Привет всем.

Общая цель - подать сигнал с VS1053 (MP3/WAV/... декодер) на вход АЦП STM32Fxx для отображения на дисплее осциллограммы и FFT.
VS1053 даёт однополярный аудиосигнал, т.е. переменка, поднятая примерно на 1.25в.
Чистый сигнал там (если убрать смещение) - порядка 100 мВ амплитуды - смотрел осциллографом.
АЦП берёт - 0..+3.3в.
Подавать сигнал в лоб на АЦП пытался - в целом оно работает, но сигнал слабый, получается не ахти.

Т.е. я стремлюсь получить схему, которая должна брать на вход сигнал с VS, усиливать его и поднимать на 1.5в (полдиапазона АЦП).
Поднятие на 1.5в я для начала исключил для простоты, сделал схемку - вложение. Правая нога R1 - в земле

Сигнал на вход пока подал из звуковухи компа (мне так проще работать) - на входе ОУ вижу нормальный сигнал.
На выходе - полная хрень в виде каких-то изуродованных прямоугольных импульсов, никак не похожих на аудиосигнал, да ещё и мало зависящих от входного сигнала.
Пытался менять LF353 на LM358 - то же самое, только изуродованный прямоугольник на выходе превратился в изуродованную пилу.
Вопрос - от чего такое может происходить?

Питание ОУ - двуполярное, т.к. сигнал на входе двуполярный (если убрать смещение 1.25в).
Сейчас питаю его от +7/-3в, используя MAX232 в качестве источника двуполярного напряжения. Или так нельзя делать и надо брать нормальное питание?
Двойное питание могу сделать из транса с 2-мя вторичками и микрух типа LM7812.

Просьба не предлагать какие-то редкие супермикросхемы, т.к. я живу в Донецке, мы тут в блокаде ..
Всё, что у меня тут есть - это LM358, LF353, MCP602, MCP6002, но последние 2 - однополярные.
Есть ещё 3 шт TL071 (знакомый из Украины ухитрился передать), но особых отличий его от того же LM358 я не заметил (кроме сдвига нуля, который мне ничем не поможет).

Спасибо.

Во-первых, откуда размах 100 мВ, если в паспорте указан максимальный Vp-p=2,06 В?

Но если и в самом деле у Вас там 100 мВ Vp-p, тогда GBUF подать на оба неинвертирующих входа ОУ, а LEFT и RIGHT — на резисторы инвертирующих входов, и оба резистора ОС должны быть больше этих входных в (1,2 В / 0,05 В) = 24 раза. На выходе, соответственно, будет Vp-p = 2,4 В.

Поскольку максимальное входное синфазное у LM358/LM324 на 2 В меньше питания, то при питании данных микросхем от +3,3 В данная схема будет работать на пределе (3,3 В – 2 В) = +1,3 В, т.е. неприемлемо близко к +1,23 В, выдаваемых GBUF, а при питании от +3 В схема, соответственно, гарантированно окажется неработоспособной. Практически такое же ограничение по диапазону — и у выходного каскада данных микросхем.

Поэтому, если нет халявных +5 В, или около того, чтобы запитать эти ОУ как требует их паспорт для нормальной работы в данной схеме, то получить такого порядка повышенное напряжение питания от микроконтроллера, запитанного от +3,3 В, можно, например, удваивающей помпой на паре диодов и конденсаторов от выхода ШИМ или таймера микроконтроллера, запрограммированного на меандр.

Сообщение отредактировал Plain - May 17 2015, 09:39

Вам с обоих сторон нужен только однополярный сигнал (т.к. АЦП однополярное). В этом случае мне непонятно, зачем использовать Макс.
Я бы попытался идти жутко банальным путем: однополярное питание +7В например, чистое, нормально фильтрованное.
От него делитель на резисторах, точка соединения которых +1.5В над землей.
Эту точку использовать в качестве виртуальной земли для ОУ - и Вы автоматически получили нужное Вам смещение.
Сигнал на вход ОУ подаем через разделительный конденсатор.



