Håller på med ett projekt där jag bl.a. skall ha tre högtalare inkopplade till en PIC16F886. Använder mig av Roman Black's BTc encoder (1.5bit). Tänkte utgå från den koppling som syns på den tredje bilden ovanifrån på sidan http://romanblack.com/picsound.htm. Kondensatorn skall vara 0.22uF och motstånden 700-13kΩ beroende av inställningarna jag har när jag kodar ljudet. I hjälpfilen till programmen nämns dessutom ytterligare ett motstånd och en kondensator där det står Audio Out (med 1/3 av värdet av motstånden och kondensatorn innan).
Det jag undrar över nu är lite om hur jag skall koppla in högtalare, hur jag skall göra med förstärkning etc.
För det första: vilka högtalare passar bra? Högtalarna skall sitta i en modellbåt och mest spela upp lite motorljud, kanonbuller, flygande helikoptrar, varningssignaler etc. Tänkte ta en runda vi elfa inom någon vecka, kan t.ex. denna vara lämplig? Är 8Ω lämpligt? Har ingen koll alls på hur jag räknar med förstärkning, effekt och dylikt!
Här behövs alltså den mesta hjälpen: hur förstärker jag lämpligen signalen? Fungerar det med en vanlig BC542, eller behövs det något annat? Och hur räknar jag ut hur mycket effekt högtalaren drar, och hur kan jag förändra kretsen för att få effekten (volymen?) till en lagom nivå?
Tips, idéer, förklaringar och länkar till bra läsning mottages med tacksamhet!
PIC, högtalare & förstärkning
Okej, jag försöker fråga något mer specifikt... Ritade ihop följande krets som diskussionsunderlag:
Värdena för R1, R2 och R3 är enligt BTc:s rekommendationer för 1.5bit@19531MHz. PICen körs på 20MHz, så denna frekvens ger 256 instruktioner per bit.
Vidare läste jag att det kan vara en god idé att lägga till R3 & C2 (1/3 av de tidigare). Kom just att tänka på att R3 kanske skulle varit 1/3 av R1+R2... Vad vet jag...
Antar att det lär behövas någon form av förstärkning, så jag satte dit en BC547. Ingen aning om hur det fungerar, hoppas någon kan upplysa mig om bättre (men tillika) enkla sätt.
Högtalaren är av 8Ω-variant. Lade dit ett moststånd R4 för säkerhets skull, har ingen aning om strömmen annars kan bli för hög. Värdet på detta motstånd är jag dock inte säker på, kanske en 16-20Ω? Har även sätt kretsar där det ligger en kondensator mellan +5V och högtalaren, hur fungerar det i jämförelse?
Hoppas någon orkar läsa igenom, sätta sig in i och besvara mina många och spridda frågor!
Värdena för R1, R2 och R3 är enligt BTc:s rekommendationer för 1.5bit@19531MHz. PICen körs på 20MHz, så denna frekvens ger 256 instruktioner per bit.
Vidare läste jag att det kan vara en god idé att lägga till R3 & C2 (1/3 av de tidigare). Kom just att tänka på att R3 kanske skulle varit 1/3 av R1+R2... Vad vet jag...
Antar att det lär behövas någon form av förstärkning, så jag satte dit en BC547. Ingen aning om hur det fungerar, hoppas någon kan upplysa mig om bättre (men tillika) enkla sätt.
Högtalaren är av 8Ω-variant. Lade dit ett moststånd R4 för säkerhets skull, har ingen aning om strömmen annars kan bli för hög. Värdet på detta motstånd är jag dock inte säker på, kanske en 16-20Ω? Har även sätt kretsar där det ligger en kondensator mellan +5V och högtalaren, hur fungerar det i jämförelse?
Hoppas någon orkar läsa igenom, sätta sig in i och besvara mina många och spridda frågor!
-
PHermansson
- EF Sponsor
- Inlägg: 4340
- Blev medlem: 22 december 2004, 00:46:38
- Ort: Särestad Grästorp
- Kontakt:
Ah, sodjan, hänger inte riktigt med här. Hur "belastar jag utgången lite mer högohmigt"? Ett motstånd mellan C2 & BC547?
Lite smått intresserad av att byta ut transistorn mot en LM386 efter att ha läst lite om den. Titta på databladet, Typical Applications, Amplifier with Gain = 200. Om jag från schemat jag ritade tar bort bc547 samt R4 och därefter kopplar in "output" på Vin i kretsen i databladet, hur verkar det då? En ytterligare fråga om kretsen i databladet: potentiometern (10k) på Vin, är den där som volymkontroll?
