Hallo :) Ich benötige eine Schaltung um das Ausgangssignal eines Mikrofons mit einem ADC einzulesen um dort eine Pegelanzeige mit LEDs (ca 10Hz Wiederholrate) anzusteuern. Der Mikrocontroller ist ein STM32. Ich habe mir mit etwas Recherche die angehangene Schaltung konstruiert. Was sagt ihr dazu? Meint ihr, das könnte funktionieren oder sind grobe Fehler offensichtlich? Danke :)
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Hallo Christina Ich weis ja nicht welchen Dynamikumfang du anzeigen willst. Aber ein Operationsverstärker kann zumindest den Ausgang nicht bis an seine Betreibsspannungsgrenzen steuern. Es bleiben immer einige 10mV bis einige 100mV Abstand zu den Betriebsspannungsgrenzen. Es wäre demzufolge besser , wenn du mit symetrischen Betriebsspannungen arbeitest. z.B. +5V an Pin7 und -5V an Pin4. Und an Pin3 gehört noch ein Widerstand gegen Masse von einigen Kiloohm. Dann könnte die Schaltung so funktionieren. Bedenke das die Leerlaufverstärkung des OPs auch endlich ist, und mit zunehmender Frequenz in der Regel mit 20db/Dekade abnimmt. Da du schon eine Grundverstärkung von ca. 50 eingestellt hast könnte ddie Verstärkungsreserve bei 10KHz schon zu klein werden. Das heist das er dann bei den hohen Frequenzen zu wenig anzeigt. Besser wäre es gegebenfalls das Signal vorher mit einen weiteren OP um den Faktor 50 zu verstärken und den 470Kohm dafür zu überbrücken. Hier sollte aber mit Koppelkondensatoren dafür gesorgt werden, das nur Wechselspannung verstärkt wird. Ich sehe gerade im Datenblatt Maximum Output Voltage (See Figures 2, 8) VOM+ 3 V VOM- 0.13 V Du solltest als Betriebsspannung also besser +- 9V bis +- 15V nutzen. Ralph Berres
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Hallo und Danke schon mal für deine Antwort :) Ralph B. schrieb: > Aber ein Operationsverstärker kann zumindest den Ausgang nicht bis an > seine Betreibsspannungsgrenzen steuern. Es bleiben immer einige 10mV bis > einige 100mV Abstand zu den Betriebsspannungsgrenzen. Ich habe leider nur 3.3V, 5V und 24V zur Verfügung. Da es rein der Visualisierung dient, kann ich das denke ich verschmerzen. Der CA ist ja zumindest schon mal Rail to Rail. Ralph B. schrieb: > Und an Pin3 gehört noch ein Widerstand gegen Masse von einigen Kiloohm. > Dann könnte die Schaltung so funktionieren. Danke, ich habe da jetzt mal 100k eingezeichnet. Ist das zu viel? Ralph B. schrieb: > Bedenke das die Leerlaufverstärkung des OPs auch endlich ist, und mit > zunehmender Frequenz in der Regel mit 20db/Dekade abnimmt. Ja, das wusste ich und kommt mir gelegen. Ralph B. schrieb: > Besser wäre es gegebenfalls das Signal vorher mit einen weiteren OP um > den Faktor 50 zu verstärken und den 470Kohm dafür zu überbrücken. > > Hier sollte aber mit Koppelkondensatoren dafür gesorgt werden, das nur > Wechselspannung verstärkt wird. Also den OV hier nur als Impedanzwandler betreiben? Welche signifikanten Vorteile hätte das? Ich habe leider nicht mehr so viel Platz. Meine erste Schaltung war die hier angefügte. Sry, wegen so vieler Fragen. Aber Danke schon mal auf jeden Fall :)
Ich bin unsicher ob die Kapazitive Last am Ausgang des OP-Amp keine Probleme bereitet. Wir hatten oft Fälle, wo dadurch Eigenschwingungen produziert wurden. Hier ist allerdings noch eine Diode dazwischen.
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versuche es mal hiermit. OP ist ein Doppelop LM358 der ist auch am Ausgang an der unteren Grenze bis 20mV Ralph Berres
Stefan ⛄ F. schrieb: > Hier ist allerdings noch eine Diode dazwischen. über die Diode am Ausgang wird der nachfolgende Kondensator auf den positiven Spitzenwert des Eingangssignales aufgeladen. Da wird nichts schwingen. Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > versuche es mal hiermit. > > OP ist ein Doppelop LM358 der ist auch am Ausgang an der unteren Grenze > bis 20mV > > Ralph Berres Ahh Danke 😍. Dann würde ich das einfach mal probieren. Stefan ⛄ F. schrieb: > Ich bin unsicher ob die Kapazitive Last am Ausgang des OP-Amp > keine > Probleme bereitet. Wir hatten oft Fälle, wo dadurch Eigenschwingungen > produziert wurden. Hier ist allerdings noch eine Diode dazwischen. Danke auch. Das muss ich probieren und gff einfach den Spannungsteiler anpassen.