Такое может происходить от самовозбуда.
Попробуйте сначала однополярное, но качественное питание, как выше предложено.
Во-вторых, на неинвертирующем входе нужно последовательное сопротивление, такое же, как и на инвертирующем. (для соблюдения симметрии). Самовозбуд от этого тоже может зависеть.

Да, и правильно обратил внимание Plain; ОУ должен быть RRIO.

Добавка к моему предыдущему сообщению — если невмоготу как хочется зачем-то забить именно весь диапазон АЦП +3,3 В, т.е. усилить исходные 100 мВ (повторяю, сильно сомнительные) в 33 раза, то тогда отношения резисторов ОС ко входным резисторам обоих инвертирующих усилителей делаются такими же, т.е. 33, а сдвиг смещения, с первоначальных +1,23 В, выдаваемых GBUF, до требуемых +1,65 В, достигается подключением между инвертирующими входами ОУ и общим проводом дополнительных резисторов, которые должны быть больше резисторов ОС в (1,23 / (1,65 – 1,23)) = 2,93 раза.

Спасибо за ответы. Вот, изобразил новую схему Посмотрите пожалуйста, всё ли верно я понял.
+5в в схеме есть.

Но мне непонятно, куда подключать +1.5в моего смещения

А зачем вообще АЦП?
У VS1053 есть I2S цифровой выход декодированного звука с частотой дискретизации 48 кГц и разрядностью 16 бит на отсчёт.
Выход I2S по умолчанию выключен, как включать написано в datasheet.

Суммирующие усилители, исходя из законов природы, инвертирующие, а в неинвертирующем включении Вы постоянное смещение не получите.

Также непонятно, почему Вы всё время толкуете о каком-то регулируемом смещении +1,5 В, тогда как оно нужно нерегулируемое, т.е. однажды фикированно заданное +1,65 В.

Такое смещение достигается описанным мною сообщением выше отношением резисторов 2,93 в классическом инвертирующем включении, а если требуется регулировать коэффициент усиления, то для этого надо заменить реостатами входные резисторы.

И у LF353 входное синфазное вообще на 4 В меньше каждой из шин питания, т.е. чтобы нарисованная Вами схема заработала, данные ОУ требуется питать от –5 В и +10 В.

Схема на одном MCP602:

в предположении что по входу постоянная составляющая постоянна.

Plain, в последней схеме у меня ОУ MCP6002, они Rail-To-Rail и однополярные.
Про соотношение 2.93 пока ещё доконца не переварил.

Смещение +1.5в - на выходе, для АЦП. Насчёт его регулировки, да, здесь это не нужно, но мне хотелось бы получить максимально управляемую схему.

zxcv, про I2S выход VS я в курсе, но я не знаю, как его прицепить к 3-м ногам I2S интерфейса проца.
ZVA, да, на входе постоянная составляющая фиксирована VS1053. Попробую Вашу схему.

Спасибо.

Надо наоборот было:
Смещение +1.5V подать на неинвертирующие входы,
а сигнал - на инвертирующие, через разделительные конденсаторы.
А общий источника сигнала - на земле.

Там нечего переваривать. Просто берёте бумажку, карандаш и ластик и последовательно следуете словесному описанию схемы.

Сделал пока так, как нарисовал, усилитель ожил. Пилу гнать перестал, на регулировку Ку начал реагировать адекватно.
Пока на этом остановлюсь, надо прошивки контроллеров доработать, позже вернусь к схеме, додумаю 2.93 .

В планах ещё добавить туда регулировку Ку с контроллера, но как именно - пока не знаю. Есть у меня один цифровой потенциометр на 10 кил, но я им ещё не занимался.
Равно как и не знаю, хорошее ли это решение.

Ещё раз спасибо всем большое.