Enkel VU-mätare från Kondensor-Mic.

[Sikmeister]

Badpojken skriver kondensatorelement*, men baserat på den låga utimpedansen tror jag att det rör sig om ett elektretelement av den typen som har inbyggd FET-förstärkare. I så fall är det inte så meningsfullt att prata om resistans, utan snarare viloström. Jag har en känsla av att den driver alldeles för mycket för att det ska vara roligt.

* Kondensatorelement är väl typen som måste förspännas med flera hundra volt, och buffras med extremt hög inimpedans?

[Gustav180]

Och här kommer mitt förslag. Den innehåller även en likriktare. Om man använder scottkydioder i stället för Si blir det ännu mindre spänningsbortfall.

[badpojken]

Först av allt: tack alla! Jag är helt ny här och är glatt överraskad att få så trevlig och hjälpsam respons!

Mikrofonen:
http://www.kjell.com/?item=24218&path=2 ... ,275020000

Det kommer alltså tyvärr inget datablad med och det finns heller inget skrivet på själva komponenten som hjälper till att identifiera den. Det enda jag vill uppnå är som sagt att ge PICen ett 'hum' (pun intended ) om hur stark bakgrundsljudet i rummet är genom en spänningsamplitud (helst positiv/likritad, men som det föreslagits är det möjligt att jag kan trixa lite i ASM och därmed mjukvarureglera signalen).

Det handlar bara om en prototyp, så prestanda behöver inte vara prioriterad, därav t ex den enkla mikrofonen. Får jag ett mätbart resultat som visar att konceptet är möjligt i enkelt utförande kan jag gå på djupet vad gäller prestandaoptimering.

Tack igen för alla förslag och information - kalasbra!

[psynoise]

Gustav180s kretsföreslag påminner något om en RMS-till-DC omvandlare, dock lite väl ospecificerat för att veta vad just likspänningensvärdet motsvarar. RMS-till-DC omvandlare finns att köpa färdiga, kolla Analog Devices sortiment

http://search.analog.com/search/default ... s&local=en

Precis som Sikmeister skriver bör man ändra min krets. Resistorn i serie med mikrofonen bestämmer utspänningen efter strömmen igenom dessa. Impedansen på 2 kΩ lurade mig innan, men nu tror jag som Sikmeister att det är en transistor kopplad till ett elektretelement, dvs ett kondensatorelement med inbyggd laddning.

[psynoise]

Ett tips är att kanske inte försöka satsa på att allt ska fungera med en gång. Man får bita i det sura äpplet och beställa komponenter i omgångar. Men börja med att mäta på mikrofonen med lämpligen 1 kΩ och 2,2 kΩ i serie, plus den matninsspänning du önskar. Använd oscilloskop för att få fram topp-till-topp spänning för högsta och lägsta ljudtryck du vill ha. Efter detta kan man konstruera en förstärkare när man vet vad som gäller.

[Gustav180]

psynoise: Det är en topp-bottenvärdes likriktare. DC ut är topp-bottenvärdet av växelspänningen (minus diodernas framspänningsfall). RMS är betydligt mer komplicerat att ta fram då det inte är en sinusspänning. Jag har uppfattat det som att den noggrannheten bör räcka.

[psynoise]

Oki, tänkte mest på att det blir en integrering med RC-filtret R6 och C4 som sträcker sig över ett visst tidsfönster. Gör man tidfönstret tillräckligt litet kan man kanske approximera det till toppvärdet för begränsad bandbredd.

Noggrannheten duger säkerligen, dock har vi inte fått reda på vilken storleksordning det ska vara mellan minsta och högsta värde. Med fel specifikation kommer det inte att fungera med diskreta dioder utan då får man ta till idealdiodkoppling. Och då kan man lika gärna kolla på kommersiella kretsar.

