Angesichts der Tatsache, dass ich zum Beispiel ein -38-dB-Mikrofon wie dieses habe , wie können Sie die Verstärkung berechnen, die erforderlich ist, um der Reichweite des ADC (5 V) zu entsprechen?
Ich habe diese Seite gefunden , auf der einige Grundlagen und einige andere Fragen auf dieser Website erklärt werden, die einige grobe Zahlen, aber nicht viel Hintergrund liefern.
Nach meinem Verständnis -38dB=10 -38÷20 =0,0125V/Pa, was mit diesem Rechner übereinstimmt .
Jetzt habe ich in einer Tabelle nachgesehen, dass normale Sprache etwa 60 dB SPL beträgt, was 10 60÷20 × 0,00002 = 0,02 Pa wäre, was einem anderen Rechner entspricht .
Dies würde bedeuten, dass ein Ton von 60 dB SPL eine Spannung von 0,0125 × 0,02 = 25 mV ergibt, was bedeutet, dass Sie eine Verstärkung von 4000 benötigen, um sogar 1 V (Amplitude, Effektivwert, pp?) Und bis zu 20000 für 5 V zu gewinnen.
Designs, die ich gegoogelt habe, hatten Gewinne zwischen 40 und 1000, wobei ein 200-Gain-Breakout auf meinem Schreibtisch lag. Sparkfun verkauft ein Board mit einem Gain von 60, während das von Adafruit von 25 auf 125 geht. Das scheint weit entfernt von den 20000 zu sein, die ich nach meinen Berechnungen brauche, um eine Reichweite von 5 V zu erreichen. Habe ich irgendwo meine Mathematik vermasselt, das falsche Mikrofon ausgewählt oder brauche ich nur so viel?
Ihre Mathematik ist ungefähr richtig, aber was fehlt, ist das
(a) 1 Vrms ist 2,8 Vp-p für eine reine Sinuswelle und weit über 5 Vp-p für normale Sprache, also (selbst ohne Headroom für etwas lauteres Sprechen) ist 1 Vrms zu viel Ausgang von Ihrem Mikrofonverstärker in einen ADC im 5-V-Bereich, Sie Ich möchte wahrscheinlich etwas Headroom - vielleicht 6-12 dB, also 0,5 oder 0,25 V rms für einen 60-dBa-Eingang.
(b) Wenn Sie normale Sprache mit 60 dBspl messen, messen Sie sie aus einiger Entfernung – etwa quer durch einen Raum. Oder mindestens 1 Meter.
Wenn Sie also einen Fehler zu Spionagezwecken bauen, ist ein Gewinn von 1000-4000 wahrscheinlich das, was Sie brauchen.
Aber für andere Zwecke sprechen Sie in das Mikrofon und Sie benötigen eine viel geringere Verstärkung, wie die Zahlen, die Sie aus anderen Quellen sehen.
(c) Die Kontrolle des Schallpegels ist SCHWIERIG – für eine erstklassige Klangqualität benötigen Sie einen erfahrenen Mann, der die Verstärkung kontinuierlich überwacht und anpasst. Stellen Sie sich für andere Zwecke nicht vor, dass das Problem mit dem Mikrofonverstärker aufhört - oft ist es nur die erste Verstärkungsstufe (und für eine gute Rauschleistung optimiert).
Spätere Stufen beinhalten mehr Verstärkung und häufig eine Möglichkeit, die Verstärkung anzupassen, wie z. B. einen Kompressor oder Limiter, um die Audiopegel innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten.
Pepijn
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