ฉันแค่ต้องการอ่านระดับเสียงทั่วไปจากไมโครโฟน Electret ฉันได้เห็นวงจรจำนวนหนึ่งที่มีทรานซิสเตอร์ NPN ซึ่งจะให้เอาต์พุตแบบกลับหัว (~ 5V เมื่อเงียบ, ~ 0V เมื่อดัง, ทำงานแบบเป็นเส้นตรงในระหว่างนั้น)

นี่คือตัวอย่าง:

อย่างไรก็ตามฉันต้องการเอาท์พุทแบบไม่กลับด้าน (การทำงานเชิงเส้นอินพุตแบบเงียบพิเศษให้ ~ 0V, อินพุตเสียงดังมากให้ ~ 5V) ฉันรู้ว่าฉันสามารถแก้ไขได้อย่างง่ายดายในซอฟต์แวร์ แต่ดูเหมือนว่าจะย้อนกลับไปในทางใดทางหนึ่งและฉันไม่สามารถหาตัวอย่างของเอาต์พุตที่ไม่กลับหัวด้วยทรานซิสเตอร์ PNP

มีเหตุผลสำหรับสิ่งนี้นอกเหนือจากการเป็นเรื่องผิดปกติหรือไม่? ถ้าเป็นไปได้ทุกคนสามารถให้แผนผังของไมโครโฟนอิเล็กเตรตและทรานซิสเตอร์ PNP ที่จะให้ ~ 0V เมื่อเงียบและ ~ 5V เมื่อดัง

นอกจากนี้มีเหตุผลบางประการที่ว่าทำไมสิ่งนี้จึงแปลกหรือไม่พึงปรารถนา? NPN ดูเหมือนจะถูกใช้บ่อยกว่า PNP ทำไมจึงเป็นเช่นนี้

แก้ไข

ดูเหมือนว่าฉันค่อนข้างสับสนในสิ่งที่ฉันจะได้รับจากเอาต์พุตของ NPN preamp ซึ่งจะเป็น 0V สำหรับความเงียบและ +/- Vin / 2 นี่คือสิ่งที่ฉันต้องการแทน:

0V เมื่อเงียบ, ~ 2.5V ในระดับเสียงกลาง, ~ 5V ในระดับเสียงสูงสุด ADC นี้สามารถอ่านได้โดยง่ายใน 'ระดับเสียง' โดยไม่ต้องทำงานมากนัก อย่างไรก็ตามฉันไม่สามารถป้อนแรงดันไฟฟ้า <0V หรือ> 5V ไปยังตัวเปรียบเทียบแบบอะนาล็อก ดูเหมือนว่าฉันต้องการข้างต้นด้วยเครื่องตรวจจับซองจดหมาย แต่นั่นจะทำให้ฉันจาก 0V ถึง 2.5V เท่านั้น ฉันจะทำให้มันแตกต่างกันอย่างไร 0V ถึง 5V เต็มรูปแบบ 0V เป็น 'เงียบ' และ 5V เป็น 'เสียงดัง' กับทุกสิ่งที่อยู่ระหว่างเชิงเส้น

เท่าที่ฉันเข้าใจคุณกำลังพยายามทำเครื่องตรวจจับระดับเสียงบางประเภทซึ่งจะช่วยให้คุณตรวจจับได้ว่ามีระดับเสียงที่แน่นอนหรือไม่ คุณสามารถทำได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแผนผังที่คุณมี แต่ก่อนหน้านั้นคุณควรเข้าใจวงจร

ลองแยกวงจรนั้นลง ครั้งแรกของทั้งหมดด้วยไมโครโฟน

R1 ใช้สำหรับจ่ายกำลังไฟที่ไมโครโฟนต้องการและสิ่งนี้เรียกว่าการให้น้ำหนักไมโครโฟน ไมโครโฟนสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งบางครั้งก็เป็นค่าลบและบางครั้งเป็นค่าบวกและจะเปลี่ยนเป็นส่วนใหญ่ คิดว่าคลื่นไซน์ แต่จำไว้ว่าเรามีการให้น้ำหนักกับมันซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง เราต้องถอดมันออกและให้แรงดันไฟฟ้า AC ให้กับเครื่องขยายเสียงเท่านั้น และการทำเช่นนี้ทำได้ง่ายด้วยตัวเก็บประจุที่เรียบง่ายตัวเดียว ตัวเก็บประจุไม่ยอมให้ DC ผ่าน แต่ให้ผ่าน AC ได้ง่าย เราได้บล็อกส่วน DC ของแรงดันไฟฟ้าที่ไมโครโฟนอิเล็ก

ทีนี้มาดูที่แอมป์เอง ลองนึกภาพว่าไม่มีอะไรอื่นนอกจากแผนผังด้านล่าง:

ในการกำหนดค่านี้ทรานซิสเตอร์จะลำเอียงอยู่ในพื้นที่เชิงเส้น มันอยู่ในขอบของการเปิดหรือปิด แต่มันไม่ใช่ของมัน หากเปิดใช้งานจนสุดก็จะอิ่มตัว ถ้ามันปิดอย่างสมบูรณ์มันจะไม่ทำอะไรเลย แต่มันอยู่ตรงกลางซึ่งเรียกว่าภูมิภาคเชิงเส้น

เมื่อมีการกำหนดค่าเช่นนั้นหากคุณแตะ (ไม่ใช่ตัวอักษร) ที่ฐานของมันการสร้างการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยผลลัพธ์จะเปลี่ยนไปส่วนใหญ่ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าการขยาย คุณสามารถขอ Google สำหรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติม

ถ้าเรารวมวงจรทั้งสองดังกล่าวข้างต้น ไมโครโฟนอิเลคเรตที่มีตัวเก็บประจุจะส่งสัญญาณการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเกี่ยวกับเสียง ทรานซิสเตอร์จะขยายการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเหล่านี้เพื่อให้สามารถดูได้ง่าย:

สังเกตว่าฉันเปลี่ยน C1 เป็น 1uF คุณสามารถใช้ค่าได้สูงสุด 100uF คุณอาจจะต้องการตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า นอกจากนี้โปรดสังเกตว่าไม่มีตัวเก็บประจุเอาต์พุตอีกต่อไป ซึ่งหมายความว่าคุณจะมีแรงดันเอาต์พุตอยู่ระหว่าง 0 ถึง 5 V ขึ้นอยู่กับระดับเสียง หากคุณมีออสซิลโลสโคปให้ดูรูปคลื่นที่เอาต์พุต ถ้าคุณทำไม่ได้ให้ลองส่องไฟ LED หากการอ่านแบบอะนาล็อกสูงกว่า 750 ตัวอย่างการทดลองที่มีค่าต่าง ๆ กว่า 750 แล้วรายงานผลลัพธ์ให้ฉัน

แอมพลิฟายเออร์คลาส A ทั่วไปจะกลับด้านเสมอแม้ว่าคุณจะใช้ PNP ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวก็คือคุณจะกลับขั้วของแหล่งจ่ายไฟ หากคุณใช้หม้อแปลงเสียงแทนตัวเก็บประจุคุณสามารถเปลี่ยนเฟสสัญญาณได้ตามต้องการ แต่มันอาจจะมีราคาสูงกว่าการใช้สอง BJT เพื่อที่จะแก้ปัญหาสุดท้ายของคุณคุณต้องแก้ไข (แม้จะมีไดโอดเดี่ยว) เอาท์พุทและนำผลลัพธ์ไปใช้กับโหลด (ตัวต้านทานจะดี) และป้อนสิ่งนี้กับอินพุตอะนาล็อกอาร์ดิโน ไม่มีเหตุผลในการกลับสัญญาณเลย

เครื่องขยายเสียงนี้กลับสัญญาณ แต่คุณไม่ควรสนใจสัญญาณเสียง สิ่งที่คุณจะได้ที่เอาท์พุทคือ AC ตัวเก็บประจุบล็อก DC ดังนั้นคุณไม่สามารถพูดได้ว่า ~ 0V สำหรับเสียงที่เงียบและ ~ 5V สำหรับเสียงดัง หากสิ่งที่คุณต้องการคือเซ็นเซอร์ระดับเสียงวิธีง่าย ๆ อย่างหนึ่งคือการเพิ่มหลังจากวงจรเอาท์พุทเรียกว่า "demodulator" หรือ "ตัวตรวจจับยอด" นำไปใช้อย่างง่ายดายรอบ ๆ ไดโอดและส่วนประกอบแบบพาสซีฟสองสามตัว

เพียงย้อนกลับเอาต์พุตเป็นครั้งที่สองโดยใช้แอมพลิฟายเออร์ 2 ระดับ ( ดูหน้านี้สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสองสเตจและการขยายทรานซิสเตอร์ที่ไม่กลับด้านมีความชาญฉลาดมาก )

ตัวต้านทานค่าและตัวเก็บประจุที่เหมือนกันซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ 2n3094 เดียวกันซึ่งถูกเพิ่มไปยังเอาต์พุตของแผนผังที่มีอยู่ของคุณจะให้การผกผันครั้งที่สอง

_{แต่มีบางคนแก้ไขให้ฉันถ้าฉันผิด แต่วงจรของคุณแสดงแอมพลิฟายเออร์แบบลำเอียงแบบง่ายดังนั้นคุณจะมี 2.5v เป็นช่วงเงียบและรูปคลื่นจะใหญ่ขึ้นด้วยเสียงที่มากขึ้น? คุณจะมีค่าสูงสุด± 2.5v คุณจะมี 1v / 3v เป็นเสียงกลาง}