[Gustav180]

Minsta värdet är noll, ingen signal från mikrofon. Max värde är signalens maximala topp-bottenvärde minus två dioders framspänning. Med drivspänning på 5V och en rail-to-rail OP, så blir max utspänning 5 - 1,2 = 3,8 V med Si-dioder och 5 - 0,8 = 4,2V med Sc-dioder. Om man höjer drivspänningen och förstärkningen till OP:n, så går det att få ut 0 - 5V.

[psynoise]

Nja, om vi tänker oss spänningen i noden vid D1s katod från ditt schema. Denna spänning måste överstiga diodens framspänningsfall för att komma till ADC:n. Om vi tänker oss ett framspänningsfall på 0,7 V och en matningspänning på 5 V kommer vi få

20*log(5/0,7) dB = 17 dB

dynamik i mätning vilket är tok litet när man håller på att mäta ljudtryck. Eller är det jag som är helt ute och cyklar med mitt resonemang?

[badpojken]

Får jag inflika då, enligt senaste inläggen: Bör jag åtminstone ha en chans att få något där i alla fall delar är mätbara om jag knypplar ihop Gustas krets till att börja med? En lite lägre inspänning (dc) passar mig fint, då jag inte har tillgång till något vidare avancerat aggregat (3-15V dc). Jag har heller inget oscilloskop, men en vän har om det är så att jag behöver ett.

@psynoise: Vad leder ditt tänkta dynamikproblem till i praktiken? Dålig precision på mätvärdet (relativt ljudet) eller inget resultat alls? Om det bara handlar om kvantitativa fel spelar det inte så stor roll i den här fasen .

Tack för all hjälp!

[psynoise]

Dynamiken handlar om skillnaden mellan störst och lägsta värde. T.ex om din krets klarar av att detektera 40 dB ljudtryck kommer du kunna mäta till 40 dB + 17 dB = 57 dB, dvs din VU-meter kan visa värden mellan 40 och 57 dB vilket jag kan tänka mig inte är särskilt bra. Använder du istället ADC direkt kommer dynamiken begränsas av brusgolvet i kopplingen eller antal effektiva bitar hos ADCn. Nu vet jag inte vad det rör sig om, men ynka 17 dB lär det slå iaf.

Men vad har du för krav, i vilket område ska du mäta ljudtryck i. I min värld fungerar det tyvärr inte särskilt bra att bygga en prototyp för att sedan göra den avsevärt bättre. Beroende på vad man vill kommer man helt enkelt få göra olika lösningar.

Precis som många andra nybörjare här på forumet verkar det stora problemet vara att veta vad man är ute efter. När man väl har allt specificerat är det bara att börja att arbeta. Utan mål kommer man bara göra en massa konstiga beslut som kan medföra att projekt aldrig lyckas.

Mycket snack om lite, men så kan det bli så här dags på kvällen .

[badpojken]

Jag är ute efter att ge en utsignal baserad på bakgrundsljudet, mer eller mindre linjärt. Några decibel hit eller dit spelar ingen roll i nuläget, bara att PICen får en hygglig uppskattning av bakgrundsljudet så att slutsignalen i slutändan är någorlunda korrelerad med bakgrundsljudet. Jag vet väldigt väl vad jag vill uppnå, men har bara 4 eller så poäng i kretslära, och det var typ tio år sedan (och jag var inte speciellt intresserad, utan klarade mig mest på inlämningsuppgifterna ). Resten av de små grå är inriktade på fysik och medicin så där kommer jag till korta igen.

Om jag skall höfta skulle jag nog säga att jag vill kunna läsa normalnivå till högljudd, dvs runt 50dB till 100dB, så om kretsen är så begränsad som du säger, funkar det mycket riktigt inte. Om jag måste nöja mig med ett mindre omfång är det inte hela världen, men 17dB är för lite.

