Есть такой полосовой фильтр 4,9КГц.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Коэффициент усиления 2.
Расчитан при помощи Filter Wiz Pro 3230.
Используется для фильтрации сигнала с пьезомикрофона.

Вопрос:
На выходе фильтра всегда 0В, как при отключенных микрофонах, так и при звуке 4,9кгц на них.
Микрофоны рабочие, проверял.
Используемый ОУ - LM358.
В чем может быть дело?
PS с аналоговой техникой знаком мало.

Как у вас подключен микрофон к фильтру? И что это за нагроможденье транзисторов?

В однополярном питании.

Для начала необходимо к входам 3 и 5 ОУ подсоеденить резисторы на + питания номиналом таким же как и резистор что идет на землю(выставить рабочую точку ОУ 1/2 Uпит )

Нельзя, фильтр расстроится. Лучше через эти заземленные резисторы подать с резистивного делителя 1/2 Uпит, зашутнировав его по AC конденсатором.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
не велика ли емкость блокировочного конденсатора для 4900гц?


LM358 питается однополярным напряжением... ??


Попробую, но filterwiz не предусматривал этого. Попробую.


Это нагроможденье задумывалось для регулировки выходного напряжения. Чую подвох, но не вижу

PS сильно не пинать прошу.

Питается не только LM358, но любой ОУ, НО! в особым образом построенных схемах (EVS и Lexdaw об этом пИсали). У Вас на рисунке от треугольничка ОУ вверх и вниз идут выводы (для LM358 - 4 и 8). Вот к ним и подцепите, соответственно "+" и "-" относительно "земли". А транзисторы (ВСЕ!) пока что отключите. Сигнал для настройки снимайте с выхода второго ОУ, подавайте на верхний вывод R1.

И будет Вам счастье...

ага, понятно.

или

Но для -5В понадобится отдельный источник питания.

Фильтр я тестировал с отключенными транзисторами.

А что если отказаться от полосового фильтра и использовать LM567 для поиска частоты? т.к. нужно только определить наличие устойчивого сигнала. Следует ли дополнительно усиливать сигнал с микрофона перед входом LM567?

А усиление, судя по номиналам, маловато для микрофонного усилителя. Действительно, либо предусилитель нужен, либо пересчёт коэффициентов. Но лучше предусилитель. На малошумящих компонентах.

И какое нужно усиление для устойчивой работы фильтра?

Повторюсь: не велика ли емкость блокировочного конденсатора?

Есть ли смысл пытаться повысить надежность схемы, заменив фильтр детектором частоты?

Гм. Вы не вполне понимаете насчет питания операционника. Это, собственно, не беда, но нужно это аккуратно осознать. ;-)

Операционник питается напряжением от 3 до 32 вольт. При этом в схеме присутствует еще точка "аналоговой земли", то есть нуля. Именно к ней подключаются все "общие провода" схемы. Относительно нее измеряются все сигналы.

В классике жанра точка земли выбиралась "посредине" между плюсом и минусом питания, поэтому при питании, например, 30 Вольт, получалось что плюс имеет потенциал относительно земли +15, а минус, соответственно, -15.

Некоторые операционники могут неплохо работать, если земля соединена с отрицательной шиной (то есть плюс питания будет +30, а минус ровно 0). При этом необходимо чтоб все сигналы в схеме были положительными (отрицательных-то операционник не будет формировать, раз они должны получиться меньше минуса питания). Однако во многих схемах, в т.ч. в схемах фильтров это недопустимо, поскольку сигналы предполагаются как положительными, так и отрицательными.

Поэтому землю надо "задрать повыше". В вашей схеме она привязана к минусу питания, о чем вам и пытались намекнуть. Что можно? Можно сделать стойку из двух резюков между плюсом и минусом питания, и использовать их среднюю точку для соединения "аналоговых земель" схемы. Тогда плюс будет иметь потенциал +2.5 а минус -2.5 относительно этой точки. Лучше даже +3 и -2 сделать, поскольку вблизи минуса эти операционники работают, а вблизи плюса нет.

Можно приподнять каждую землю отдельно.

Можно использовать одну из типовых схем фильтров, что приведена в pdf-ке.

