Filtro activo y problemas de conversión de seno a cuadrado

Antecedentes: actualmente estoy usando un micrófono SparkFun Electret y necesito filtrar y amplificar la señal antes de convertirla en una onda cuadrada para que la interprete un FPGA.

El micrófono en sí tiene un desplazamiento de ~1.65 VDC y la amplitud de la señal está en el rango de 200 mV. El micrófono está apagado con 3,3 V.

Para la amplificación estoy utilizando un LM324 apagado +/-2.5 V. Para la conversión de la señal, estoy usando un comparador LM339 con un circuito de "promedio" de paso bajo y está apagado de 3.3 V.

Problema: Ambos circuitos funcionan bien independientemente el uno del otro. El filtro activo hace un buen trabajo al atenuar el ruido de la habitación por debajo del límite de 8 kHz que especifiqué cuando lo construí.

El LM339 con el filtro de "promedio" también funciona bien para convertir la onda sinusoidal del micrófono en una onda cuadrada.

El problema que estoy encontrando es tratar de integrarlos a los dos. Cuando la salida del LM324 se alimenta al comparador, parece que no puedo obtener ninguna salida del comparador.

He simulado el circuito en LTSpice y el resultado es lo que esperaría ver en la realidad, pero por mi vida no puedo hacer que esto funcione. A continuación se adjuntan imágenes de la simulación.

  • El rastro rojo es la entrada de micrófono simulada
  • El rastro verde es la salida del filtro activo
  • La traza azul es la salida del comparador.

Gracias de antemano, cualquier ayuda es apreciada!

esquema de circuito

Trazas de salida

¿Qué resultado obtienes cuando intentas hacerlo fuera de la simulación? ¿Tienes un osciloscopio con el que puedas medirlo? Esa información sería útil.
Fuera de la simulación, obtengo la salida correcta de cada uno de los circuitos de forma independiente, pero cuando paso la salida del LM324 al LM339, no obtengo ninguna salida del comparador. Desafortunadamente, no tengo ninguna foto de las huellas en este momento...
¿Dónde está tu esquema?
Solo para simplificar las cosas, el LM392 combina un solo amplificador operacional de tipo LM324 con un solo comparador de tipo LM339 en un solo paquete.
Su esquema muestra un micrófono dinámico (bobina e imán), no un micrófono electret que debe ser alimentado. ¿Está utilizando el módulo de preamplificador Sparkfun electret mic plus que tiene un suministro mínimo de 2.7V?

Respuestas (3)

Si la salida de su amplificador operacional en la vida real se ve como lo hace en el Sim, entonces apuesto a que está violando al menos el rango de voltaje de entrada de un solo extremo del comparador, si no el rango de modo común de entrada también. El voltaje de suministro negativo de su comparador es 0V.

Primero, supondré que ha verificado que la salida del LM324 está operando entre -1 y +1 voltios.

Dicho esto, mire la hoja de datos del LM339, bajo los máximos absolutos. Tenga en cuenta que el rango máximo de voltaje de entrada es de -0,3 a Vcc - 1,5 voltios. Está aplicando -1 voltio a la entrada -.

¿Ves un problema?

Necesita cambiar el nivel de la entrada al 339. Haga otra red de paso alto, algo así como

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Esto polarizará sus entradas a aproximadamente 1 voltio y permitirá una oscilación de voltaje de aproximadamente 0 a 2 voltios. Tenga en cuenta que esto violará la entrada máxima de 1,8 voltios, por lo que es posible que desee disminuir la ganancia de su etapa LM324.

En segundo lugar, si todo lo que intenta hacer es convertir un seno en un cuadrado, ¿por qué tiene la red de cambio de fase R4/C2?

Utilice un comparador LM311 que pueda tener suministros de voltaje bipolares + y - y que la salida oscile entre Tierra (0 V) y el suministro positivo.

Filtro activo y problemas de conversión de seno a cuadrado
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