Om man struntar i likriktningen (vad jag förstår är det där skon klämmer och dynamiken tar stryk?) och enbart förstärker signalen från mikrofonen (mic pre-amp enligt t ex http://www.zen22142.zen.co.uk/Circuits/ ... 71_mic.htm) - vilket dynamiskt omfång kan man vänta sig från detta, om vi utgår från att jag kan fiska upp topparna i PICens assemblerkod (det är troligtvis inte speciellt svårt att sätta en check varje tiondels sekund eller så, och använda toppspänningen under den tidsramen)?

Mikrofonen utan förstärkning fungerar som tidigare konstaterat inte, då upplösningen blir så låg.

Tack igen för kloka ord!

[psynoise]

Brus från mikrofonförstärkaren kan man alltid minska genom att välja lägre impedanser i kopplingen samt byta till bättre operationsförstärkare. Men det som jag kan tänka mig begränsar dynamiken i det här fallet är ADC:n hos din µC. Kolla i databladet efter antalet effektiva bitar, kommer dock inte på vad dom brukar benämna det med på engelska. Från detta kan vi anpassa förstärkning så att en ljudnivå på 50 dB precis kommer över brusgolvet hos ADC:n.

Sedan får vi inte glömma bort att ändra kopplingen lite som du länkade till senast. 5 V matningsspänning borde vara enklast men kräver en annan operationsförstärkare. Som sagt innan kan vi lika gärna välja lite lägre impedanser.

Mikrofonens känslighet behöver vi också veta innan vi sätter igång med förstärkaren. Har du tillgång till en resistor och en stor kondensator kan du koppla enligt Kjells hemsida. Eventuellt mäta med ljudkort där apparaturen ska sitta i slutänden eller något akustiskt liknande ställe. Skulle inte detta inte fungera kan vi börja med att bygga en förstärkare som ger säg 10 gångers förstärkning och försöka mäta med den. Toppspänning borde man kunna läsa ur något PC-program, dock har jag inte koll på det själv.

[Gustav180]

psynoise: Helt riktigt tänkt, min likriktare reagerar först när insignalen överskrider ca 1,2V. Om man skall mäta bakgrundsljud, så är det just detta som skärs bort. Då är det bättre att gå direkt in på A/D-omvandlaren och lösa det med mjukvara.

[psynoise]

badpojken:
Här under är ett exempel på koppling som du kan använda för att göra testmätningen.

testforstarkare-0.1.png

Kod: Markera allt

U1    MCP6273, MCP6283 eller TS912IN?
R1    2,2 kΩ
R2    4,7 kΩ
R3    4,7 kΩ
R4    470 Ω
R5    4,7 kΩ + 47 kΩ
R6    100 Ω? (valfri)
C1    10 µF
C2    10 µF
C3    10 µF
C4    100 µF
C5    100 nF
C6    470 pF? (valfri)

Alla resistor är av metallfilms typ med en tolerans på 1%. 10 µF och 100 µF kondensatorer är av elektrolyt typ där spänningståligheten ska vara över 5 V. Till 100 nF blir polyester billigast. Till 470 pF blir någon keramisk typ bra.

C4 kopplas var som, vanligast direkt till anslutningskabeln med matningsspänning. C5 kopplast närmst den negativa matningspänningspinnen hos U1 men även i närheten av den positiva matningsspänningspinnen för att göra slingen så kort som möjlig.

C6 och R6 kopplas in om man får problem med radiodemodulation i kopplingen.

Val av operationsförstärkare är inte helt kritiskt. Vi vill ha en med rail-to-rail utgång, fungerande med matningsspänning på 5 V. Operationsförstärkaren ska även klara av att driva ca 4,7 kΩ last, vid 5 V blir det en ström på ca 1 mA.

Förstärkningen med ovanstående resistorresistanser blir 1+4,7/0,47 = 11. Detta vill vi ha något definierat så att vi kan räkna ut ungefär vad mikrofonen ger ut. Skulle inte förstärkningen räka till byter vi ut R5 till 47 kΩ och får förstärkningen 1 +47/0,47 = 101 gånger.