В какой то мере я это и имел ввиду :-)

Подключил так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
На выходе в среднем 2,3мВ относительно аналоговой земли, независимо от входящего в фильтр сигнала (даже при полном его отсутствии).

Возьмите схему из #1. Замените R5 на 1.2К. Добавьте ещё один резистор, номиналом 6.2К, со второго вывода R5 (IC1.1 вывод 3) на +5V. В результате на неинвертирующем выводе IC1.1 получим 0.8В, а на его выходе 2.5В.

Точно таким же образом заменяем R12 на 1.8К (добавляем резистор 9.1К на +5V). На выходе IC1.2 также получим 2.5В.

В результате такой доработки оба ОУ будут находиться в рабочем состоянии. Собственно про фильтр ничего не скажу (моделировать нужно).

Прикольно... "Абсолютный ноль"... А сам потенциал аналоговой земли-то какой вышел? ;-)

Резюки великоваты будут... К "аналоговой земле" нашей прицепляются резисторы с номиналами не очень большими, например 1 и 1.5 кОм от неинвертирующих входов (ну это, наверное, еще ладно, поскольку в состоянии покоя через них ничего не течет) и 5кОм от инвертирующих, а туда уже и обратная связь идет с выходов (еще через 10кОм).

Я когда так подключал, брал вместо этой стойки резисторов переменный сопротивлением 500 Ом, кажется. А потом вообще через повторитель (третий операционник - вход на неинвертирующий, а инвертирующий накоротко на выход) подключил, чтоб мне было хорошо.

Тут еще два вопроса:

1) Чем выход проверяется? Если там коэффициент усиления 2, то на нем безусловно и должен быть ноль относительно земли, поскольку выход-то с микрофона слабенький, я полагаю... Хотя осциллографом можно, конечно, и на микрофоне и на выходе посмотреть...

2) Как микрофон подключен? Что это за пьезомикрофон? Не шунтирует ли он входную цепь? Помню, что когда пытался подключить обычный компьютерный микрофон (тоже пьезо?), думать пришлось немного, поскольку напрямую он не подключается.

А как эта схема в симуляторе работает? А впрочем, пойду сам попробую... Благо проснулся я, кажется, рано...

Я ржу как маленькая лошадка!!! ;-)))

Да у этого фильтра полоса пропускания, на глазок, герц сто. Чтобы его проверить микрофоном в реале, придется кричать в микрофон с частотой 4.9кГц. Это даже Монсеррат Кабалье не под силу... ;-)))

Автору темы: используйте генератор, от микрофона там будет качественный ноль даже если все действительно работает. Гляньте на характеристику:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Хотя если мне склероз не изменяет, примерно этого вы и желали добиться? Если же нужно "менее остро", можно взять схему попроще, например ту, что я нарисовал в параллельном треде (с микрофона в АЦП) или что-то такое... Там кондеры подправить так, чтоб пик на нужную частоту приходился.

Так и надо. Видел я характеристики.
А тестировал я его при помощи косяка на плате: проводник, на котором была частота 4,9 кГц (от генератора), проходил параллельно выходу микрофона, и на выходе микрофона образовывался некий сигнал. Пробовал и к генератору подключаться.

я просто теряюсь. Стоит передо мной задача: измерять время, за которое звук перейдет из A в B, а затем из B в A, расстояние 1...2 метра. Столь странная частота обусловлена используемыми пьезодинамиками (они же в качестве микрофонов - это не слишком хорошая идея, но я поздно это осознал...). Ультразвуковые приёмодатчики напрягают необходимостью подавать на них сигнал с высокой амплитудой, а низковольтных я пока не нашел. Ежели применять высоковольтные, связываться с трансформатором (http://www.ee.latrobe.edu.au/~djc/UltraSonics/Ultrasonics.htm), снова бороться с наводками по сигнальным линиям? Размещать генератор и фильтр на разных платах это последнее дело, имхо. Кстати, фильтр на LM567 всё же представляется мне перспективней. Интересует Ваше мнение на этот счет...