Lite smått intresserad av att byta ut transistorn mot en LM386 efter att ha läst lite om den. Titta på databladet, Typical Applications, Amplifier with Gain = 200. Om jag från schemat jag ritade tar bort bc547 samt R4 och därefter kopplar in "output" på Vin i kretsen i databladet, hur verkar det då? En ytterligare fråga om kretsen i databladet: potentiometern (10k) på Vin, är den där som volymkontroll?
Den där har en ingångsimpedans på ca 50 kohm (Input Resistance (RIN) på
sidan 2) vilket i alla fall är bättre än trissan direktkopplad.
> potentiometern (10k) på Vin, är den där som volymkontroll?
Notera att det på bild DS006976-11 står just "Vol", vilket
sannolikt ska läsas just "volume" och inte "V-ol"...
sidan 2) vilket i alla fall är bättre än trissan direktkopplad.
> potentiometern (10k) på Vin, är den där som volymkontroll?
Notera att det på bild DS006976-11 står just "Vol", vilket
sannolikt ska läsas just "volume" och inte "V-ol"...
Dessutom skulle jag nog stoppa in en lämplig lågpassfilter av andra eller tom. fjärde ordningen vid lämplig brytpunkt typ 4000 Hz innan LM386 för att få bort en hel av högfrekvensväsandet och kvantiseringsbruset - får man bort det så upplevs kvaliten genast högre även om frekvensområdet bara är 'telefonklass'
man kan inte förbättra ett RC-filter låpassegenskaper speciellt mycket genom att sätta fler RC-länkar efter varandra som i schemats R1,2,3 och C1,2 - skall det börja kapa ordentligt så måste man ha induktans så att det blir LC-LC-kedja och induktansen skapas då med någon gyratorkoppel mha. OP-amp
ett förslag i stil med:
Butterworth med 3 dB brytfrekvens vid 4000 kHz och sedan faller med 24 dB/oktav - dvs vid 8 kHz så är diskanten undertryckt med ca 24 dB.
med chebyshev 1 dB rippel vid 4000 Hz brytpunkt kan man få ungefär 32 dB dämpning vid 8 kHz
(kondingvärdena är ganska kinkiga så man bör paralellkoppla till hyffsad närhet av de i schemat önskade värden. Dessutom måste ingången DC-biaseras till 2.5 Volt via motstånd och DC-blockkonding mot PIC-utgångarna om du inte har +/-spänningsmatning)
man kan inte förbättra ett RC-filter låpassegenskaper speciellt mycket genom att sätta fler RC-länkar efter varandra som i schemats R1,2,3 och C1,2 - skall det börja kapa ordentligt så måste man ha induktans så att det blir LC-LC-kedja och induktansen skapas då med någon gyratorkoppel mha. OP-amp
ett förslag i stil med:
Butterworth med 3 dB brytfrekvens vid 4000 kHz och sedan faller med 24 dB/oktav - dvs vid 8 kHz så är diskanten undertryckt med ca 24 dB.
med chebyshev 1 dB rippel vid 4000 Hz brytpunkt kan man få ungefär 32 dB dämpning vid 8 kHz
(kondingvärdena är ganska kinkiga så man bör paralellkoppla till hyffsad närhet av de i schemat önskade värden. Dessutom måste ingången DC-biaseras till 2.5 Volt via motstånd och DC-blockkonding mot PIC-utgångarna om du inte har +/-spänningsmatning)
Hmm, låter ju intressant det där, xxargs. Givetvis poppar det upp fler frågor i.o.m. detta, dock...
"DC-biaseras till 2.5 Volt via motstånd och DC-blockkonding mot PIC-utgångarna" - här är jag inte med. En spänningsdelare med två motstånd så att spänningen hamnar på 2.5V? Skall det vara vid C1? Och DC-blockkondning, en kondensator före R1 & R2 (dvs direkt mot pic-utgångarna)? Eller efter R1 & R2?
Menar du också att R3 & C2 skall tas bort om jag använder mig av ett av de filter som du visat?
Chansar på att slänga in ytterliga två frågor: någon speciell OP-amp som rekommenderas (skall ha tre stycken separata kanaler, så tre stycken behövs). Dessutom, finns det någon speciell typ av kondensator som lämpar sig speciellt bra i dessa kretsar, eller är det olika beroende på var i kretsen de sitter?
