Mikrofon-Spitzendetektorschaltung keine Signalantwort

Ich habe eine Spitzendetektorschaltung mit Operationsverstärkern/Komparatoren gebaut, um das Signal von einem Elektretmikrofon zu verstärken, das Spitzensignal zu halten und eine scharfe logische Kante zu erzeugen, wenn eine Spitze erkannt wird, die an einen Mikrocontroller gesendet werden soll.

Ich habe die Schaltung wie folgt aufgebaut und OA1 als nicht invertierenden Verstärker mit einer Verstärkung von 1000 eingerichtet, aber die Ausgangsspannung des OA1 bleibt fest bei etwa 4,5 V, egal wie viel Rauschen ich in das Mikrofon mache. Der Komparatorteil der Schaltung gibt ungefähr 2 V niedrig und 5 V hoch aus, je nachdem, wie ich das Potentiometer einstelle. Alle Komponenten scheinen zu funktionieren.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die Antwort von @vofa ist richtig. Ein weiteres Problem bei dieser Schaltung ist, dass Ihre Bandbreite für Audio zu gering ist. Der LM1458 hat ein Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt von 1 MHz = 1000 kHz, sodass Ihre Bandbreite bei einer Verstärkung von 1000 (eigentlich 1001) nur 1000 kHz / 1000 = 1 kHz beträgt. Sie benötigen eine Bandbreite von mindestens 20 kHz oder so für Audio. Sie müssen entweder einen Operationsverstärker mit einem Produkt mit höherer Verstärkungsbandbreite wählen oder die Verstärkung auf zwei oder mehr Stufen aufteilen.

Antworten (1)

Der LM1458 ist ein Operationsverstärker und nicht für die Verwendung als Komparator ausgelegt. Das Datenblatt von Texas Instruments gibt eine Mindestspannung von 6 V an. Das Datenblatt besagt auch, dass der Ausgang bei einer Stromversorgung von +/-15 V typischerweise nur +/-14 V erreichen kann. Das Gerät hat keinen Rail-to-Rail-Ausgang. In Ihrer Anwendung tut es alles, was es kann, aber es ist nicht genügend Versorgungsspannung vorhanden, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Gleiches gilt für die Verstärkerstufe.

Beachten Sie auch, dass nur die obere Hälfte der von Ihrem Mikrofon erzeugten AC-Wellenform durch den Operationsverstärker gelangt. Da es keine negative Versorgung gibt, sättigt der Ausgang des Operationsverstärkers bei seiner minimalen Ausgangsspannung für jedes negative Eingangssignal. Das spielt für diese Art von Schaltung keine große Rolle, aber es ist etwas, dessen man sich bewusst sein sollte.

Einige Dinge, die Sie ausprobieren sollten, sind:

  • Verwenden Sie einen Operationsverstärker, der für den Betrieb mit einer +5-V-Einzelversorgung ausgelegt ist

  • Erhöhen Sie Ihre Versorgungsspannung

  • Verwenden Sie einen Komparator anstelle eines Operationsverstärkers für den Ausgang

Also - ich habe meinen Operationsverstärker auf den LM324 umgestellt. Ich habe versucht, die Eingangsspannung auf 15 V einzustellen und nur den Ausgang von OA1 zu messen, der konstant 13 V anzeigt. Auch die Spannung am nicht invertierenden Eingang von OA1 schwankt um 5,8 V, was meiner Meinung nach auch nicht korrekt ist?
Der LM324 ist wie der LM1458 darin, dass sein Ausgang die Versorgungsspannung nicht erreichen kann. 13 V ist die maximale Ausgangsspannung für eine 15-V-Versorgung. Die Ausgabe ist hoch gesättigt. Der OA drückt so stark er kann und versucht, die Eingangspinspannungen gleich zu machen, aber er kann es aus irgendeinem Grund nicht. Versuchen Sie, die Verstärkung auf 1 zu reduzieren, und prüfen Sie dann, ob die Dinge sinnvoll sind. Versuchen Sie dann 10, dann 100. Eine Verstärkung von 1000 könnte einfach zu hoch sein. Fehlerquellen (wie die Eingangsoffsetspannung des OA) werden um 1000 verstärkt. Überprüfen Sie, ob Ihre Schaltung korrekt aufgebaut ist. Letzte Nacht habe ich Stunden auf einer Rennstrecke verschwendet. Meine OAs standen auf dem Kopf.
Mikrofon-Spitzendetektorschaltung keine Signalantwort
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v