1. Насчет особенностей тестирования понял. Вообще фильтр этот, если он правильно собран, работать будет (резисторы, обеспечивающие землю взять 300 и 200 Ом, например) от 5В на LM358 нормально. Однако обратите внимание - он состоит из двух одинаковых фильтров, настроенных на одну частоту. Погрешность номиналов компонент (как я понимаю, конденсаторов 33, 22 и резисторов по 1 и 1.5кОм) может "подвинуть" эту частоту. А конденсаторы, вроде, не очень точные штуки. То есть каждую половинку надо настраивать отдельно подбором резисторов. В связи с изложеным фильтр на LM567 и мне представляется много перспективней и, по крайней мере, удобнее. Хотя никогда в руках не держал. ;-)

Но как я понял, вас занимает мысль о том, за какое время он сработает. Насколько я понимаю, один период частоты 5кГц это 200мс. А расстояние в 1м звук проходит за 3мс, как я помню. То есть если пятнадцать периодов, то уже можно ничего не измерять... Это, действительно, вопрос... ;-)

Но, кстати, у этого фильтра (что мы обсуждаем, на операционниках) появление колебаний на выходе тоже не сразу происходит. Вы моделировали, наверное уже и обратили внимание.

Задача любопытная. Кстати, в старинном Юном Технике (ни номера ни года не помню, конечно) была описана схема для управления какой-то колесной моделькой по отражению звука от препятствий.

Если не тайна, как вы измеряете? Я когда-то хотел похожее сделать, но фильтровать не пытался ничего, просто издавал громкий щелчок (конденсатор через динамик разряжал) и засекал время до появления фронта в микрофоне. Как раз на малом расстоянии... Гм... Еще программка, наверное, валяется где-то в компе... Разумеется схеме могли повредить громкие хлопки в момент измерения, правда попасть в этот момент по-моему, очень трудно... ;-)

с почтеньем,
Родион

хм. 1/5000 = 200мкс.
Время обнаружения: 200мкс*30периодов = 6мс.
щёлкать динамиком - это интересная идея... но боюсь будут трудности с улавливанием щелчков, т.к. измерения проводятся на фоне сильного шума. я проверю этот способ, хотелось бы увидеть Ваше решение, во избежание повторного поиска подводных граблей.

Как я понял задача несколько видоизменилась.Для информации.Хороший пьезодинамик ,например натуральная Моторола, имеет рабочий диапазон 2,5....35 кГц с неравномерностью 0,1 дБ -т.е. можно поднять рабочую частоту.
Если пьезик не такой хороший (а любимый наш китай)то динамик действительно можно возбуждать ударно,а ответ ловить на резонансе.(у таких пьезиков он четко выражен)

Уф... Наступили трудовые будни, извиняюсь что отвечаю с задержкой.

А что это за 30 периодов?

Насчет щелканья - тут точно надо проверять (собственно, надо проверять "фоновый шум", на что он похож). Мое решение, к стыду моему, за уровень "экспериментальной игрушки" сделанной за вечер на коленке не выходило. Вербально я это описать могу, а вот схему придется рисовать (а то и вспоминать), хотя в общем она была крайне незамысловатая.

1. В качестве микрофона был динамик компьютерный, тот что PC-speaker. Его я подключил через маленький согласующий трансформатор, какие обычно перед динамиками стоят в приемниках и т.п. Ну, думаю, если использовать электретный микрофон (которого у меня просто тогда не было) схема подключения чуть другая будет. Электретный точно лучше, потому что этот вариант ловил много помех незвуковых вообще.

2. От вторичной обмотки трансформатора один провод шел прямо на землю, а второй на вход аналогового компаратора микроконтроллера (я пробовал сначала с АЦП, мне эта идея лучше казалась, поскольку там еще и встроенный усилитель был, но похоже что он мог пропустить фронт).

3. Собственно динамик (не "микрофонный" а который щелкает) более крупного размера подключался через транзистор к конденсатору. Низ динамика к земле, верх конденсатора к плюсу питания. База транзистора была подключена к одной ноге контроллера, а коллектор к другой. Коллекторный вывод использовался для заряда, а базовый для разряда. Вообще сделать достаточно громкий щелк было для меня самой загадочной загадкой.

4. Контроллер включал заряд кондера на некоторое время, потом отключал этот пин и подавал сигнал на разряд. Динамик щелкал, а контроллер ждал пока что-нибудь интересное с компаратором произойдет и считал время по таймеру. Ног у меня свободных мало осталось, так что я организовал на одной из них ШИМ, который управлялся измеренным значением и подключил стрелочный индикатор каким у магнитофонов уровень записи контролировался раньше.

