สัญญาณเสียง biasing DC

ฉันเห็นวิธีต่าง ๆ ในการเพิ่ม DC bias ให้กับสัญญาณเสียง ฉันได้จำลองพวกเขาและพวกเขาทั้งหมดให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน แต่ฉันไม่สามารถเข้าใจได้ว่าเหตุใดจึงเลือก A over B หรือ C แหล่งที่มาของเสียงของฉันจะเป็น Line Level Audio -2V ถึง + 2V AC ผ่าน cap coupling 220uF แล้ว ตัวกรองความถี่ต่ำ (RC, 2 ขั้ว) สัญญาณจะถูกอ่านโดย ADC

วิธีแรกใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า: วงจรการให้น้ำหนักแบบง่าย

นี่เป็นคำอธิบายที่ค่อนข้างชัดเจนและฉันเข้าใจว่ามันทำงานอย่างไร ฉันเห็นการออกแบบเดียวกันนี้โดยใช้ไดโอด แต่ไม่พบตัวอย่าง

ตัวอย่างถัดไป: วิธีอ่านสัญญาณเสียงโดยใช้ ATMega328 - รูปภาพมาจากคำตอบของ endolith

อีกอันที่ฉันเห็นคือฉันไม่ค่อยเข้าใจวงจร preamp ของ FET-BJT นี้

และวงจรนี้มีไว้สำหรับพรีแอมป์และมี 2 เวอร์ชั่นและทั้งคู่เพิ่มอคติ

คำถามของฉันคือวิธีปฏิบัติที่ดีที่สุดในการเพิ่มอคติให้กับสัญญาณเสียงคืออะไร มีวิธีอื่นใดอีกบ้างในการเพิ่ม DC bias ให้กับสัญญาณ

แก้ไข / อัปเดต:ดูคำตอบ - การใช้คำที่สองดูเหมือนว่าจะเหมาะที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันของฉันโดยใช้บางอย่างเช่นนี้ มีการปรับปรุงอื่น ๆ ที่ฉันสามารถทำได้หรือไม่? อื่น ๆ ที่มีเสถียรภาพ Vref / รางพลังงาน

อย่าใช้วงจรแรก เสียงหรือแหลมใด ๆ บนแหล่งจ่ายไฟจะผสมกับสัญญาณของคุณ เนื่องจากจุดอคติเชื่อมต่อโดยตรงกับสัญญาณคุณจึงไม่สามารถกรองสัญญาณรบกวนของแหล่งจ่ายไฟโดยไม่ต้องกรองสัญญาณออก

ใช้วงจรที่สอง มันสร้างแรงดันไฟฟ้าที่จุดกึ่งกลางที่แนบคู่กับพื้นดินอย่างแน่นหนาดังนั้นส่วนประกอบ DC คือแหล่งจ่ายครึ่งหนึ่ง แต่ส่วนประกอบ AC (เสียงรบกวนและหนามแหลม) ถูกกรองโดยตัวเก็บประจุ นั่นไม่ใช่วงจรที่สมบูรณ์ แต่คุณยังต้องเชื่อมต่อกับสัญญาณของคุณ

นี่คือสิ่งที่คุณพยายามทำ :

เอาต์พุตเหมือนกับอินพุตเพียงแค่เลื่อนขึ้นไปสูงถึง 2.5 V ตัวต้านทานบนอินพุตทำให้มั่นใจได้ว่าด้านอินพุตของตัวเก็บประจุอยู่ที่ 0 VDC เพื่อป้องกันไม่ให้ปรากฏระหว่างการเชื่อมต่อ ตัวต้านทานที่ด้านเอาต์พุตของอคติการมีเพศสัมพันธ์ AC ซึ่งอยู่ด้านข้างของแรงดันไบอัส DC หากวงจรของคุณมีแหล่งจ่ายแรงดันไบอัส DC ความต้านทานต่ำความต้านทานต่ำให้เชื่อมต่อกับวงจรนั้น มิฉะนั้นคุณสามารถใช้วงจร # 2 เพื่อสร้างอคติเช่นนี้ :

(การจำลองใช้เวลานานในการเข้าถึงค่า DC bias กดรายการเมนู "ค้นหาจุดปฏิบัติ DC" เพื่อชำระ )

