Electret 마이크와 함께 PNP 트랜지스터를 사용하여 Arduino의 비 반전 출력을 얻을 수 있습니까?


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Electret Microphone에서 일반적인 사운드 레벨을 간단히 읽으려고합니다. 나는 NPN 트랜지스터를 사용하여 반전 된 출력을 제공하는 많은 회로도를 보았습니다.

예를 들면 다음과 같습니다.

간단한 오디오 프리 앰프

그러나 비 반전 출력을 원합니다 (선형 작동, 초 조용한 입력은 ~ 0V, 초고음 입력은 ~ 5V 제공). 소프트웨어 에서이 문제를 쉽게 해결할 수 있다는 것을 알고 있지만 어떤 식 으로든 뒤로 보이는 것처럼 보이며 PNP 트랜지스터가있는 비 반전 출력의 예를 찾을 수 없습니다.

이것이 드문 것이 아닌 이유가 있습니까? 가능하다면 누구든지 조용히 ~ 0V, 시끄럽게 ~ 5V를 제공하는 일렉 트릿 마이크 및 PNP 트랜지스터의 회로도를 제공 할 수 있습니까?

또한 이것이 드물거나 바람직하지 않은 이유가 있습니까? NPN은 PNP보다 훨씬 더 자주 사용되는 것 같습니다. 왜 그렇습니까?

편집하다

NPN 프리 앰프에서 출력으로 얻을 수있는 것, 침묵의 경우 0V, +/- Vin / 2에서 다소 혼란스러워 보입니다. 대신 원하는 것이 있습니다.

침묵시 0V, 중간 사운드 레벨에서 ~ 2.5V, 최대 사운드 레벨에서 ~ 5V 이것은 많은 작업없이 ADC에서 쉽게 '사운드 레벨'로 읽을 수 있습니다. 그러나 아날로그 비교기에 <0V 또는> 5V의 전압을 공급할 수 없습니다. 봉투 감지기로 위의 내용을 원하지만 0V에서 2.5V로만 얻을 수 있습니다. 전체 0V ~ 5V, 0V는 '조용한', 5V는 '큰 소리'로 다양하게 변경하려면 어떻게해야합니까?


불행하게도,이 회로는 출력이 C2의 오른쪽에서 취해질 경우 DC 전압을 생성하지 않습니다. AC 전압이 생성됩니다. 이것은 커패시터 때문입니다. 커패시터는 DC 전압이 통과 할 수 없습니다.
abdullah kahraman

Arduino에는 6 개의 아날로그 입력이 있으며 0V-5V의 경우 0-1023을 읽습니다. AC는 내가 여기서 찾고있는 것입니다. 아마도 아날로그 비교기에 음의 전압을 전달하지 않기 위해 다이오드가 필요할까요?
Ehryk

예. 그러나 다이오드 자체에서 0.6V가 떨어집니다. 공급 전압을 5V로 설정해야 할 수도 있습니다. 공급 전압은 "+3 ~ 9V"로 표시된 것입니다. 그런 다음 C2를 제거하십시오. 그런 다음 Q1의 수집기에서 아날로그 값을 읽습니다. 박수 소리, 말하기, 소리 지르기, 조용히, 속삭임 및 아날로그 판독 값 변경과 같은 다양한 사운드 레벨을 실험 해보십시오. 그러나 DC 값이 추가 된 사인파가됩니다.
abdullah kahraman

귀하의 질문과 의견을 읽으면 귀하의 질문에 원하는 내용이 명확하게 명시되어 있지 않은 것으로 보입니다. 입력 전압이 증가함에 따라 크기가 감소하는 AC 레벨을 원하는 것 같습니다. 이 경우 명확하게 진술해야합니다. 그렇지 않은 경우,이 문맥에서 "논리 0-1을 찾고 있지 않습니다. Arduino의 아날로그 입력에는 각각 0V-5V에 0-1023을주는 10 비트 ADC가 있습니다"라고 설명 할 수 있습니다. || ...
Russell McMahon

... DC 레벨에 대해 이야기하고 있다면 여전히 확실하지 않습니다. AC 신호는 DC 바이어스 포인트를 중심으로합니다. 이것은 신호 강도로 비교적 고정되어 있습니다. 입력 신호가 0VAC에서 Max Vin AC로 갈 때 출력이 무엇을 원하는지를 매우 명확하고 간단하게 설명 할 수 있습니까?
Russell McMahon

답변:


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내가 이해하는 한, 당신은 어떤 종류의 사운드 레벨 검출기를 만들려고 노력하고 있습니다. 가지고있는 회로도를 약간만 변경하면됩니다. 그러나 그 전에 회로를 이해해야합니다.

