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Thema: Bassauswertung mit uC, Pegelanpassungsproblem

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Bassauswertung mit uC, Pegelanpassungsproblem

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    Hallo liebe Community(-Mitglieder),

    zuerst einmal sage ich vielleicht was ich vorhabe.

    Also ich soll ein Gerät bauen das man an die Soundkarte und einen USB-Slot anschliesst.
    USB ist nur für die Stromversorgung nötig(keine Kommunikation mit PC erforderlich).
    Aus einem Audioausgang einer normalen Soundkarte kommt ab und zu sowas wie Musik(Spannungen in Frequenzen usw). Das was da rauskommt wird dann erst mal in einen Tiefpass geschickt der ~ 47 Hz rausfiltert. Dann wird mit einem Zweipuls-Brückengleichrichter die untere Hälfte nach oben geklappt.
    [Hier kommt mein Problem]
    Dann wird das ganze an einem Analog eingang eines Atmel uC angeklemmt.
    Dieser wertet nun die Eingangssignale aus.

    So nun gibt es ja auch verschiedene Soundkarten, jede Soundkarte gibt ein wenig andere Spannung aus. Also muss meine Schaltung auch flexibel sein was die Spannung des Eingangssignals angeht.
    Normal betreibt man einen Atmel uC mit 5 V (USB liefert 5V, 450 mA).
    Also liegt mein Messbereich bei 0-5VDC. Aber der SoundInput ist niemals da dazwischen. Der ist immer kleiner oder größer(auch abhängig von der Musik).
    Kleiner ist das kleinere Problem, das könnte man Softwaretechnisch ohne weiteres beheben.
    Das Problem sind die Spannungen die über 5 V hinausgehen.

    Was könnt ihr mir als Lösung für dieses Problem empfehlen?
    Konntet ihr mein Problem verstehen? (Ab und zu ist es nicht schlecht sowas zu fragen, wenn ihr diese Frage allerdings als überflüssig betrachtet, tut dies bitte und ignoriert diese Frage).

    Grüße eure Schottky Diode

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Aber der SoundInput ist niemals da dazwischen. Der ist immer kleiner oder größer(auch abhängig von der Musik).
    Kleiner ist das kleinere Problem, das könnte man Softwaretechnisch ohne weiteres beheben.
    Das Problem sind die Spannungen die über 5 V hinausgehen."
    Häää?
    Um eine Signalspannung kleiner zu kriegen nimmt man einen Spannungsteiler.
    Größer geht mit Trafo oder aktiver Vorverstärkung.
    Normalerweise liegt die maximale Ausgangsspannung eines Line -Ausganges
    bei 0dB oder 775mV effektiv. Durch diese geringe Spannung schafft's der Signalstrom
    schon kaum durch die Dioden Deines Gleichrichters.
    775mV effektiv sind ca. 2,2V Spitze/Spitze, minus 1,4V Spannungsfall über den
    Dioden. Da bleiben 800mV S/S bei 0dB, also voller Kaluppe!
    Das sind nur noch ca. 300 mV effektiv.
    Eine Siliziumdiode leitet erst ab 700mV und Dein Signalstrom muß immer
    durch zwei Dioden. Zudem verdoppelst Du damit die Frequenz.
    Eigentlich wird ein Signal mittels Überlagerung von Gleichspannung auf die Hälfte
    der Referenz gehievt und dann dem Wandler zugeführt.
    Was willst Du eigentlich messen?

    Ach so,
    und Dank Deines Brückengleichrichters wird das mit dem gleichen Erdpotential
    MCU und PC auch Schwierigkeiten geben.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Na super. Da habe ich mich wohl wieder mal sehr undeutlich ausgedrückt.

    Meine Angst ist es das meine Anlage mal an einer Soundkarte angestöpselt wird die mit einer höheren Ausgangsspannung wie 5 V arbeitet.
    Wer hat den gesagt das ich Silizium-Dioden verwende?(ich heiss ja nicht umsonst Schottky , wäre auch eine Möglichkeit) Es gibt auch noch andere Gleichrichter wenns mit dem Brückengleichrichter nicht klappt.
    Ich will den Bass auswerten(Tiefpass) und mit dem Gleichrichter will ich zumindest den negativen Teil wegschneiden oder nach oben klappen.

