Tạo tín hiệu vi sai

Tôi đã được giao một nhiệm vụ nhỏ (thực ra đó là một phần của nhiệm vụ lớn hơn nhiều) trong đó yêu cầu là tạo ra tín hiệu trông giống như từ micrô. Các yêu cầu sau đây cần được lưu giữ:

• 1.0Vpp
• Sóng hình sin
• Chênh lệch

Bây giờ đây thực sự là hai câu hỏi:

• Tôi hiểu rằng tín hiệu cần phải là vi phân, vì vậy tôi cần hai tín hiệu nhưng hai tín hiệu này phải đối xứng quanh 0V? Đầu ra bình thường mà micro cung cấp ở đây là gì. Mặt khác: Tôi có thể chỉ sử dụng một sóng hình sin duy nhất, nhân nó với hai và đầu vào cho máy thu sẽ trông giống nhau không?

• Một cách rẻ tiền tôi có thể làm điều này là gì? Tôi hiểu rằng tôi có thể sử dụng một vi điều khiển và tính năng DAC của nó để tạo ra một sóng hình sin đẹp. Tuy nhiên, làm thế nào tôi có được một tín hiệu khác biệt từ đó. Hoặc có IC nào đã làm những gì tôi muốn không?

Tôi sẽ tiếp cận vấn đề này như hai vấn đề, tạo ra một sóng hình sin và tạo ra một trình điều khiển dòng cân bằng. Các câu trả lời khác đã đề cập đến bộ tạo sóng hình sin và đó là một điều dễ dàng để nghiên cứu và tôi không có gì để thêm vào đó. Tuy nhiên, tôi sẽ nói một số điều về trình điều khiển dòng vi sai.

Như một số người khác đã nói, cách thức kinh điển để làm điều này là với một máy biến áp. Transformers hoạt động tuyệt vời, nhưng lớn và đắt tiền. Trong các ứng dụng âm thanh, bạn sẽ cần một máy biến áp thậm chí còn đắt hơn để tránh gây ra sự biến dạng không thể chấp nhận được. Tuy nhiên, nếu bạn muốn trông giống hệt như một micrô động, đây là lựa chọn tốt nhất của bạn, vì một máy biến áp mô phỏng nhiều tính chất của cuộn dây trên micrô động hơn bất kỳ phương pháp nào khác.

Tuy nhiên, bất kỳ tín hiệu âm thanh cân bằng nào bạn nhận được từ bất kỳ thiết bị hiện đại nào được cấp nguồn có thể sẽ không có máy biến áp trong những ngày này, vì chi phí. Micro được cấp nguồn (tụ điện) có thể thuộc loại này; bảng trộn và tiền khuyếch đại gần như chắc chắn làm. Tôi đặc biệt khuyên bạn nên đọc Thiết kế giao diện âm thanh cân bằng hiệu suất cao để khảo sát các kỹ thuật phổ biến và giải thích chi tiết về các mối quan tâm có liên quan. Đồng thời xem Máy phát và Máy thu cân bằng II từ cùng một trang.

Cụ thể có một phần của bài viết sau này tôi sẽ tóm tắt ở đây: Điều quan trọng là trở kháng của cả hai đường dây là như nhau, do đó nhiễu sẽ dẫn đến cùng một điện áp, do đó nó có thể bị loại bỏ như chế độ chung. Có một tín hiệu ngược lại ở phía tiêu cực hoàn toàn không thành vấn đề . Trong bài viết đó, có một sơ đồ, dưới phần Hey! Đó là gian lận :

Xem bài viết để thảo luận chi tiết, nhưng bạn có thể thấy rõ rằng chân 3, mặt tiêu cực của tín hiệu, chỉ là một kết nối với mặt đất thông qua một điện trở. Hóa ra, nếu bạn tháo rời nhiều thiết bị âm thanh chuyên nghiệp, đây chính xác là loại trình điều khiển dòng họ sử dụng. Đó là bởi vì nó có khá nhiều lợi thế:

• Đơn giản
• Dễ cân bằng
• Nếu chân 3 được nối với mặt đất trên đầu vào không cân bằng, không có gì xấu xảy ra

Phần quan trọng duy nhất ở đây là đảm bảo R2 và R3 hoàn toàn bằng nhau. Sử dụng điện trở 1% hoặc tốt hơn hoặc cân bằng chúng với cầu Wheatstone để loại bỏ chế độ chung tốt nhất.

