¿Cómo leer audio de un conector de 3,5 mm?

Una pregunta aparentemente simple que tiene una gran cantidad de respuestas en toda la web.

Objetivo: Estoy tratando de diseñar un dispositivo que pueda leer audio analógico y extraer distribución de frecuencia. No me importa la amplitud absoluta, solo la amplitud relativa, es decir, solo estoy tratando de comparar la intensidad de ciertas frecuencias en una señal de audio dada.

Por qué las otras respuestas no son suficientes: todas las respuestas que he encontrado no parecen abordar el problema de la diferencia de voltaje pico a pico entre dispositivos y configuración de volumen a configuración de volumen. Mi dispositivo se colocará entre la fuente y el altavoz, por lo que debe poder recalibrarse cuando se cambia el volumen. También se utilizará con al menos tres dispositivos diferentes: mi computadora de escritorio, computadora portátil y teléfono. El voltaje P2P a volumen máximo en las salidas de auriculares de estos 3 dispositivos varía de cientos de mV a 4V. Tengo entendido que existen otros dispositivos con voltajes P2P tan altos como 12V. Me gustaría diseñar con esos dispositivos en mente también.

Tengo la intención de usar el ADC en mi MCU con rango 0-3V3.

Si aún no estaba claro, de ninguna manera soy un ingeniero eléctrico y mi comprensión es bastante limitada y no he podido idear una manera de hacer que esto funcione. El problema, tal como lo veo, es que necesito un circuito que ajuste la ganancia y la compensación de CC de manera adecuada en función de la fuente.

Mis pensamientos hasta ahora: mi solución actual es usar dos amplificadores operacionales como detector de picos y usarlos para agregar una compensación de CC a la señal usando otro amplificador operacional como amplificador inversor. La ganancia de este amplificador se ajustará usando un potenciómetro digital que está siendo controlado por la MCU. El amplificador comienza con la ganancia máxima y sigue bajando hasta que el pico de la señal es inferior a 3V3. La solución tiene la ventaja de que, con solo presionar un botón, puedo restablecer el detector de picos e indicarle a la MCU que comience la recalibración. No estoy en absoluto casado con esta solución (estoy preguntando cómo resolver mejor mi objetivo, no cómo arreglar la solución).

Sin embargo, no estoy seguro de cómo proteger mi MCU de daños por voltajes de entrada superiores a 3V3 (ya que el método de calibración se basa en comenzar por encima de 3V3 y bajar).