Sinal de áudio polarizado DC

Eu já vi algumas maneiras diferentes de adicionar polarização DC a um sinal de áudio. Simulei-os e todos eles me deram resultados semelhantes, mas não consigo descobrir por que escolher A acima de B ou C. Minha fonte de áudio será um áudio de nível de linha de -2V a + 2V CA passado através de uma tampa de acoplamento de 220uF e, em seguida, um filtro passa-baixo (RC, 2 pólos). O sinal será lido por um ADC.

A primeira maneira é usar um divisor de tensão: Circuito de polarização simples

Isso é bastante auto-explicativo e eu entendo como funciona. Também vi esse mesmo design usando um diodo, mas não consegui encontrar um exemplo.

Próximo exemplo: Como ler um sinal de áudio usando o ATMega328? - a imagem é da resposta do endólito.

Outro que eu vi é: eu não entendo bem esse circuito de pré-amplificador FET-BJT

E o esquema é para um pré-amplificador, e existem 2 versões e ambas adicionam um viés.

Minha pergunta é qual é a melhor prática para adicionar o viés a um sinal de áudio? Quais são algumas das outras maneiras de adicionar um viés de CC ao sinal?

Editar / Atualizar: Examinando as respostas - usar a segunda parece que funcionará melhor para o meu aplicativo, usando algo como isto. Existem outras melhorias que posso fazer? Outros, em seguida, Vref estável / trilhos de força.

Não use o primeiro circuito. Qualquer ruído ou pico na fonte de alimentação será misturado com o seu sinal. Como o ponto de polarização está conectado diretamente ao sinal, você não pode filtrar o ruído da fonte de alimentação sem também filtrar o sinal.

Use o segundo circuito. Ele produz uma tensão de ponto médio fortemente acoplada ao terra, de modo que o componente CC é metade da fonte, mas o componente CA (ruído e picos) é filtrado pelo capacitor. Porém, esse não é um circuito completo, você ainda precisa conectá-lo ao seu sinal.

Isto é o que você está tentando fazer :

A saída é igual à entrada, apenas deslocada para cima em 2,5 V. O resistor na entrada garante que o lado de entrada do capacitor esteja em 0 VCC, para impedir pops durante a conexão. O resistor no lado de saída da tampa do acoplamento CA inclina esse lado para a tensão de polarização DC. Se o seu circuito já tiver uma fonte de tensão de polarização DC limpa e de baixa impedância, conecte-a. Caso contrário, você pode usar o circuito # 2 para gerar o viés, assim :

(Porém, a simulação leva muito tempo para atingir o valor de polarização DC. Pressione a entrada de menu "Localizar ponto de operação DC" para ajustá-lo. )

A tensão de polarização DC é produzida por um divisor de tensão e um capacitor para filtrar o ruído da fonte de alimentação. Observe que, se você usar o mesmo ponto de Vbias para vários sinais, eles poderão interferir nesse ponto. Um limite maior de polarização reduz a diafonia. Capacitor de acoplamento maior melhora a resposta em baixa frequência. Mas faça-os muito grandes e eles levarão muito tempo para carregar quando você pressionar o botão liga / desliga.

O terceiro diagrama não é um circuito de polarização; é um pré-amplificador de microfone.

O método mais simples é a primeira imagem à qual você vinculou. Ele fará o trabalho, mas tem uma grande desvantagem para a sua aplicação. Se suas linhas de suprimento apresentarem algum ruído, o ruído será adicionado ao sinal que você está tentando medir.

O segundo método é quase idêntico ao primeiro método. Sua grande vantagem sobre o primeiro método é que o ruído nas linhas de suprimento não terá o mesmo efeito no próprio sinal.

O terceiro método é acabar com o que você deseja fazer. Ele foi projetado para fornecer saídas de energia mais altas, mas como você está apenas lendo com um ADC, não há motivo para precisar.

O primeiro circuito, o divisor simples de resistores, é de longe a solução mais fácil, rápida e barata. É também a solução que a maioria dos circuitos de áudio usa. A menos que você queira níveis de desempenho pró-áudio, este é o método que eu recomendaria.

A solução "correta" seria ter um trilho de energia separado que esteja na tensão de polarização. Execute o seu sinal de áudio através de uma tampa de bloqueio CC e, em seguida, tenha um resistor no barramento de força de polarização. Essa abordagem possui menos distorção harmônica e de ruído do que o simples divisor de resistores - embora a diferença no desempenho seja importante apenas para os profissionais do mundo profissional e não valha a pena se preocupar com a maioria.

Um caso em que a solução "correta" vale a pena para o circuito médio é quando o próprio ADC fornece o trilho de tensão de polarização. Alguns ADCs emitem essa tensão e tudo o que você precisa fazer é usá-la. Isso é bom porque você pode obter melhor precisão do que qualquer outra solução. Às vezes, porém, tive problemas em que tive que pegar essa saída do ADC e executá-la através de um buffer baseado em amplificador operacional com ganho unitário, para que tivesse força de acionamento para funcionar corretamente.

As outras duas soluções que você mencionou funcionariam, mas eu não me incomodaria. Eles são um tanto modestos e não oferecem nenhum benefício importante que o simples divisor de resistores ou as soluções "corretas" oferecem.