Nếu tôi hiểu chính xác, bạn muốn một mạch tạo ra sóng hình sin và cũng cung cấp hai phiên bản của nó cách nhau 180 độ. Điều này có thể dễ dàng đạt được với một bộ vi điều khiển, như một DSPIC với bộ xử lý 16 bit kép với đầu ra khác biệt trên mỗi kênh (chẳng hạn như DSPICfJ64GP802 - đây là hướng dẫn ngoại vi về bộ vi xử lý cho nó), đây là một mạch đệm vi sai điển hình được điều khiển từ một của các kênh:

Không có vi điều khiển

Đây là một tùy chọn không vi mô:

Điều này kết hợp bộ tạo dao động cầu Vienna (thai nhi có thể được thay thế bằng bóng đèn sợi đốt nếu muốn) với bộ đệm bóng bán dẫn đơn giản, lấy đầu ra từ bộ thu và bộ phát. Đường ray là +/- 12V (có thể được thiết kế thấp hơn nếu cần thiết)

Mô phỏng:

Lưu ý rằng ở trên sẽ tổng hợp thành 2V pk-pk khi nó đến bất cứ nơi nào nó đến - bạn có thể dễ dàng kiểm soát biên độ bằng cách thay thế R11 và R12 bằng một cái nồi.

Khi bạn có tín hiệu không đối xứng và muốn có tín hiệu đối xứng (đọc: vi sai) và tín hiệu cần thiết của bạn sẽ trông giống như từ micrô (động) (ngoại trừ bạn muốn mức cao hơn 1 Vpkpk), thiết bị được chọn là DI Hộp .

Chúng bao gồm, trong phiên bản thụ động của chúng, một biến áp tần số âm thanh và thường có một nút trung tâm ở phía đầu ra có thể được kết nối với GND bằng một công tắc nếu muốn. Ngoài ra, có các phiên bản hoạt động, sử dụng OpAmps thay vì máy biến áp. Chúng sử dụng, đơn giản hóa, bộ đệm và biến tần. Bộ đệm tạo tín hiệu cùng pha với nguồn của bạn và biến tần tạo tín hiệu lệch pha 180 ° so với tín hiệu gốc. Bộ đệm và đảo ngược = Khác biệt.

Thông thường, tín hiệu vi sai của bạn đối xứng quanh 0 V. Phía đầu ra của máy biến áp thậm chí còn nổi miễn là bạn để công tắc mở (nghĩa là đối xứng với không có gì hơn giá trị trung bình của chính nó), đó là một lợi ích bổ sung để tránh các vòng lặp trên mặt đất.

Một máy biến áp như zebonaut gợi ý chắc chắn sẽ tạo ra tín hiệu vi sai tốt với phần thưởng là cách ly chế độ chung.

Một cách khác là tạo ra hai tín hiệu ở vị trí đầu tiên. Vì bạn đang tổng hợp điều này, nên không khó để sắp xếp. Ví dụ, sử dụng hai đầu ra PWM D / As hoặc được lọc của vi điều khiển. Bạn có thể đảm bảo averag luôn giống nhau đủ dễ dàng trong phần sụn. Hai tín hiệu này vẫn có độ lệch DC bằng một nửa điện áp cung cấp, nhưng điều đó là phổ biến với các mạch âm thanh. Bạn đệm hai tín hiệu, sau đó ghép chúng lại với nhau cho đến đầu ra. Đặt một điện trở yếu, như 10 kΩ xuống đất trên mỗi đầu ra để dịch chuyển trung bình xuống đất và rò rỉ bất kỳ điện tích tĩnh nào có thể tích tụ và để điện áp quá cao để giữ cho các nắp bị tắt.

Đã thêm về bộ đệm

"Đệm" tín hiệu điện áp thường có nghĩa là giữ điện áp như cũ nhưng để giảm đáng kể trở kháng. Nói cách khác, tín hiệu đệm có thể cung cấp nhiều dòng điện hơn phiên bản không có bộ đệm.

Một cách đơn giản để đệm tín hiệu là với opamp ở chế độ "theo dõi điện áp". Đây chỉ là một opamp với đầu ra của nó gắn liền với đầu vào tiêu cực của nó. Bất cứ điều gì sau đó bạn đưa vào đầu vào tích cực sẽ hiển thị trên đầu ra, nhưng với khả năng ổ đĩa hiện tại của opamp.

Trong trường hợp của bạn, các đầu ra A / D hoặc PWM được lọc sẽ có trở kháng cao và không phù hợp để gửi qua cáp. Hai opamp được cấu hình như theo dõi điện áp sẽ khắc phục điều đó.

Một bộ chia pha đơn giản có thể được chế tạo từ một bóng bán dẫn duy nhất có cùng điện trở trong các mạch phát (bộ đảo ngược) bộ thu (không đảo). Cân bằng của nó là khá tốt nhưng phụ thuộc vào hFE của bóng bán dẫn.

Các giá trị phải đủ gần với 5V. Kiểm tra xem Ve có khoảng Vcc / 4 (đặt một nửa điện áp cung cấp trên bóng bán dẫn) và điều chỉnh R3 hoặc R4 nếu cần.