"DC-biaseras till 2.5 Volt via motstånd och DC-blockkonding mot PIC-utgångarna" - här är jag inte med. En spänningsdelare med två motstånd så att spänningen hamnar på 2.5V? Skall det vara vid C1? Och DC-blockkondning, en kondensator före R1 & R2 (dvs direkt mot pic-utgångarna)? Eller efter R1 & R2?
Menar du också att R3 & C2 skall tas bort om jag använder mig av ett av de filter som du visat?
Chansar på att slänga in ytterliga två frågor: någon speciell OP-amp som rekommenderas (skall ha tre stycken separata kanaler, så tre stycken behövs). Dessutom, finns det någon speciell typ av kondensator som lämpar sig speciellt bra i dessa kretsar, eller är det olika beroende på var i kretsen de sitter?
Ersätt R3 med C2 och öka dess värde till 220 - 1000 nF, position C2 monteras inte alls, efter 'R3' (nu med konding) mot OP-ampfilter så sätter du mycket riktigt säg 47 kOhm till backen och 47 kOhm kOhm mot VCC för att biaserar för halva matningsspänningen, om VCC är störningsfri vill säga.
Annars får du göra en separat spänningsdelare som filtreras med konding mot backen och sedan mata dess U/2 till ingången på filtret via tex. 47 kOhm motstånd - du kanske får pussla lite med värdena beroende på hur PIC:ens utgångar arbetar och dess drivförmåga
När det gäller OP-ampar så får du leta efter någon med hyffsad rail to rail för 5-voltsdrift (maxim har säkert någon) - någon kanske säger billig LM324, men jag har haft dålig erfarenhet med crossoverdist vid komplex last - och filter är just komplexa i sin lastkaraktär...
den extra R3 och C2 som är inlagd i schemat har väldigt liten förbättringsfaktor på första RC-länken gentemot att köra med föreslagna riktiga filtren - hade det varit ett lämplig induktans istället för R3 och passande kondingvärden före och efter så hade du kunnat få 18 dB/oktav, medans med befintliga arragemang nu med två RC-steg kanske fått till 8 dB/oktav tillsammans. Med Chebyshev-alternativet med OP-ampar får du typ 32 dB dämpning vid 8 KHz - accepterar du 3 dB-rippel i passbandet så är det möjligt med 36-38 dB dämpning vid 8 KHz och ändå ha full nivå (inom 3 dB) vid 4 kHz .
Annars får du göra en separat spänningsdelare som filtreras med konding mot backen och sedan mata dess U/2 till ingången på filtret via tex. 47 kOhm motstånd - du kanske får pussla lite med värdena beroende på hur PIC:ens utgångar arbetar och dess drivförmåga
När det gäller OP-ampar så får du leta efter någon med hyffsad rail to rail för 5-voltsdrift (maxim har säkert någon) - någon kanske säger billig LM324, men jag har haft dålig erfarenhet med crossoverdist vid komplex last - och filter är just komplexa i sin lastkaraktär...
den extra R3 och C2 som är inlagd i schemat har väldigt liten förbättringsfaktor på första RC-länken gentemot att köra med föreslagna riktiga filtren - hade det varit ett lämplig induktans istället för R3 och passande kondingvärden före och efter så hade du kunnat få 18 dB/oktav, medans med befintliga arragemang nu med två RC-steg kanske fått till 8 dB/oktav tillsammans. Med Chebyshev-alternativet med OP-ampar får du typ 32 dB dämpning vid 8 KHz - accepterar du 3 dB-rippel i passbandet så är det möjligt med 36-38 dB dämpning vid 8 KHz och ändå ha full nivå (inom 3 dB) vid 4 kHz .
Här kommer ett nytt schema. Aningen rörigt, men jag hoppas ni förstår...
De tre ljudkretsarna kommer att drivas av samma batteri som driver tre Speed 400-motorer, två normalservon samt 8 miniservon. Alla servon, inkl. pic och ljudet drivs från samma spänningsregulator. Så spänningen lär väl inte vara alltför stabil... Skulle kunna lägga in en skild spänningsregulator för pic och ljud, skulle det göra någon skillnad?
