¿Qué tipo de amplificador necesito para la conversión de audio diferencial a unipolar?

Esta es una continuación de mi pregunta anterior: para mi proyecto relacionado con Amazon Echo, me di cuenta de que los parlantes en Echo están siendo controlados por un amplificador diferencial, y no por uno de terminación única.

Lo que estoy tratando de hacer es muestrear el audio del tweeter y los parlantes del subwoofer en el microcontrolador ESP32 para un proyecto de LED reactivo a la música. La razón por la que creo que necesito convertir la señal a una de un solo extremo es porque la señal debe estar referenciada a GND para que el ADC en el ESP32 pueda leer la señal correctamente.

Cualquier ayuda o información adicional sería genial.

Respuestas (2)

Simplemente use la señal de un cable de altavoz. Si el amplificador tiene una sola polaridad de suministro, esta señal ya tendrá algo de CC (la mitad del voltaje de suministro) y nunca bajará de 0 V CC.

Probablemente la respuesta más simple, y puede funcionar. Sin embargo, no es muy flexible y tiene algunos inconvenientes. Tanto la amplitud de la señal como el promedio de CC deben ser apropiados para la entrada del ADC, y este enfoque no tiene forma de alterarlos. Además, tendrá una inmunidad al ruido relativamente baja: el ruido de suministro puede traducirse en ruido de modo común en la salida del amplificador diferencial, pero usar solo una entrada suma este ruido directamente con la señal en lugar de rechazarlo tomando la diferencia. También es posible que deba abordar el problema de la carga asimétrica de la salida del amplificador (carga ficticia en otra salida).

Idealmente, desea aprovechar el uso de todo el rango de entrada del ADC, lo que maximiza el rango dinámico de su salida digital. Para ello, tendrás que hacer dos cosas:

  1. Cambia el nivel de la señal de un solo extremo para que su valor promedio esté en el punto medio del rango de escala completa del ADC, o Vfs/2.
  2. Modifique la ganancia de la señal para que el valor pico a pico sea ligeramente menor que el voltaje ADC de escala completa, Vfs. (¿Por qué un poco menos? Para garantizar que no haya saturación, lo que causará falta de linealidad y es inaceptable para las aplicaciones de audio).

Un circuito representativo para lograr esto es un amplificador operacional completamente diferencial con retroalimentación resistiva.

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La ganancia se establece mediante la relación entre la retroalimentación y las resistencias de entrada (aquí, la ganancia se muestra como 2), y la compensación de salida se establece mediante una referencia de baja impedancia de Vfs/2. Es posible que deba compensar el bucle.

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