Думая об этом сейчас я бы заменил микрофон на электретный, поставил бы предусилитель на операционнике с подстраиваемым коэффициентом и простейшим фильтриком нижних частот, чтоб фронты хорошо проходили, а все остальное ослаблялось. А вот насчет "пукалки" я до сих пор точно не знаю, как ее лучше сделать. Ну это от чувствительности микрофона зависеть будет. Я попробую попробовать в свободную минутку и скажу, что получится.

Еще для уменьшения влияния шумов, наверное, примитивные какие-то средства "направленности" хорошо сделать. В общем, в описанном виде (хотя бы без фильтра и усилителя) эта идея вам не годится, я думаю. На расстоянии метра она у меня уже не работала практически. ;-)

пора бы уже определится, а я продолжаю метаться от LM567 20кГц и щёлканьем... И это несмотря на то, что я победил таки полосовой фильтр.
Пьезодинамики щелкают недостаточно громко, по крайней мере недостаточно для улавливания щелчков другим пьезодинамиком на расстоянии >1 метр. Попробую ещё приспособить китайские наушники. Они вроде как громче щелкают.


для адекватного определения частоты, LM567 вроде как надо 30 периодов сигнала. амплитуда...?

Я тут кое-что успел потестить... Счас расскажу... Где бы мне побольше времени и поменьше лени взять... ;-)

По первому пункту. Здорово! По-крайней мере важное дело сделано... И в чем в конце концов беда была? Хорошо работает вообще?

По второму пункту. Пьезодинамики чтоб громко щелкнули, надо много напряжения, если схема низковольтная - то вообще повышатель какой-то придумывать придется. Какого размера динамики вообще? С наушниками не думаю, что много хорошего получится, поскольку сопротивление у них больше и мощность, очевидно, меньше.

По третьему пункту... Насчет амплитуды, как я понимаю, для LM567 она может быть весьма мелкой, ведь она по сути тоже очень узкий фильтр из себя представляет. Что касается 30 периодов, это, конечно, неприятно. Впрочем, разумеется, можно эти 6мс вычесть из результата, программно например. Если в остальном будет работать надежно. Фильтр который с самого начала обсуждался завершает переходный процесс, по-видимому, за 10-15 периодов.

А я немножко видоизменил схему примитивного микрофонного усилителя, которую на днях паял чтоб проверить одну мысль в паралельной теме на форуме и попробовал щелкать вокруг него. В общем, у меня подключение микрофона такое:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Сам микрофон компьютерный, 50-рублевый, собственно микрофончик там внутри диаметром меньше сантиметра (на схеме он представлен резистором 5к и генератором импульсов слева). Резистор на выходе регулирует усиление и, соответственно, порог срабатывания. Щелкаю динамиком диаметром сантиметров 5 или 6 подключая его пока к отдельной батарейке. На метр этого, оказывается, хватает неплохо. Если не засну, попробую прицепить контроллер, чтоб чувствительность точно определить.

Низкочастотные колебания ослабляются неплохо, а щелчки проходят хорошо. Вопрос только за влиянием посторонних шумов и т.п. От них, очевидно, зависит максимальное расстояние...

Хуже всего в этой затее, что с расстоянием звук сильно ослабляется. Если измерять расстояние, то как-то приходится мириться с тем что он обратно пропорционально квадрату убывает.

Полосовой фильтр заработал сразу как я аналоговый 0 приподнял, но коэффициент усиления маловат, и был недостаточен для переключения транзисторов на выходе. Фильтрует что надо, там полоса даже 100Гц не наберётся . К нему надо бы ещё на выходе (на входе?) усилитель добавить, но я врядли буду этим заниматься, послезавтра поковыряю LM567. Спайс для протеуса не нашёл пока... нет ли у кого?
Ещё хорошо бы повысить амплитуду импульсов на существующих пьезодинамиках... Вольт эдак до 30 - 40 какие по этому поводу можете посоветовать велосипеды?

PS если пьезомикрофон подключается одним выводом к земле, другой обязательно подтягивать? Я что-то разницы пока не заметил...