Ralph B. schrieb: > über die Diode am Ausgang wird der nachfolgende Kondensator auf den > positiven Spitzenwert des Eingangssignales aufgeladen. Da wird nichts > schwingen. genau das war die Überlegung.
Christina schrieb: > gff einfach den Spannungsteiler anpassen. Der Spannungsteiler kann entfallen. Der LM358 liefert bei 5V Vcc nur 3,5V am Ausgang. Die Diode reduziert die Spannung auch nochmal um 0,6V.
Ich habe mir die Daten von dem CA3140 noch mal angeschaut. Deine allererste Schaltung könnte eventuell auch klappen, wenn du sie statt mit 5V mit 24V betreibst. Aber Achtung das Mikrofon nicht mit 24V betreiben. Der Widerstand von ca 100Kohm von Pin3 nach Masse fehlt aber noch. Es könnte bis zu einer Grenzfrequenz von ca 10KHz ausreichen. Die Verstärkung von 50 entspricht 34db muss man von den 100db Leerlaufverstärkung abziehen. Also wenn due im Datenblatt die Leerlaufverstärkungskurve um die 34db nach unten verschiebst dann schneidet diese Kurve die 0db Verstärkung bei etwa 10KHz. Ab da funktioniert der Gleichrichter nicht mehr. Ralph Berres PS. schaue mal in https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/66329/INTERSIL/CA3140.html Seite 17 da ist ein Gleichrichter beschrieben.
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Christina schrieb: > Ich habe mir mit etwas Recherche die angehangene Schaltung konstruiert. > Was sagt ihr dazu? Meint ihr, das könnte funktionieren oder sind grobe > Fehler offensichtlich? Ja, ein Spitzenwertgleichrichter, mit langsamer Entladung des Elkos. Eingang 3 hat keine Gleichstromverbindung (z.B. 1M nach GND). CA3140 erzeugt an 5V eh bloss 3V, mit der Diode 2.3V, mit dem Spanningsteiler also 1.6V. Pegelanzeige vom Mikro, was soll dabei raus kommen ? dB(A) oder Sone oder nur irgendeine Zufallszahl ? Dein C7 und C9 ergeben zusammen mit den 10mA Auagangsstrom des CA3140 und den Widerständen R16+R17 eine bestimmte Reaktion je nach Frequenz des Eingangssignals. Ich bezweifle, dass eine gewünschte Frequenzgangreaktion wie dB(A) damit zufälligerweise entsteht. Für ein VU-Meter etc. ist mehr zu beachten https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.30.2 Ralph B. schrieb: > Maximum Output Voltage (See Figures 2, 8) > VOM+ 3 V > VOM- 0.13 V Na ja, durch die Diode sind 0.13V kein Problem, und 3V sind je nach Referenzspannung (1.1V? 2.56V?) vielleicht auch ausreichend.
Christina schrieb: > Der Mikrocontroller ist ein STM32. Nicht für STM32, nicht direkt für Mikrofone, dafür aber schön kompakt realisierbar, vielleicht interessiert dich das auch 😀: Beitrag "VU-Meter mit Attiny13a statt LM3916" Ziel war es, den LM3916 zu ersetzen. Dort hat zunächst Dergute W. (derguteweka) diese Idee mit einer Assemblerimplementation für einen Tiny13 vorgestellt und ich habe es in C auf einen Tiny25 gebracht. Schafft ca. 30dB Dynamikanzeige. Den Vorverstärker wird man bei Mikrofonpegeln benötigen, die Gleichrichtung kann man sich sparen (AC-Null auf halbe AD-Aussteuerung legen). Mein Vorschlag: Nimm das Poti weg, und lege den +E auf einen Spannungsteiler zwischen +5V und GND und reduziere die DC-Verstärkung mit einem C in Reihe zu R10 auf 1. Das Ruhepotential am OPA-Ausgang sollte auf dem halben ADC-Aussteuerbereich liegen (entsprechend den gewählten Werten des Teilers). Ich weiß nicht, wie das für den ADC im STM32 passt. Entferne D9 und C9 und mach die Betragsbildung und die Zeitkonstante in Software, wie beim verlinkten Beitrag. Eine Logarithmierung ist imho sinnvoll und notwendig; natürlich auch in SW. Bei Audiosignalen, insbesondere direkt vom Mikrofon ist die Dynamik durchaus erheblich Das Poti könnte am Ausgang des OPA zur Pegelstellung angebracht sein. Wieso nennst du das 'Tiefpass' in der Überschrift?
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