Preamplificación de micrófono Electret: ¿funcionará para un micrófono de tipo dinámico?

Me gustaría usar este diagrama para preamplificar una señal de micrófono para activar la entrada analógica de mi arduino.

esquemático
(fuente: reconnsworld.com )

¿Funcionará con un micrófono dinámico en lugar de un micrófono electret?

Recientemente hubo otra pregunta sobre la conexión de micrófonos a arduinos: ¿Cómo conectar un micrófono en arduino, con opamp?
Gracias a todos. Todavía lo estoy construyendo, así que marcaré la respuesta más útil cuando termine.

Respuestas (3)

El circuito está bien (no es ideal para la calidad, pero funcionará), pero hay un pequeño problema si desea alimentar la salida a su Arduino. Como se muestra, la salida oscilará bajo tierra (es decir, estará polarizada a 0 V) ​​y la entrada analógica de tu Arduino solo aceptará voltajes positivos.

La salida con el circuito anterior será algo como esto:

Gorra Pareja Sin Bies

Si su suministro es de 5 V, debe sesgar la salida a 2,5 V para obtener la oscilación máxima de su señal de entrada.

Agregar un divisor de voltaje después del capacitor hará esto:

Tapa Pareja circuito con divisor

El divisor de voltaje está hecho de R2 y R4, y sesga (léase "mantiene") el TO_ADCnodo a 2,5 V para que el pin ADC vea el giro completo de la señal. Sin él, el ADC solo vería la mitad positiva de la señal, porque no tenemos una fuente de alimentación negativa presente.
La formula de un divisor de voltaje es:

Fórmula del divisor de voltaje

Ejemplo de divisor de voltaje

Entonces, para el divisor de voltaje formado por R2 y R4, con el suministro de 5V obtenemos:

5V * (R4 / (R2 + R4) que es igual a:

5V * (100kΩ / (100kΩ + 100kΩ) = 5V / 0,5 = 2,5V en el medio (V en el diagrama de ejemplo anterior, que es el TO_ADCnodo de nuestro circuito)

Luego, la salida será más parecida a esta (dependiendo de la impedancia de entrada de su ADC, es posible que no funcione bien; este es el bit simulado por Radc y Cadc , lo verificaré en breve):

Gorra Pareja Bies

También hay otras opciones, intentaré publicar un circuito mejorado en breve.

De acuerdo, aquí hay una opción que controla la ganancia del transistor correctamente (usando la resistencia del emisor con derivación de CA) y emite una señal de impedancia más baja que oscila alrededor de ~ 2.5 V (V + es 5 V; los capacitores no tienen que ser tan grandes como 10 uF, usted todavía puede usar 100nF si desea su condensador de entrada):

Opción mejorada

Radc y Cadc
Radc y Cadc no son componentes que necesita agregar (por lo que puede ignorarlos si / cuando hace el circuito), representan las características del pin de entrada analógica de sus microcontroladores. Algunos ADC de microcontrolador pueden tener impedancias de entrada bastante bajas que pueden cargar su señal y atenuarla (por lo que básicamente termina con una lectura más baja de lo que esperaba)
Entonces, cuando simulamos, es bueno agregar esta carga simulada para asegurarse de que la señal no verse muy afectado.

Simulación (tenga en cuenta también la carga de ADC simulada):

Simulación de opciones mejorada

Podemos ver que esto maneja bastante bien una entrada de 20 mV, si ingresamos 20 mV al circuito original (incluso sin ninguna carga), obtenemos algo de distorsión debido a la ganancia desigual (observe los bordes aplanados en la oscilación negativa):

salida original

Todavía hay mejores opciones y variaciones (lo anterior puede necesitar que los valores se ajusten un poco) Un circuito opamp simple sería uno, pero depende de qué tan preocupado esté por la calidad del sonido si desea molestarse. Si está satisfecho con un poco de distorsión, entonces el primer circuito con un método adecuado de polarización estará bien.

