Op-Amp disminución de la amplitud de la señal de audio

Para un proyecto final de un curso de ingeniería eléctrica que estoy tomando (el primero), se nos encomendó la tarea de combinar la entrada de un pequeño micrófono y un cable auxiliar, amplificarla, transmitirla a través de un láser, recibirla a 50 pies de distancia usando un sensor solar. celular, y reproduciendo la misma entrada en un parlante, todo alimentado por una batería de 9V.

Nos dijeron que el láser debería funcionar entre 4 y 5 V, el micrófono emitiría como máximo 10 mV y el cable auxiliar emitiría como máximo 0,5 V. También nos dijeron que usáramos una polarización T para mezclar la señal de audio con una señal de CC para alimentar el láser. El circuito de transmisión que mi compañero y yo diseñamos es el siguiente:

Imagen

El circuito funciona perfectamente en la simulación, pero no en la vida real. Primero traté de configurar la entrada auxiliar, y en la salida del amplificador operacional (U4), la señal es extremadamente ruidosa y más silenciosa que en la entrada (probé esto usando el altavoz) cuando me parece debería ser más fuerte. En el punto posterior a la resistencia de 1k (R13), no se puede escuchar nada, excepto un leve clic en la conexión.

Entonces supongo que mi pregunta es, ¿por qué un amplificador operacional con una ganancia aparentemente positiva en realidad causa una señal más pequeña (y por qué es notablemente más ruidosa)?

Si dije algo incorrecto (y estoy seguro de que lo hice; no entiendo esto muy bien ya que no nos enseñaron casi nada sobre los circuitos de CA), corríjame. ¡Muchas gracias!

Respuestas (2)

Necesita rutas para las corrientes de polarización en U1 y U4: una resistencia a tierra virtual servirá.

El valor de la resistencia debe ser lo suficientemente bajo para que no cause demasiada compensación. Considere también la frecuencia de atenuación con los condensadores de acoplamiento.

Cualquier simulación realista debería haber mostrado los amplificadores operacionales desplazándose gradualmente hacia uno de los rieles, y la condición de polarización inicial debería haber mostrado esto si usó SPICE, incluso para un amplificador operacional de entrada JFET.

¡Esto funcionó! La señal definitivamente se amplifica ahora (según un multímetro de todos modos). Sin embargo, por extraño que parezca, todavía suena más bajo en el altavoz...

Su entrada Aux presumiblemente puede manejar un altavoz razonablemente bien. Digamos que produce 0,5 vrms con el altavoz conectado. Su amplificador tiene una ganancia de 4, para producir 2 vrms. Intentar conectar el altavoz a la salida del amplificador operacional no funcionará: el amplificador operacional no puede manejar 8 ohmios de manera útil. Cuando coloca una resistencia de 1k entre el amplificador operacional y el altavoz, el amplificador operacional puede controlar la resistencia, pero el nivel en el altavoz será

V = 2 ( 8 1000 + 8 ) = .016  vrms
Esto es, por supuesto, mucho menos que su señal original. Ah, sí, y dado que no ha especificado su amplificador operacional, es posible que no pueda manejar bien 1k, lo que reducirá aún más su voltaje. Y finalmente, debe conectar el altavoz a su base virtual, si aún no lo ha descubierto. Si lo conectó a tierra, el amplificador operacional está en un mundo grave de daño tratando de producir la corriente necesaria.

Entonces, su problema es que está tratando de monitorear su circuito con un instrumento (un altavoz) que es completamente inadecuado para el trabajo. Consigue un alcance.