Etapa de entrada del amplificador operacional para Arduino Due ADC - señal de guitarra

Estoy tratando de diseñar una etapa de entrada de amplificador operacional para capturar una guitarra a través de un ADC, específicamente el ADC en un Arduino Due (3.3V, 12 bits). Soy consciente de que existen numerosas formas de configurar y sesgar los amplificadores operacionales. He diseñado un circuito simple basado en un amplificador inversor seguido de un filtro LP activo. El sistema funcionará con una batería de 9 V y la energía se proporcionará a los amplificadores operacionales y uC (regulados) desde esto.

Siendo el objetivo:

  • Desviar la señal alrededor de Vdd/2 (en la mitad del rango de entrada del ADC)
  • Amplifica la señal para usar lo mejor del rango del ADC
  • Filtro de paso bajo de la señal de entrada a la tasa de Nyquist (fs/2) para evitar el alias

Sin embargo, no he podido encontrar mucha información sobre cuáles son los beneficios o inconvenientes de las diferentes configuraciones y métodos de polarización, específicamente para este tipo de señal. Todavía no he medido la salida de voltaje de mi guitarra, por lo que aún no se conocen los detalles de las propiedades de ganancia requeridas. Además, ¿necesitaré una alta impedancia de entrada para una guitarra?

Cualquier consejo o comentario sería muy apreciado.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Esquema actualizado para sesgar el segundo amplificador operacional

Respuestas (2)

En general, un amplificador de guitarra tendría una impedancia de entrada de aproximadamente 100k (o más), esto se debe a que los controles de tono y volumen tienen ese tipo de rango. El tuyo tiene una impedancia de entrada de 10k. Haría R8 100kohm y R7 1Mohm

Su segunda etapa no es necesaria: tiene ganancia unitaria para las frecuencias relevantes y su tapa de filtro podría colocarse fácilmente en R7 pero obviamente tiene un valor 100 veces menor porque R7 es 100 veces más grande que R10. Pero habiendo dicho que R7 debe ser de 1 Mohm (arriba), el límite debe ser 1000 veces más bajo, como 15pF.

También usaría una toma de entrada con un interruptor de tierra integral, entonces puede desconectar la batería cuando no esté enchufada.

¡Muchas gracias, es una información muy útil para mí! Por interés, ¿cuáles serían los pros/contras de usar una configuración no inversora (aparte de que la señal se invertiría, lo que se puede solucionar fácilmente en el software)?
Probablemente usaría una configuración no inversora, excepto por el hecho de que su resistencia a la entrada V iría al punto central de una pobre impedancia del riel medio. Son columpios y rotondas. Las señales invertidas no se escuchan ni están allí, no hay problemas invertidos o no invertidos

Muchos problemas:

  1. ¡Olvidaste encender el opamp! Este no es un amplificador operacional de riel a riel, por lo que el esquema de energía debe pensarse cuidadosamente.

  2. Dices que tienes un amplificador no inversor seguido de un filtro activo, pero eso no es lo que muestra el esquema. Ambas etapas se están invirtiendo claramente.

  3. Menciona un suministro de 3.3 V, pero luego el esquema muestra una batería que se usa solo para establecer el punto de polarización del primer amplificador. Esto parece innecesariamente complejo y torpe. Sería más simple usar el suministro de 3.3 V directamente para derivar el voltaje de polarización. El TL081 tiene una impedancia de entrada muy alta, por lo que podría ser un divisor de voltaje que consume solo unos pocos µA, lo que no supondría una carga significativa para el suministro existente.

  4. El divisor de voltaje de polarización es correcto para una fuente de 9 V, pero las baterías de "9 V" varían un poco. El error reducido a la mitad de 3,3 V no debería causar demasiados problemas, pero ¿por qué usar una fuente de voltaje separada y luego dividirla para tratar de igualar la mitad del suministro? Tiene más sentido usar el suministro mismo con dos resistencias iguales, como 100 kΩ cada una, para generar el voltaje de polarización. Véase el punto 3, arriba.

  5. El segundo amplificador está polarizado en 0 con una ganancia de CC de -1. Eso producirá voltajes de salida negativos, lo cual es poco probable que desee.

  6. El filtro de paso bajo tiene una caída de aproximadamente 10 kHz. Eso implica una frecuencia de muestreo de 10s de kHz a menos que sepa algo especial sobre el contenido de frecuencia de la señal. ¿Realmente tiene la intención de muestrear a 50 kHz más o menos?

! Gracias por los comentarios! 1 - ¡Olvidé mencionar que el sistema funcionará eventualmente con una batería de 9V y el uC será alimentado por un regulador de 3.3V! 2 - Me refería a invertir , lo siento 5. ¿Supongo que esto significa que también tengo que sesgar el terminal V+ del amplificador operacional del filtro? 6 - Me gustaría muestrear hasta esta frecuencia ya que la guitarra producirá frecuencias tan altas - ¡pensé!
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