Arduino Due gitarr ADC Input och DAC produktionen Mixer (1 / 4 steg)

Steg 1: Design

jag är inte en elektrisk ljudteknikern med stor erfarenhet av audio förstärkare. Men jag är i modern tid och det finns massor av hjälp via interweb. Jag använde det interweb här och en android krets simulering app som kallas EveryCircuit. Efter flera månader av fel slutade jag upp med designen ovan.

Som jag gillar ibland att tanklöst strimla min gitarr, var en av grunder för planeringen att rå gitarren signalerar bör passera genom krets med lite inblandning från fas skiftande kondensatorer och buller genererar motstånd som möjligt. Flytta virtuella krukor i simuleringen visar att detta är fallet med denna krets.

Kretsen är byggd av fyra op förstärkare. Jag använde opa2132p. Enheten innehåller två opamps i en 8-pin dil paket. I diagrammet ovan:

Grön: är gitarr insignalen.
Blå: är DAC insignalen från förfallodatum.
Red: är blandade utdata.
Orange: är signalen matas till ADC på Due

Op-amp 1 (nedre vänstra): Syftet med denna opamp är för buffring gitarren ingång. Det är i stort sett bara en spänning anhängare. Op-amp är makt stift är 5V och -5V. Produktionen konsumeras av blandande kretsen (överst till höger) och ADC börvärdessignalerna krets (nederst till höger).

Op-amp 2 (nederst till höger): här tar buffrade guitar input från op amp 1 och ger det en lämplig bias ska matas in arduino due ADC. Bias uppnås genom en fast spänning för den + input (ignorera 1.9V i diagrammet - i praktiken är detta 1.65V vilket är exakt halvvägs mellan 0V och 3.3V). Signalen levereras till negativa ingången via en 4.7uF frikoppling kondensator och en 10Kohm pott som kan användas för att lägga till några få till signalen så att det fyller ADC 0-3.3V utbud. Produktionen är också matas tillbaka via potten för att förhindra att op förstärkaren mättar. Denna förstärkare drivs med 5V och 0V spårbundna sin försörjning.

Produktionen av denna op-amp är mellan 0 och 5V. Så har jag använt en 22K, 22K +68 K spänningsavdelare minska den till 3.3V.

[Uppdatering: 26 Jan 2014: Jag har lagt till en Low Pass Filter 16KHz i 1Kohm och en 10nF. Detta är eftersom jag provtagning signalen på 32768 Hz. Nyquist säger att frekvenser över 32768/2 kan maskerad som frekvenser under detta värde. Detta filter skär det aliasing tillbaka. BTW dess också varför ljud program köras på 44KHz... När mänskliga hörseln går bara till 20 KHz.]

Växeln och 274Kohm resistorn är en mycket grov simulering av arduino på grund ADC inimpedans. Enligt databladet ökar impedansen hos ADC om du lägre ADC samplingsfrekvens. För ljudbearbetning hastigheter blir det större än 274Kohm. Aktivera switchen visar inte några oroande spänningsfall.

Op-amp 3 (DAC ingång): är bara en annan spänning efterföljare. Makt är 5V och 0V. Utsignalen minskas med en 4.7K och 6.8K spänningsavdelare att minska signalen till gitarr som nivåer. Dess produktion är AC frikopplade och matas in i mixer opamp (överst till höger).

Op-amp 4 (mixer): är en spänning huggorm. Dess ingångar kommer från ADC opamp och DAC opa via till 10K krukor. Ena sidan av var och en av dessa krukor är jordad och de ger ett sätt att blanda rå gitarren och verkställt signalen från DAC. Torkarna bär signalen till två 100Kohm motstånd. Dessa ger en virtuell jord på den + input.

[Uppdatera 26 Jan 2014: Jag har sänkt det 100K motståndet i adder-33K. Ge lite mer volym för effekt].

Utdata matas tillbaka via vissa 1K motstånd som ger en vinst på 2.

Kraft för denna op-amp måste vara 5V och -5V.

Som den andra utdata opamp, har jag lagt i en 1Mohm resistor via en switch till modell (dåligt) ingång impedansen hos en gitarrförstärkare.

Den sista komponenten är ett lågpassfilter i 1K och en 10nF kondensator. Det jämnar ut de ojämna steget som spänningar av DAC. Steg som spänningar som denna funktion harmoniska komponenter som är mycket högre frekvens än de 16KHz rulle off att filtret ger.