    Also gibt es nun Soundkarten die mit Ausgangsspannungen größer 5V arbeiten?
    Also ich hab im Datenblatt meiner Soundkarte nachgeschaut die Arbeitet mit 2,83 Vp-p.

    Wenn es keine Soundkarte gibt die mit größeren Ausgangsspannungen hantiert, ist doch meine Angst völlig unberechtigt?
    reicht es dann nicht wenn ich das Signal durch zwei einfache Verstärkerschaltungen bei der 5VDC anliegen schicke? So würde doch das etwas kleinere Signal ein wenig gestreckt.
    Mein Problem bisher war das ich nicht wusste wie ich den Verstärker dimensionieren sollte oder eben den Abschwächer.
    Also konnte ich mein Problem jetzt verdeutlichen?

    Schottky

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist Avatar von Thoralf
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    google mal nach Dynamikkompressor.
    Den schaltest du zwischen den Soundausgang und dem Gleichrichter. Der Kompressor regelt die Verstärkung in Abhängigkeit der Signalamplitude. Raus kommt dann ein Signal mit annähernd gleicher Amplitude über eine größere Zeiteinheit gesehen. Denn sonst würde man nix verwertbares hören. Früher wurde sowas von Reportern genutzt um Außenaufnahmen zu machen. Da hier die Entfernung von der Schallquelle nicht immer gleich ist (Mikrofonabstand vom Sprecher) konnte ein Signal gewonnen werden, daß annähernd den gleichen Dynamikbereich hat.
    Vielleicht hilft dir das weiter

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hallo, also normalerweise sind Hobby-Soundkarten auf -10dBv (0,312 V) genormt, Profigeräte bei +4dBu (1,228V) oder +6dBu(1,55V). Das ist jeweils die Vollaussteuerung. Ich glaube, das sind rms Werte, also kommst Du bei +6dBu auf einen S/S von ca. 2,2 V.

    Was willst du denn genau mit deiner Schaltung bezwecken? Wärs nicht einfacher, die Signale am PC zu analysieren, und das Ergebnis dann über USB auszugeben/weiter zu verwursten?

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Ich will den Bass auswerten(Tiefpass) und mit dem Gleichrichter will ich zumindest den negativen Teil wegschneiden oder nach oben klappen.
    Nochmal: Mit dem Brückengleichrichter wirst Du die Frequenz verdoppeln und Dein Erdpotential um den Wert des
    Spannungsfalls einer Diode anheben. Da kommen nur noch die Spannungsspitzen des Signales raus!
    Das ganze wird dann auch noch durch die Nichtlinearität der Dioden verzerrt (Strom/Spannung).
    Um die Spannungsfestigkeit des Wandlers würd ich mir da bei einem Line-Signal weniger Gedanken machen.
    Der clipt halt bei Erreichen der Referenzspannung und das wird bei diesem vergurksten Signal
    auch nicht mehr viel ausmachen. Notfalls schaltet man eine 5.1V Zenerdiode antiparallel zum Eingang.
    Das ist dann der "Begrenzer".
    Guch Dir doch lieber mal an, wie man das richtig macht. Dafür braucht's zwei Widerstände und einen Kondensator.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    @Herkulase:
    Ich glaube, das sind rms Werte, also kommst Du bei +6dBu auf einen S/S von ca. 2,2 V.
    Das ist doch der Scheitelwert (1,55V effektiv x Wurzel2), also einseitige Spitze. S/S währen dann ca. 4,4V

  8. #8
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    es gibt noch aktive gleichrichter mit OP
    Ich programmiere mit AVRCo

  9. #9
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    ..mit nur 5V unsymmetrischer Betriebsspannung Rail2Rail?

  10. #10
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    Also das mit dem Brückengleichrichter halte ich auch für keine gute Idee...

    wie tholan bereits in seinem ersten post geschrieben hat, geht man normalerweise eher so vor, daß man die halbe Referenzspannung auf das Signal addiert. Das hat auch den Vorteil, daß du dein Signal dann nicht mit den Dioden verunstalten musst (was hinten aus dem Gleichrichter rauskommt, hat sicher keine große Ähnlichkeit mit dem Originalsignal).
    So viele Treppen und so wenig Zeit!

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