회로를 끊어 봅시다. 우선 마이크가있는 부분입니다.

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R1은 마이크에 필요한 전원을 공급하기위한 것으로 마이크 바이어 싱이라고합니다. 마이크는 AC 전압을 생성하는데,이 전압은 때때로 음의 값이고 때로는 양의 값이며 대부분 변경됩니다. 사인파를 생각하십시오 . 그러나 우리는 DC 전압 인 바이어스를 가지고 있음을 기억하십시오. 그걸 꺼내서 앰프에 AC 전압 만 주어야합니다. 간단한 단일 커패시터를 사용하면이 작업을 쉽게 수행 할 수 있습니다. 커패시터는 DC를 통과시키지 않지만 AC를 쉽게 통과시킵니다. 일렉 트릿 마이크에서 전압의 DC 부분을 차단했습니다.

이제 앰프 자체를 살펴 보겠습니다. 아래 회로도 외에는 아무것도 없다고 상상해보십시오.

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이 구성에서, 트랜지스터는 선형 영역에 있도록 바이어스된다. ON 또는 OFF의 가장자리에 있지만 둘 다 아닙니다. 완전히 켜져 있으면 포화 상태입니다. 완전히 꺼져 있으면 전혀 작동하지 않습니다. 그러나 그것은 선형 영역이라고 불리는 중간에 있습니다.

그렇게 구성되어있을 때, 기본적으로 터치하지 않고 약간만 변경하면 출력이 크게 변경됩니다. 이것이 증폭이라고 불리는 것입니다. 더 자세한 정보를 위해 Google에 간청 할 수 있습니다.

위에서 언급 한 두 회로를 결합하면 어떻게 될까요? 커패시터가있는 바이어스 된 일렉 트릿 마이크는 사운드와 관련하여 작은 변화를 출력합니다. 트랜지스터는 이러한 작은 변화를 증폭시켜 쉽게 볼 수 있습니다.

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C1을 1uF로 변경했습니다. 최대 100uF의 값을 사용할 수 있습니다. 전해 콘덴서가 필요할 것입니다. 또한 더 이상 출력 커패시터가 없습니다. 이것은 사운드 레벨에 따라 0에서 5V 사이의 출력 전압을 갖게됨을 의미합니다. 오실로스코프가있는 경우 출력에서 ​​파형을 봅니다. 그렇지 않으면 아날로그 판독 값이 예를 들어 750보다 높은 경우 LED를 켜보십시오. 750과 다른 값으로 실험 한 후 결과를보고하십시오.


나는 그 대부분을 이해합니다. 감사합니다. 이제 NPN 트랜지스터를 사용하므로 조용한 / 입력 진폭이 낮 으면 출력은 약 ~ 5V이고, 큰 / 입력 진폭이 높으면 ~ 0V가됩니다. 이것은 거꾸로 보인다. 선형 영역에서 ~ 0V는 'quiet'을 의미하고 ~ 5V는 'loud'를 사용하여 위와 정확히 동일하게 작동하도록 수정하는 방법이 있습니까?
Ehryk

@Ehryk 아니요, 출력은 0에서 5V 사이입니다. 자동차 사이렌을 가지고 일렉 트릿 마이크 근처에 놓으면 약 300Hz의 주파수에서 5Vpp의 피크에서 피크 진폭으로 사인파가됩니다. 5Vpp는 사인파 형태로 5V로 되돌아가 0V로 돌아 오는 것을 의미합니다. 이것 좀 봐 . 속삭임이있을 때, 음성으로 인해 주파수가 변하면 피크 대 피크 진폭은 약 1Vpp가됩니다. 즉, 1V로 돌아가서 0V로 돌아갑니다.
abdullah kahraman

