ... Leider funktioniert die Idee im ersten Versuchsaufbau ganz schlecht. Sobald duty cycle groß genug wird, dass die Ube überschritten wird, macht der Transistor ziemlich voll zu, und es bleibt nix mehr vom Signal übrig. Der regelbereich dürfte so einfach viel zu klein sein. Vielleicht muss ich mich aber noch massiv mit der Auslegung spielen. > Die Idee finde ich gut, da hast Du das softwaretechnisch in der Hand, da > kann man experimentieren, ohne immer was umbauen zu müssen. Den > Bipolartransistor als AGC finde ich nicht optimel, ich könnte mir da > eher einen FET vorstellen, der doch mehr wie ein einstellbarer > Widerstand wirkt. Da müsste ich aber einen FET finden der einen schön breiten linearen bereich hat, oder? > In meinem Aufbau sind Digitalpotentiometer vorgesehen, um die > Verstärkung, per Controller, einstellen zu können, ist aber, für eine > Lichtorgel, eher zu viel des Guten. Ja, DigiPoti wär natürlich das einfachste, dann müsste man auch nciht das Singal "abwürgen) sondern könnte direkt die Verstärkung über die OP-Beschaltung steuern... Das ist aber, wie du richtig schreibst, etwas zu viel des Guten
Das mit dem FET solltest Du versuchen, da ist der Bereich eigentlich immer deutlich größer, als bei einem Bipolar-Transistor. Beim Bipolar-Transistor spielt sich das Meiste innerhalb eines 0,1 V schmalen Bereichs ab, bei einem FET hast Du da eher 0,5 - 1V Bereich. Da das Gate eines FETs sehr hochohmig ist, kannst Du den Bereich, durch eine zusätzliche Spannungsteiler-Beschaltung, auch besser anpassen. Ein weiterer Vorteil des FET ist, das sein Verhalten am Ausgang besser zu dieser Anwendung passt, er verhält sich wie ein steuerberer Widerstand, der Bipolartransistor ist da eine gesteuerte Stromquelle, was eigentlich kaum zur Veränderung einer Verstärkung taugt, da sorgen dann eher irgendwelche 'Dreckeffekte' in der umgebenden Schaltung für eine Veränderung der Verstärkung. Eine früher öfters verwendete Möglichkeit zur Verstellung der Verstärkung war, einen Fotowiderstand (LDR) zusammen mit einer LED in ein dunkles Gehäuse zu packen, und durch Bestromung der LED den Widerstandswert zu verändern. Da hat man dann wirklich einen einstellbaren Widerstand. Dein Vorhaben sollte sowohl mit MOS-FETs, als auch mit Sperrschicht-FETs realisierbar sein. (Achtung: Sperrschicht-FETS sind üblicherweise bei UGS = 0 leitfähig, und werden zugesteuert) Eine weitere Möglichkeit, die aber wohl auch zu aufwendig ist, wäre ein Analogmultiplizierer, als IC oder aus Transistoren aufgebaut. Oder man baut die ganze Verstärkerschaltung aus Transitorstufen auf, da kann man die Verstärkung über den Arbeitspunkt verändern. Der Verstellbereich ist da aber, pro Stufe, recht gering. Erst über eine größere Anzahl Stufen potenziert sich das zu einem verwendbaren Bereich. Schau Dir mal Schaltpläne alter Radio- / Fernseh-Empfänger an, da wurde das oft zur Regelung der ZF-Verstärkung gemacht. Noch eine Möglichkeit wäre, die Verstärkung der OP-Stufen über, per Analogschalter / Analogmultiplexer umschaltbare Widerstände (stufig) zu verstellen, qausi Digitalpotentiometer in grob, da kann man mit einem, gut erhältlichen 74HC4051, 'ne ganze Menge machen. Vielleicht sind das ja noch ein paar brauchbare Anregungen. Mit freundlichem Gruß - Martin
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