Микрофон, МК и ничего лишнего.

Есть такая задача - подключить микрофон к МК. Обычно городится целая схема, которая что-то там усиливает и согласовывает. Я пойду совсем простым путем. У меня нашелся в закромах МЕМС микрофон с абсолютно унылым даташитом (СТМ, йопрст) MP23AB02BTR, который я и подключил сразу к МК:

Резистор для того, чтобы случайно чего не спалить при экспериментах. На мое счастье, на выходе микрофона при 3.3 v питания висит потенциал в 0.48 v, а это значит, что этот потенциал мы можем скомпенсировать смещением входного напряжения. Что и было сделано с помощью потенциометра.
Переводим АЦП в дифф. режим, выбираем наши входы с усилением 20х и смотрим пару веселых картинок.

Это 2 килогерца.

А это 7 кГц. Частота дискретизации 15 кГц и видно, что на таких граничных частотах уже возникают биения из-за малого количества выборок.
В зарисовке о дифференциальном режиме работы АЦП я писал, что ширина канала всего 4 кГц. Но толи атмеловцы перебдели, то ли ещё что - но какого-то ограниения амплитуды выше 4 кГц я не заметил. А жаль, ибо придется городить ФНЧ для исключения обратной свертки сигнала при его оцифровке.
Синус генерировал динамиками ноута с помощью онлайн генератора.
Но именно так (считай на шальную) подключать абы какой микрофон я не рекомендую, ибо не ясна стабильность постоянного смещения на выходе микрофона. Поэтому лучше поставить делитель напряжения на вход МК, а сигнал с микрофона подавать через конденсатор.

 

Частота выборок определяется программой. Так что "обратная свёртка сигнала" может случиться на любой частоте. ФНЧ, если он требуется для конкретной задачи, придётся городить под программу, а не под контроллер.

В применении дифференциального усилителя тут не видно смысла. Напряжение измеряемого сигнала должно быть больше Vgnd и меньше Vcc. Программной калибровки 0 в МК нет. Размах оцифрованного сигнала определяется опорным напряжением Vref, которое можно выбирать из 1.1 V, Vcc и AREF. Включить gain 20x можно, если нет опорного напряжения 0.055 V = 1.1V/20 или 0.25 V = 5V/20.

 

Дашик утверждает, что полоса пропускания - 4 кГц. Если бы это было так, то ставить ФНЧ для частоты дискретизации в 15 кГц нет смысла. Но по факту это не так.

и как же усилить сигнал с микрофона амплитудой 25-30 мВ?

Она и не нужна. Если хочется измерить смещение нуля, то оба входа замыкаются на один и тот же пин.

В каком-то AN или ещё где читал, что так лучше не делать. Ну т.е. вообще не падать ниже вольта.

 

В даташите AREF MIN 2 V. Пусть опорным 1.1 V будет.

Тогда получаем LSB = 1.1/1024 = 0.001. Опорное напряжение может плавать от 1 до 1.2 Вольт, что даёт погрешность ~ 20%.

Для одноканального режима имеем ADC точность 2 LSB, это 2 мВ. Т.е. это ~ 12 шагов значения от 25 мВ с микрофона.

Для дифференциального режима ADC точность 15 LSB, это 15 мВ. Это < 2 шагов значения от 25 мВ. С такой точностью можно говорить только о наличии сигнала и качественно оценить его форму. Даже получив 300 "оттенков серого".