LPF y AMP para ADC con amplificador operacional que no dan suficiente ganancia

Tengo un proyecto en el que necesito tener entrada de audio en atmega168PA. Decidí implementarlo usando un micrófono electret que se alimentará al amplificador operacional para filtrado y amplificación de paso bajo.

Implementé un circuito amplificador no inversor simple que se muestra a continuación:ingrese la descripción de la imagen aquí

El diseño no es mío, lo encontré en otro hilo .

La ganancia total del circuito debe ser de alrededor de 900 y la salida debe estar bien centrada alrededor de 2,5 VCC. El problema es que midiendo con un osciloscopio veo que no da suficiente amplificación. Al tocar con bastante fuerza el micrófono, obtengo solo alrededor de 500-600 mV (que se muestra a continuación) de amplitud de pico a pico de alrededor de 2,5 V. Con un fuerte aplauso obtengo poco más de voltios. No lo suficiente para registrar una voz normal.

Vista de alcance:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Entiendo que los micrófonos necesitan mucha amplificación, así que agregué otra etapa (que se muestra a continuación) con una ganancia de amplificación de 15 que debería haber producido una ganancia de más de 15000 en total, pero aún así la amplitud de pico a pico era poco menos de un voltio.

Circuito con etapa añadida:ingrese la descripción de la imagen aquí

Entonces, ¿qué estoy haciendo mal? Usé amplificadores operacionales TL074ACN y también probé el amplificador operacional LM324N, pero los resultados fueron los mismos. ¿Es posible que ninguno de esos amplificadores sea adecuado para esta aplicación?

También probé un circuito simple (que se muestra a continuación) con un transistor 2N3904 con un esquema encontrado en otro hilo , que produjo muy buenos resultados, aunque como no tenía el sesgo correcto, la señal estaba muy distorsionada. Pero la amplitud de pico a pico estaba bien (alrededor de 3,6 V).

Circuito:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Vista de alcance:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como dije, en realidad quiero alimentar la salida al ADC, así que diseñé un filtro de paso bajo de tecla Sallen con una frecuencia de corte de alrededor de 5 kHz y verifiqué que funciona (voy a usar el mismo para la salida DAC ). Así que mi esquema final debería verse así:

Circuito final:ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Alguien puede señalar cuál es el problema con mi circuito o cómo solucionar el problema? ¿O debería simplemente ir con transistor para amplificación?

Un TL074 no es adecuado para usar con un solo suministro de 5V. LM324 no es mucho mejor para esta aplicación. Busque algo con salidas de riel a riel.
Ver apartado 6.3 de la ficha técnica. Las fuentes de alimentación mínimas recomendadas son +/- 5.
Oh, está bien, veo el error. ¿Tiene alguna sugerencia para un amplificador operacional fácil de obtener que se adapte? Otra pregunta: si aumenté el voltaje de la fuente de alimentación a unos 10 voltios, ¿debería funcionar bien?
Encontré amplificadores operacionales MCP6022 y LM358. ¿Alguno de esos sería adecuado para esto?
Cambiar R7,R8, aumentar la ganancia de 2 etapas a 100x mejorará la ganancia en 50x
Como regla general, debe comenzar a ser mucho más cuidadoso con las compensaciones de entrada, las corrientes de polarización de entrada, el producto de ancho de banda de ganancia y demás si está intentando obtener más de 20 dB por etapa. Incluso con un amplificador operacional adecuado, no puedes fingir que es ideal si lo presionas tanto. Estás a 30dB por etapa, así que ten cuidado.
Gracias por el consejo, lo intenté y funcionó, aunque probablemente la razón fue que estaba usando valores de resistencia incorrectos antes. Resultó que el chico de mi tienda local de electrónica me dio resistencias de 330 ohmios en lugar de 330 kohm que le pedí. Siempre verifique dos veces; D @TonyEErocketscientist
Pensé que era bastante cuidadoso con todo eso. Al menos que yo sepa. No entiendo muy bien cómo tengo una ganancia de 30dB por etapa, ya que debería tener solo aprox. 30dB en total (primer circuito)? Según mis cálculos no debo tener más de 15dB por etapa.@CristobolPolychronopolis
Depende de GBW/BW = G
Bien, entendí que la ganancia para la etapa no inversora está definida por el divisor de voltaje en la entrada no inversora y que GBW/BW brinda la ganancia máxima alcanzable para el BW especificado. ¿He entendido mal algo? @TonyEErocketscientist
ehm... ganancia de entrada no inversora = 1+ Zf/Zin, ganancia inversora = -Zf/Zin pero este filtro tiene una pequeña retroalimentación positiva usando HPF que aumenta el resultado LPF pero no afecta la ganancia de CC

Respuestas (1)

¡Gracias por la ayuda!

Resultó que el tipo de mi tienda de electrónica me había proporcionado resistencias de valor incorrecto, por lo que no funcionó. Lo hice funcionar ahora, aunque todavía necesitará algunos ajustes finos y agregar la parte de filtrado. A continuación se muestran fotos de señales amplificadas.

Onda sinusoidal de 500 Hz en la entrada MIC:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Onda sinusoidal de 1 kHz en la entrada MIC:

ingrese la descripción de la imagen aquí

LPF y AMP para ADC con amplificador operacional que no dan suficiente ganancia
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v