Sto cercando di leggere semplicemente il livello sonoro generico da un microfono a elettrete. Ho visto una serie di schemi con transistor NPN, che forniranno un'uscita invertita (~ 5V quando silenzioso, ~ 0V quando rumoroso, funzionamento lineare in mezzo).

Ecco un esempio:

Tuttavia, vorrei un'uscita non invertita (funzionamento lineare, ingresso super silenzioso da ~ 0 V, ingresso super rumoroso da ~ 5 V). Mi rendo conto di poterlo correggere facilmente nel software, ma in un certo senso mi sembra arretrato e non riesco a trovare alcun esempio di uscita non invertente con un transistor PNP.

C'è una ragione per questo oltre ad essere fuori dal comune? Se è possibile, qualcuno potrebbe fornire uno schema di un microfono a elettrete e transistor PNP che fornirà ~ 0 V quando è silenzioso e ~ 5 V quando è rumoroso?

Inoltre, c'è qualche motivo per cui questo è così raro o indesiderabile? Gli NPN sembrano essere usati molto più spesso dei PNP, perché?

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Sembra che ero piuttosto confuso in quello che avrei ottenuto come output dal preamplificatore NPN, che sarebbe 0 V per il silenzio e +/- Vin / 2. Ecco cosa voglio invece:

0 V in modalità silenziosa, ~ 2,5 V in livelli sonori medi, ~ 5 V in livelli sonori massimi. Questo potrebbe essere letto facilmente dall'ADC in "livello sonoro" senza molto lavoro. Tuttavia, non posso alimentare tensioni <0 V o> 5 V al comparatore analogico. Sembra che voglio quanto sopra con un rilevatore di inviluppo, tuttavia ciò mi porterebbe solo da 0 V a 2,5 V. Come faccio a variare da 0 V a 5 V, 0 V come "silenzioso" e 5 V come "rumoroso", con tutto compreso tra lineare?

Per quanto ho capito, stai cercando di creare una sorta di rilevatore di livello sonoro, che ti permetterà di rilevare se c'è un suono con un certo volume o meno. Puoi farlo con piccole modifiche allo schema che hai. Ma prima di ciò, dovresti capire il circuito.

Rompiamo quel circuito. Prima di tutto la parte con il microfono.

R1 serve per fornire la potenza necessaria al microfono e questo si chiama polarizzazione del microfono. Un microfono genera una tensione CA, che a volte è negativa e talvolta positiva e cambia la maggior parte delle volte. Pensa a un'onda sinusoidale . Ma ricorda, abbiamo avuto una certa propensione ad esso che è una tensione CC. Dobbiamo eliminarlo e dare solo la tensione CA all'amplificatore. E farlo è facile con un semplice condensatore singolo. Un condensatore non lascia passare la corrente continua, ma lascia passare facilmente la corrente alternata. Abbiamo bloccato la parte CC della tensione sul microfono a elettrete.

Ora diamo un'occhiata all'amplificatore stesso. Immagina che non ci sia nient'altro che lo schema seguente:

In questa configurazione, il transistor è polarizzato per essere nella regione lineare. È sul bordo di essere acceso o spento, ma non è nessuno dei due. Se fosse completamente acceso, sarebbe saturo. Se fosse completamente spento, non sarebbe affatto diretto. Ma è nel mezzo, che si chiama regione lineare.

Quando è configurato in questo modo, se tocchi (non letteralmente) alla base di esso, creando una piccola modifica, l'output cambierà ampiamente. Questo è ciò che ha chiamato l'amplificazione. Puoi chiedere a Google informazioni più dettagliate.

E se combinassimo i due circuiti sopra menzionati. Un microfono a elettrete distorto con un condensatore produrrà piccoli cambiamenti rispetto al suono. Il transistor amplifica questi piccoli cambiamenti in modo che possano essere visualizzati facilmente:

Si noti che ho modificato C1 in 1uF. È possibile utilizzare valori fino a 100 uF. Probabilmente avrai bisogno di condensatori elettrolitici. Si noti inoltre che non esiste più un condensatore di uscita. Ciò significa che avrai una tensione di uscita compresa tra 0 e 5 V, a seconda del livello del suono. Se si dispone di un oscilloscopio, visualizzare la forma d'onda sull'uscita. In caso contrario, prova ad accendere un LED se la lettura analogica è superiore, ad esempio, a 750. Sperimenta con valori diversi da 750, quindi segnalami i risultati.

L'amplificatore di classe A dell'emettitore comune si inverte sempre anche se si utilizza un PNP, l'unica differenza è l'inversione della polarità dell'alimentazione. Se si utilizza un trasformatore audio anziché un condensatore, è possibile modificare la fase del segnale come desiderato. Ma probabilmente costerà di più rispetto all'uso di due BJT. Per risolvere comunque la tua domanda finale, devi correggere (anche con un singolo diodo) l'uscita e applicare il risultato a un carico (un resistore andrebbe bene) e inviarlo all'ingresso analogico arduino. Non c'è motivo di invertire il segnale.

Questo amplificatore inverte il segnale, ma non dovresti preoccuparti di un segnale audio. Quello che avrai in uscita è AC, un condensatore blocca DC. Quindi, non si può dire ~ 0 V per rumore silenzioso e ~ 5 V per rumore forte. Se quello che vuoi è un sensore di livello sonoro, un modo semplice è aggiungere, dopo il cappuccio di uscita, un circuito chiamato "demodulatore" o "rilevatore di picco", facilmente implementabile attorno a un diodo e alcuni componenti passivi.

Basta invertire l'uscita una seconda volta, usando un amplificatore a 2 stadi. ( Vedi questa pagina per maggiori informazioni sull'amplificazione a due stadi e transistor senza inversione. Molto approfondito )

Lo stesso valore di resistori e condensatori, lo stesso transistor 2n3094, aggiunto all'uscita del tuo schema esistente, fornirebbe una seconda inversione.

_{Ma qualcuno mi correggerà se sbaglio, ma il tuo schema mostra un semplice amplificatore distorto, quindi avresti davvero 2,5 v come intervallo di silenzio e la forma d'onda diventa più grande con più suono? Avrai un picco da 2,5 a picco-picco. Avresti 1v / 3v come volume medio.}