Har försökt följa dina råd, xxargs. Värdet på C7 vet jag inte, får väl prova mig fram när jag får chansen (åker till EFLA och handlar på lördag). Ska leta upp någon bra OP-amp, till schemat tog jag bara den första som jag hittade i biblioteket... Vid LM386 pin 7 skulle jag kanske lägga en kondensator mot jord ("bypass" står det i databladet).
Måste även sitta och räkna lite på det här, skall få in processor, en Easy Radio 400 samt tre ljudkretsar på ett dubbelsidigt 60x35,5mm kort. Skall bli intressant och se om det är möjligt
. Det blir mycket övning på ytmonterat här, skulle jag tro... Alternativet är att lägga ljudkretsen i en egen låda, men det är inte lika roligt...
De tre ljudkretsarna kommer att drivas av samma batteri som driver tre Speed 400-motorer, två normalservon samt 8 miniservon. Alla servon, inkl. pic och ljudet drivs från samma spänningsregulator. Så spänningen lär väl inte vara alltför stabil... Skulle kunna lägga in en skild spänningsregulator för pic och ljud, skulle det göra någon skillnad?
Har försökt följa dina råd, xxargs. Värdet på C7 vet jag inte, får väl prova mig fram när jag får chansen (åker till EFLA och handlar på lördag). Ska leta upp någon bra OP-amp, till schemat tog jag bara den första som jag hittade i biblioteket... Vid LM386 pin 7 skulle jag kanske lägga en kondensator mot jord ("bypass" står det i databladet).
Måste även sitta och räkna lite på det här, skall få in processor, en Easy Radio 400 samt tre ljudkretsar på ett dubbelsidigt 60x35,5mm kort. Skall bli intressant och se om det är möjligt
. Det blir mycket övning på ytmonterat här, skulle jag tro... Alternativet är att lägga ljudkretsen i en egen låda, men det är inte lika roligt...-
PHermansson
- EF Sponsor
- Inlägg: 4340
- Blev medlem: 22 december 2004, 00:46:38
- Ort: Särestad Grästorp
- Kontakt:
kolla som sagt svinget på utgången och att den kan matas med den tillgägliga spänningen (5 volt ?)
Om det inte står specifikt rail to rail så bruka svinget ligga typ lägst 1.5 Volt till 3.5 Volt som högst - dvs utgången kan röra sig ca 2 volt vid 5 Volt matning.
några är också asymetriska typ kan sänka till ett par 100 mV över jord men kan inte höja över 3.5 Volt - det blir till att läsa databladen noggrant.
Om det inte står specifikt rail to rail så bruka svinget ligga typ lägst 1.5 Volt till 3.5 Volt som högst - dvs utgången kan röra sig ca 2 volt vid 5 Volt matning.
några är också asymetriska typ kan sänka till ett par 100 mV över jord men kan inte höja över 3.5 Volt - det blir till att läsa databladen noggrant.
TL072 är inte rail-to-rail. Har inte lyckats klura ut exakt hur stort svinget är, max verkar ligga omkring 4V vid 5V matning.
Hur viktigt är det med rail-to-rail? Vad är det viktigaste som jag skall titta på när jag letar lämplig op-amp för det här ändamålet? Lite överkurs för mig, än så länge... Många verkar dessutom ganska dyra, kan inte tänka mig att betala mer än 100kr för en fyrdubbel och en dubbel.
Hur viktigt är det med rail-to-rail? Vad är det viktigaste som jag skall titta på när jag letar lämplig op-amp för det här ändamålet? Lite överkurs för mig, än så länge... Många verkar dessutom ganska dyra, kan inte tänka mig att betala mer än 100kr för en fyrdubbel och en dubbel.
Hur stor sving du behöver beror på hur mycket du behöver ha in till LM386:n för full ljudstyrka + lite marginal
för säg 100 mV AC så krävs det 2*1.414 = 0.283 Volt i sving - räcker det för din application så behöver du inte leta mer.
TL072 är nog inte lämplig för detta då den enlig databladet +/- 12V - +/- 13.5V Volt sving vid +/- 15 Volt matning - det blir inte mycket kvar vid single 5 Volt matning om 1.5 -3 volt försvinner i ändlägena då dessa lovar allt ifrån att du har kvar 2 Volt sving kvar till -1 Volt swing kvar beroende på last vid 5 volt matning.
en urgammal krets som jag/företaget använde förr i många konstruktioner i telefonikretsar för över 10 år sedan var MC3403 med ungefär 3 volt kvar i sving vid 5 Volt matning - den OP-n bråkade aldrig någonsin med dumheter som självsvängningar eller olinjärt distorderad utsignal med komplexa laster som tex LM324 gjorde...
