Mikrofonsignal für ADC brauchbar machen

[Marot (Gast)]

Hallo,
Ich habe die Absicht das Signal eines Mikrofons mit den ADC eines ATMega 
auszulesen. Dafür habe ich mir folgende Schaltung überlegt:
https://www.circuitlab.com/circuit/64v883/allesnacheinander/

Das Mikrofon hat eine Impedanz von 1.7kOhm und eine Betriebsspannung von 
3V. Die Ausgangsspannung wäre derzeit bei 0.5V "Mikrofonspannung" 3V.

Folgende Fragen dazu:
1. Die Simulation tut zwar was ich möchte, würde das auch in der 
Realität so sein?
2. Es gibt ja eine interne Referenzquelle für den ADC. Im Datenblatt 
steht ein typischer Wert von 2.56. Kann ich mich gut auf diesen Wert 
verlassen?
3. Wie löse ich das Problem, sodass ich nur eine Spannungsquelle 
brauche?
4. Geht die Schaltung nicht viel einfacher zu bauen?
5. Ist der Operationsverstärker LM324 sinnvoll und ok?

Ich hoffe ihr könnt einen Anfänger diese Fragen beantworten.

Grüße

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Marot schrieb:
> 2. Es gibt ja eine interne Referenzquelle für den ADC. Im Datenblatt
> steht ein typischer Wert von 2.56. Kann ich mich gut auf diesen Wert
> verlassen?

Die Genauigkeit steht im Datenblatt. FürAudio sollte sie gut ausreichen. 
Du solltest sie allerdings mit einem externen C entkoppeln, ebenfalls 
wie im Datenblatt. Es empfiehlt sich auch, AVcc gut extra zu entkoppeln, 
z.B. mit eine Drossel und einem zusätzlichen C.

Marot schrieb:
> 3. Wie löse ich das Problem, sodass ich nur eine Spannungsquelle
> brauche?

Nimm einen Dual Rail-to-Rail Opamp (R2R). Diese Opamps arbeiten bis zur 
Betriebsspannungsgrenze und Masse. Mit einem virtuellen Mittelpunkt bei 
z.B. 1,28 Volt hast du auch gleich den richtigen Offset für den ADC.

Marot schrieb:
> 4. Geht die Schaltung nicht viel einfacher zu bauen?

Die Verstärkung von den beiden OpAmps in einem Dual Gehäuse reicht 
dicke. Ein Amp verstärkt, und der andere kann als Shaper und Tiefpass 
(Antialiasing) dienen. Rauschen ist bei der 10-bit Auflösung des ADC 
auch kein Thema.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Marot schrieb:
> 1. Die Simulation tut zwar was ich möchte, würde das auch in der
> Realität so sein?
Die Simulation ist so gut wie die ihr zugrunde liegenden Modelle.
Wenn du eine Simualtion so "hingetrickst" hast, dass sie gerade so tut, 
dann wirst du das "Hintricksen" in der Praxis nochmal wiederholen 
müssen. Aber man kann das Bild so schlecht erkennen...

> 2. Es gibt ja eine interne Referenzquelle für den ADC. Im Datenblatt
> steht ein typischer Wert von 2.56. Kann ich mich gut auf diesen Wert
> verlassen?
Was steht als min. und max. Wert da?

> 3. Wie löse ich das Problem, sodass ich nur eine Spannungsquelle
> brauche?
Nimm einen Kondensator. Oder einen Spannungsteiler mit Offset.

> 4. Geht die Schaltung nicht viel einfacher zu bauen?
Ja. Warum so viel Zeug, nur um ein Mikrofon zu verstärken? Ich würde nur 
eine unipolare Versorgung und nur 1 OP-Stufe nehmen. Und einen R2R-OP 
wie z.B. den TS912.

> 5. Ist der Operationsverstärker LM324 sinnvoll und ok?
Reicht für Audiofrequenzen aus.

[Marot (Gast)]

Lothar Miller schrieb:
> Was steht als min. und max. Wert da?

2.3 bis 2.7V, das war was mich etwas verwirrt hatte. Sind das nur Werte 
für extreme Temperaturen oder so etwas?


Vielen Dank für den Tipp mit dem Rail-to-Rail OPV. Habe jetzt meine 
Schaltung erheblich vereinfacht und mich dabei für den TS912IN. In der 
Simulation erfüllt der alles was ich möchte. Auch danke für den Tipp mit 
der Entkopplung.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Marot schrieb:
> Lothar Miller schrieb:
>> Was steht als min. und max. Wert da?
> 2.3 bis 2.7V, das war was mich etwas verwirrt hatte. Sind das nur Werte
> für extreme Temperaturen oder so etwas?
Nein. Es ist schlimstenfalls so: du kaufst 2 Stück, der eine hat 2.3V, 
der andere hat 2.7V. Aber diese beiden Spannungen sind dann recht 
stabil...