그러나 위의 의견은 DC 오프셋을 무시합니다.
abdullah kahraman

조용히 ~ 0V, 크게 ~ 5V로 만들 수있는 방법이 있습니까? 캐패시터가 그렇게하지 않습니까? 내가 어떻게 든 웨이브의 음의 부분을 뒤집은 다음 약간 부드럽게 했습니까? 브리지 정류기 / 다이오드 브리지가 있습니까? ( en.wikipedia.org/wiki/Diode_bridge )
Ehryk

@Ehryk 예, 출력 커패시터와 엔벨로프 감지기를 추가 할 수 있습니다. 올바른 컴포넌트 값을 사용하면 사운드 진폭에 따라 아날로그 전압 레벨을 가질 수 있습니다. 그러나 나는 이것을 확신하지 못한다. 실험해야합니다. 결과를 얻은 후에는 읽은 ADC 값에 따라 소프트웨어에서 if-else 조건을 만드십시오.
abdullah kahraman

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PNP를 사용하더라도 공통 이미 터 클래스 A 증폭기는 항상 반전됩니다. 유일한 차이점은 전원 공급 장치 극성을 반전시키는 것입니다. 커패시터 대신 오디오 변압기를 사용하면 원하는대로 신호 위상을 변경할 수 있습니다. 그러나 아마도 두 개의 BJT를 사용하는 것보다 비용이 많이들 것입니다. 어쨌든 최종 질문을 해결하려면 출력을 수정하고 (단일 다이오드로도) 결과를 부하에 적용하고 (저항이 좋을 것) arduino 아날로그 입력에 공급해야합니다. 신호를 전혀 뒤집을 이유가 없습니다.


그렇다면 가장 간단한 비 IC 비인 버팅 증폭기는 무엇입니까 (클래스 또는 공통 이미 터에 관계없이)?
Ehryk

공통 수집기이지만 전압 이득이 필요하기 때문에이 경우에 사용하기에 적합하지 않다고 생각합니다.
Felice Pollano

전압 게인이 필요한 경우 공통베이스 (그러나 전류 게인 = 1) 이 경우 R1과 마이크를 간단히 바꾸어 두 번째 반전을 추가 할 수 있습니다. PNP가 필요하지 않습니다. 그러나 반전은 언급 된 문제를 해결하지 못합니다. 음량에 따라 로직 1 또는 0을 생성합니다.
Brian Drummond

논리 0-1을 찾고 있지 않습니다. Arduino의 아날로그 입력에는 각각 0V-5V에 0-1023을주는 10 비트 ADC가 있습니다. 이것에 대한 회로도를 줄 수 있습니까?
Ehryk

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이 앰프는 신호를 반전 시키지만 오디오 신호는 신경 쓰지 않아야합니다. 출력에서 얻을 수있는 것은 AC이며 커패시터는 DC를 차단합니다. 따라서 조용한 잡음의 경우 ~ 0V, 큰 소리의 경우 ~ 5V를 말할 수 없습니다. 원하는 것이 사운드 레벨 센서 인 경우 출력 캡 뒤에 "디모듈레이터"또는 "피크 검출기"라는 회로를 추가하는 것이 쉬운 방법입니다. 다이오드와 몇 개의 수동 부품 주위에 쉽게 구현됩니다.


이것의 다이어그램을 추가 할 수 있습니까? 또한 피크 검출기가 -2.5V와 2.5V 사이에서 변하지 않습니까? ~ 0V는 조용하고 ~ 5V는 가장 시끄럽기를 원합니다. 어떻게이 작업을 수행 할 수 있습니까?
Ehryk

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2 단 증폭기를 사용하여 간단히 출력을 두 번 반전시킵니다. ( 2 단계 및 비 반전 트랜지스터 증폭에 대한 자세한 내용은이 페이지를 참조하십시오. 매우 통찰력 있음 )

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

기존 회로도의 출력에 추가 된 동일한 값의 저항 및 커패시터, 동일한 2n3094 트랜지스터는 두 번째 반전을 제공합니다.

그러나 내가 틀렸다면 누군가 나를 교정하지만 회로도에는 간단한 바이어스 증폭기가 표시되므로 조용한 범위로 2.5V가 있고 더 많은 소리로 파형이 커집니다. 피크 대 피크는 ± 2.5V입니다. 중간 소리의 크기는 1v / 3v입니다.

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