¿Está seguro de que esta solución funcionará sin afectar la ganancia del amplificador? En realidad, la segunda trama que publicaste tiene una ganancia ligeramente menor. Tal vez usar resistencias aún más grandes para el divisor funcionaría...
Tiene aproximadamente la misma ganancia, el punto principal es el problema de la polarización de CC, por lo que el ADC ve un voltaje positivo. El circuito no es ideal, si la impedancia de entrada del ADC es baja, entonces las resistencias divisorias más grandes serían peores. Estoy a punto de publicar un circuito mejor.
@Oli. Gracias por tu detallada y extensa respuesta. Sin embargo, está un poco más allá de mi nivel de habilidad. Entonces tengo las siguientes preguntas ¿Qué es un divisor de voltaje? Más importante aún, ¿cómo funciona? En el segundo diagrama de circuito, ¿qué están haciendo Radc y Cadc?
@Joseph: se fabrica un divisor de voltaje a partir de las 2 resistencias de 100k (R2 y R4) en el primer diagrama de circuito. Lo que hace es dividir el voltaje entre ambas resistencias y el resultado dividido aparece en la unión intermedia de las dos. En este caso se utiliza para dividir la tensión de alimentación de 5V a 2,5V. Agregaré algo más en la respuesta para explicar el resto también.
@Joseph: agregué algunos detalles más en mi respuesta, espero que esto explique las cosas un poco mejor. Si no ayuda lo suficiente, házmelo saber y agregaré algunos más.
¡Ahora, si solo pudiéramos obtener circuitos en circuitlab para que las personas puedan jugar fácilmente con ellos! :) Muy buena respuesta.
@Kortuk - Sí, sería genial - Leí tu comentario sobre el complemento. Tal vez intente comenzar a usarlo más de todos modos y, mientras tanto, vincularme a los circuitos.
@OliGlaser Sí, hemos estado haciendo el enlace a la cosa, SE está esperando con los desarrolladores para que el complemento funcione en el sitio tan pronto como circuitlab haya configurado la interfaz.
@OliGlaser Gracias por la ayuda. Mi experiencia en humanidades me hace querer preguntar por qué los divisores de voltaje funcionan de esa manera, pero por ahora lo tomaré como dado. ¿Hay buenos recursos en la red para obtener más información sobre la electrónica?
Perdón por la respuesta tardía (perdí esto antes) Sí, All About Circuits es un sitio muy bueno que cubre la mayor parte del material de nivel básico a medio de una manera muy accesible. Además, hay muchos blogs excelentes y muchas conferencias en video que cubren un curso completo (algunas con el material relacionado también disponible en línea). Algunos ejemplos son EEVBlog y de, por ejemplo, MIT: Circuit and Electronics , Signals and Systems ...
... de Berkeley Electrical Engineering , y mucho más si busca, por ejemplo, "ingeniería electrónica" y filtra a las listas de reproducción (o elige una sola fuente como una universidad y busca sus cursos) Espero que esto ayude un poco.
Gracias Oli. Me di cuenta de lo que quiero hacer (encender un relé en respuesta a un ruido) es una exageración absoluta usar un microcontrolador. Desarrollé un circuito que hace parpadear un LED de acuerdo con el sonido, pero estoy seguro de que tendré más preguntas tan pronto como tenga problemas.
@Joseph: sí, si solo desea que un interruptor simple responda al sonido, no es realmente necesario un uC. Me alegro de que algo funcione; si tiene problemas, simplemente abra una nueva pregunta y estaremos aquí para ayudarlo ;-)

Sí, probablemente funcionará bien. Solo necesita eliminar R1, ya que un micrófono dinámico no necesita polarización de CC.

Lo expresaría con más fuerza: una polarización de CC puede dañar un micrófono dinámico.
Dudo que 1 mA lo dañe físicamente, pero probablemente no funcionará muy bien mientras fluye la corriente.
Hola, construí el circuito sin R1, reemplazándolo con un cable. El diafragma del micrófono está completamente absorbido; esto no parece estar ayudando a la grabación de ninguna señal. Es claramente debido a la corriente que fluye hacia él. ¿Debería ser algo que esté ocurriendo?
Ah... quite la resistencia por completo, no reemplazándola con alambre
Creo que freíste tu micrófono...

Es posible que necesite una ganancia considerablemente mayor, probablemente una segunda etapa de amplificación, con un micrófono dinámico. En ese momento, usar un opamp de bajo ruido es probablemente más simple.

Un micrófono dinámico decente (sensible) puede emitir una señal bastante grande (en relación con otros micrófonos) del orden de decenas de mV, por lo que una ganancia de 100 es razonable para un microcontrolador ADC de 5V. Sin embargo, estoy de acuerdo en que un opamp de bajo ruido es una buena solución.
¡"decente" y "sensible" a menudo son cosas diferentes en los micrófonos! Tal vez debería reformularlo como verificar las especificaciones del micrófono; si es necesario, elija un micrófono de mayor ganancia o prepárese para agregar más ganancia.
sí, tienes razón sobre lo decente/sensible :-) No quise decir que necesariamente van juntos. Con suerte, el micrófono OP será adecuado, pero un amplificador operacional de audio simple con un control de ganancia sería bueno. Iba a agregar uno a mi respuesta, pero de todos modos es lo suficientemente largo, tal vez podría agregar un ejemplo en el suyo.
Avanzar. Su respuesta es mejor en general de todos modos; Simplemente sentí que valía la pena una advertencia sobre la ganancia para evitar sorpresas más adelante.
Sí, la advertencia sobre la ganancia definitivamente valió la pena considerando la amplia gama de sensibilidades dinámicas del micrófono. Probablemente lo agregue más tarde, con suerte para entonces el OP puede haber comentado si la calidad es tan importante (o si un opamp es una opción)
La calidad no es importante. Solo estoy buscando ruido por encima de cierto nivel. Sin embargo, mi 'micrófono' dinámico se rescató de estos auriculares: amazon.com/Sennheiser-HD-202-Professional-Headphones/dp/…
Está bien, no hay problema. Entonces no agregaré más circuitos, ya que de todos modos tenemos suficiente con lo que continuar.
Dulce. todavía construyendo