Tres esquemas diferentes para amplificar la entrada de audio, ¿cuál es el correcto?

Estoy construyendo un amplificador de audio (prototipo) con pantalla y MCU (Arduino Nano), vea la foto a continuación (no terminada ;-)).

Amplificador

En la pantalla, quiero mostrar algunos VU-metros de la entrada, pero hay diferentes implementaciones para hacerlo.

Algunos afirman que puede conectar la entrada de audio directamente a los pines de Arduino que he probado pero parece que no funciona. Otros afirman que no es una buena idea hacerlo de esa manera porque no hay separación de circuitos o afirman que es imposible porque la señal es CA y es demasiado débil (como acabo de descubrir, solo unos pocos milivoltios y Arduino no puede medir eso).

Entonces encontré algunas soluciones para amplificar la señal con el uso de desacoplamiento y un divisor de voltaje. El divisor de voltaje extrae 2.5V como máximo a un voltaje de entrada de 5. El arduino puede medir esto.

Pregunta

Las soluciones que encontré son un poco diferentes, así que la pregunta es, ¿cuál debo usar? ¿Por qué son diferentes? ¿Cuál es el mejor para mostrar un medidor de VU?

Soluciones encontradas

Recursos

1. Entrada de audio Arduino http://duino4projects.com/audio-input-to-arduino/

2. http://www.georgegardner.info/electronics/class-d-avr.html

3. Biblioteca de detección de DTMF http://forum.arduino.cc/index.php?topic=121540.0

arduino_audio_amplify_input_implementation

Todos son básicamente lo mismo: un condensador para desacoplar cualquier fuente de CC, algo para volver a agregar 2,5 V CC a la señal y luego a la entrada ADC del arduino. La solución 2, sin embargo, coloca la tapa en el lugar equivocado.
No le encuentro mucho sentido a la solución 2. ¿Dónde está el pin analógico?
Ah, gracias por los comentarios rápidos! @Jim, gracias por la explicación. Cualquier idea de por qué son tan diferentes (valores de los componentes). Creo que la solución 3 es solo para frecuencias altas, ¿verdad?
@Vulcan: en la solución 2, el pin está en "AUDIO IN ->".
La diferencia básica son las frecuencias de ruptura RC: (3) usa 0.1uF en 50k efectivos (a CA, las resistencias están en paralelo) formando un filtro de 'paso alto' que da 31Hz, (1) usa 10uF en 50k dando 0.3Hz. (3) tiene una impedancia de entrada de 1k0 (R1) con (1) alrededor de 60k.
@JImDearden: Gracias por la explicación. ¿Alguna idea de por qué (1) usa una resistencia de 10K para la entrada en serie? El 1K en (3) es para eliminar el ruido, ¿tengo razón?
Sin conocer el circuito externo en lo que respecta a la impedancia de la fuente, etc., es difícil hacer una suposición definitiva de por qué el diseñador original hizo lo que hizo. El ruido no es el problema con la entrada de audio de arduino: la resolución de 8 bits es mucho peor cuando se trata de calidad de sonido.
@JImDearden: solo edite la pregunta y agregue los recursos. Acerca de la calidad del sonido: la calidad del sonido no es tan importante porque solo es necesaria para la visualización, solo es una característica agradable. Además, necesita todo el espectro de audio, al menos las frecuencias más bajas, los graves son lo más importante porque sin graves los vúmetros no reaccionarán con tanta precisión.

Respuestas (3)

Ninguno de ellos le permitirá captar señales de nivel de milivoltios.

De hecho, reducirán el nivel hasta cierto punto.

No puede usar una resistencia (o un par de ellas como en un divisor de voltaje) para amplificar una señal.

La amplificación requiere un amplificador. Este es un dispositivo activo que toma una entrada de energía y una entrada de señal y proporciona una copia más fuerte de la entrada como salida.

Si está trabajando con algo que no sea un micrófono dinámico como fuente de audio, el nivel debe ser lo suficientemente alto como para medirlo con un Arduino.

Espero que esté trabajando con niveles de línea como los que normalmente se encuentran en los dispositivos de audio de consumo típicos. Los niveles que ha medido no tendrían sentido en ese entorno.

Por lo general, un multímetro no puede hacer mucho con una señal de audio, especialmente los modelos menos costosos con los que los principiantes suelen comenzar. Creo que la inexperiencia y una herramienta inadecuada lo han engañado en cuanto al nivel de señal en su circuito.

Deténgase, retroceda y presione google y busque circuitos para conectar un Arduino a una señal de audio. NO busque su supuesta solución (divisor de voltaje) porque lo llevará a lo incorrecto.

Hay numerosas preguntas solo en este sitio sobre cómo obtener audio en un Arduino. Búscalos. Lea sobre "amplificadores operacionales" mientras lo hace.

Gracias por la respuesta, eche un vistazo a los "amplificadores operacionales". Lo que no entiendo es que está diciendo que es imposible, pero muchos ejemplos usan un circuito similar/mismo para ingresar audio. ¿Crees que lo hacen porque es la forma incorrecta de hacerlo?
Estás mirando algo equivocado. Si su señal es demasiado débil (como dice que es), entonces los circuitos que ha mirado no ayudarán. Si los circuitos que ha enumerado funcionan para otra persona, es porque están resolviendo un problema que no es una señal demasiado débil.
Creo que su suposición es incorrecta, solo implemente el tercero solo con un capacitor de 10uF y parece estar haciendo el trabajo bien. No estoy seguro acerca de la resistencia paralela de 1K, tal vez no sea necesaria, pero la entrada es muy estable. Se agregaron algunos recursos a la pregunta, se usa un ejemplo similar para construir un amplificador PWM (teoría de Clase-D). Busqué en Google "amplificadores operativos" y Google encontró algunas soluciones de amplificadores operacionales. No me queda claro si estas soluciones me darán las medidas de voltaje que quiero.
Mi suposición es correcta. Esos circuitos pasivos no son amplificadores. Si funcionan para usted, entonces su suposición de señales de nivel de milivoltios es incorrecta y hay algo más incorrecto que estos circuitos corrigen.

Bueno...

La puerta n. ° 1 es una salida de "auriculares", por lo que podemos excluir eso.

La puerta n.° 2 tiene un potenciómetro para ajustar el sesgo por alguna razón que simplemente parece incorrecta... a menos que suceda algo más después.

La puerta n.° 3 tiene la polarización correcta y el acoplamiento de CA con una resistencia de drenaje adecuada en la entrada para garantizar que se drene el capacitor de desacoplamiento.

Gracias por la respuesta. Bueno, creo que 1 y 3 son muy similares, excepto por la resistencia de entrada. "Auriculares" es solo un conector para auriculares, una entrada y no una salida.
Sin embargo, esos 10K en serie atenuarán seriamente su señal ... especialmente en el extremo inferior.

Comenzaría buscando circuitos de preamplificadores (preamplificadores) que usen amplificadores operacionales en configuraciones estándar (que son un "diseño clásico" que el diseñador de electrónica usa de manera rutinaria). Si no le preocupa la fase, es un poco más fácil trabajar con la configuración de inversión. Estás viendo cuatro resistencias, una tapa de desacoplamiento y un amplificador operacional.

Sus parámetros básicos son; ¿Qué impedancia de entrada quiero? ¿Y qué ganancia quiero? La primera respuesta es "al menos 10k". El segundo es la diferencia entre el voltaje de entrada y el mejor nivel para tu Arduino. Luego conecta las respuestas en su circuito de amplificador operacional estándar y listo.

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