Men tillgängligheten på dessa kan nog vara knepig idag, och brusfaktorn är heller inte så bra - finns många bättre modernare kretsar
---
Mycket av ingenjörsarbetet är just att leta ut passande krets för tänkt application, mao. mycket bläddrade i specar och läsa datablad på detaljnivå hos olika tillevrkare för att hitta detaljerna som kan störa lösningen - ja förutom att prisbilden och tillgängligheten vägs in också...
en gammal klassiker som CA3140 har tex. nedspänningen 0.13 Volt men kan inte gå upp högre än 3 Volt på utgången - då hamnar man läget att U/2 inte är det optimala värdet för biasering utan borde ha legat på ca 1.6 Volt om man skall nyttja max sving etc.
gå till ELFA - skriv 'OP-amp' i sökningen och titta i översiktstabellerna för OP-amp - där kan du klicka ned i dessa alternativ och se om några redovisar enkel 5-voltsmatning (eller +/- 2.5 volt matningt) - ta ut dessa (nu ganska få alternativ) och läs vidare i dess datablad ang. sving, brus, strömförsörjning, symmentri upp/ned-kant, snabbhet, pris etc. ...och glöm inte att titta på footprint-inkopplingen också om du vill kunna byta mellan flertal olika OP-ampar utan att cadda om kretskortet - alla är inte lika...
för säg 100 mV AC så krävs det 2*1.414 = 0.283 Volt i sving - räcker det för din application så behöver du inte leta mer.
TL072 är nog inte lämplig för detta då den enlig databladet +/- 12V - +/- 13.5V Volt sving vid +/- 15 Volt matning - det blir inte mycket kvar vid single 5 Volt matning om 1.5 -3 volt försvinner i ändlägena då dessa lovar allt ifrån att du har kvar 2 Volt sving kvar till -1 Volt swing kvar beroende på last vid 5 volt matning.
en urgammal krets som jag/företaget använde förr i många konstruktioner i telefonikretsar för över 10 år sedan var MC3403 med ungefär 3 volt kvar i sving vid 5 Volt matning - den OP-n bråkade aldrig någonsin med dumheter som självsvängningar eller olinjärt distorderad utsignal med komplexa laster som tex LM324 gjorde...
Men tillgängligheten på dessa kan nog vara knepig idag, och brusfaktorn är heller inte så bra - finns många bättre modernare kretsar
---
Mycket av ingenjörsarbetet är just att leta ut passande krets för tänkt application, mao. mycket bläddrade i specar och läsa datablad på detaljnivå hos olika tillevrkare för att hitta detaljerna som kan störa lösningen - ja förutom att prisbilden och tillgängligheten vägs in också...
en gammal klassiker som CA3140 har tex. nedspänningen 0.13 Volt men kan inte gå upp högre än 3 Volt på utgången - då hamnar man läget att U/2 inte är det optimala värdet för biasering utan borde ha legat på ca 1.6 Volt om man skall nyttja max sving etc.
gå till ELFA - skriv 'OP-amp' i sökningen och titta i översiktstabellerna för OP-amp - där kan du klicka ned i dessa alternativ och se om några redovisar enkel 5-voltsmatning (eller +/- 2.5 volt matningt) - ta ut dessa (nu ganska få alternativ) och läs vidare i dess datablad ang. sving, brus, strömförsörjning, symmentri upp/ned-kant, snabbhet, pris etc. ...och glöm inte att titta på footprint-inkopplingen också om du vill kunna byta mellan flertal olika OP-ampar utan att cadda om kretskortet - alla är inte lika...
Har rotat runt lite på Elfa, men jag vet fortfarande inte riktigt vad jag letar efter. Det beror givetvis på att jag inte har koll på hur filtret och förstärkaren egentligen fungerar, och tyvärr finns det inte tid att sätta mig in i det nu (skulle kräva många, många timmar studerande för en lekman som mig). Men om jag tar en rail-to-rail op-amp med till synes hyfsad data så bör det väl förhoppningsvis duga för mig. Kanske TS922/924?
Tacksam för all hjälp jag får, men just nu är det väldigt mycket överkurs för mig!
Tacksam för all hjälp jag får, men just nu är det väldigt mycket överkurs för mig!