แรงดันไบอัส DC ถูกสร้างขึ้นโดยตัวแบ่งแรงดันและตัวเก็บประจุเพื่อกรองสัญญาณรบกวนของแหล่งจ่ายไฟ โปรดทราบว่าหากคุณใช้จุด Vbias เดียวกันสำหรับสัญญาณหลายสัญญาณพวกเขาสามารถข้ามผ่านจุดนี้ได้ ฝาอคติที่ใหญ่ขึ้นจะช่วยลด crosstalk ตัวเก็บประจุแบบคลัปขนาดใหญ่ช่วยปรับปรุงการตอบสนองความถี่ต่ำ แต่ทำให้มีขนาดใหญ่เกินไปและจะใช้เวลานานในการชาร์จเมื่อคุณเปิดสวิตช์ไฟ

แผนภาพที่ 3 ไม่ใช่วงจรการให้น้ำหนัก มันเป็นไมโครโฟน preamplifier

วิธีที่ง่ายที่สุดคือรูปภาพแรกที่คุณเชื่อมโยง มันจะทำงานได้ แต่มีผลตอบแทนที่ดีสำหรับการสมัครของคุณ หากสายซัพพลายของคุณมีเสียงรบกวนใด ๆ ก็ตามเสียงดังกล่าวจะถูกเพิ่มเข้าไปในสัญญาณที่คุณพยายามวัด

วิธีที่สองเกือบจะเหมือนกับวิธีแรก มันเป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่กว่าวิธีแรกคือสัญญาณรบกวนบนเส้นอุปทานจะไม่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณเอง

วิธีที่สามคือฆ่ามากกว่าสำหรับสิ่งที่คุณต้องการจะทำ มันถูกออกแบบมาเพื่อให้พลังงานที่สูงขึ้น แต่เนื่องจากคุณเพิ่งอ่านด้วย ADC จึงไม่มีเหตุผลที่คุณต้องการ

วงจรแรกคือตัวแบ่งความต้านทานแบบง่าย ๆ คือวิธีที่ง่ายที่สุดเร็วที่สุดและถูกที่สุด นอกจากนี้ยังเป็นโซลูชันที่วงจรเสียงส่วนใหญ่ใช้ ถ้าคุณไม่ต้องการระดับประสิทธิภาพของเสียงโปรนี่เป็นวิธีที่ฉันอยากจะแนะนำ

ทางออก "ถูกต้อง" จะต้องมีรางไฟฟ้าแยกต่างหากที่แรงดันไบอัส รันสัญญาณเสียงของคุณผ่านฝาปิดกั้น DC จากนั้นมีตัวต้านทานไปยังรางพลังงานไบแอส วิธีการนี้มีสัญญาณรบกวนและความเพี้ยนของเสียงน้อยกว่าตัวต้านทานแบบแบ่งตัวต้านทานง่าย ๆ - แม้ว่าความแตกต่างของประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ที่อยู่ในโลกของระบบเสียงมืออาชีพเท่านั้น

กรณีหนึ่งที่การแก้ปัญหา "ถูกต้อง" นั้นมีค่าสำหรับปัญหาของวงจรเฉลี่ยคือเมื่อ ADC ให้รางแรงดันไบอัส ADC บางตัวจะส่งแรงดันไฟฟ้านั้นและสิ่งที่คุณต้องทำก็คือใช้มัน นี่เป็นสิ่งที่ดีเพราะคุณสามารถรับความแม่นยำได้ดีกว่าโซลูชันอื่น ๆ บางครั้งฉันมีปัญหา แต่ที่ฉันต้องใช้เอาท์พุทนี้จาก ADC และเรียกใช้ผ่านบัฟเฟอร์ที่ได้รับความสามัคคี op-amp ได้รับเอกภาพจึงมีความแข็งแรงของไดรฟ์ที่จะทำงานอย่างถูกต้อง

อีกสองวิธีที่คุณพูดถึงจะใช้งานได้ แต่ฉันจะไม่รำคาญ พวกมันค่อนข้างบิดเบี้ยวและไม่ได้ให้ประโยชน์ที่สำคัญใด ๆ ที่ตัวแบ่งความต้านทานแบบเรียบง่ายหรือวิธีการแก้ปัญหา "ถูกต้อง" ให้