Eu estou procurando simplesmente ler o nível de som genérico de um microfone de eletreto. Eu já vi vários esquemas com transistores NPN, que fornecerão uma saída invertida (~ 5V quando silencioso, ~ 0V quando alto, operação linear intermediária).

Aqui está um exemplo:

No entanto, eu gostaria de saída não invertida (operação linear, entrada super silenciosa fornece ~ 0V, entrada super alta fornece ~ 5V). Sei que poderia corrigir isso facilmente em software, mas de certa forma isso me parece inverso e não consigo encontrar nenhum exemplo de saída não inversora com um transistor PNP.

Existe uma razão para isso além de ser incomum? Se for possível, alguém poderia fornecer um esquema de um microfone de eletreto e transistor PNP que dará ~ 0V quando silencioso e ~ 5V quando alto?

Além disso, há alguma razão para que isso seja tão incomum ou indesejável? Os NPNs parecem ser usados ​​com muito mais frequência do que os PNPs, por que isso?

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Parece que fiquei um pouco confuso no que obteria como saída do pré-amplificador NPN, que seria 0V para silêncio e +/- Vin / 2. Aqui está o que eu quero:

0V quando silencioso, ~ 2,5V em níveis médios de som, ~ 5V em níveis máximos de som. Isso poderia ser lido pelo ADC facilmente no 'nível de som' sem muito trabalho. No entanto, não posso alimentar tensões <0V ou> 5V no comparador analógico. Parece que eu quero o acima com um detector de envelope, no entanto, isso só me levaria de 0V a 2.5V. Como faço para variar 0V a 5V, sendo 0V 'silencioso' e 5V sendo 'alto', com tudo entre linear?

Até onde eu entendi, você está tentando criar algum tipo de detector de nível de som, o que permitirá detectar se há um som com um determinado volume ou não. Você pode fazer isso com pequenas alterações no esquema que você possui. Mas antes disso, você deve entender o circuito.

Vamos quebrar esse circuito. Primeiro de tudo a parte com o microfone.

R1 é para fornecer energia necessária ao microfone e isso é chamado de polarização do microfone. Um microfone gera uma voltagem CA, que às vezes é negativa e às vezes positiva e muda na maioria das vezes. Pense em uma onda senoidal . Mas lembre-se, tivemos algum viés, que é uma tensão DC. Temos que retirar isso e fornecer apenas a tensão CA ao amplificador. E é fácil fazer isso com um capacitor simples e único. Um capacitor não deixa o DC passar, mas deixa o CA passar facilmente. Bloqueamos a parte CC da tensão no microfone de eletreto.

Agora, vejamos o próprio amplificador. Imagine que não há mais nada além do esquema abaixo:

Nesta configuração, o transistor é polarizado para estar na região linear. Ele está prestes a ser ligado ou desligado, mas não é nada disso. Se estivesse totalmente ligado, estaria saturado. Se estivesse totalmente desligado, não estaria conduzindo nada. Mas está no meio, que é chamado de região linear.

Quando está configurado dessa maneira, se você tocar (não literalmente) na base dela, criando uma pequena alteração, a saída estará mudando bastante. É assim que a amplificação se chama. Você pode pedir ao Google informações mais detalhadas.

E se combinarmos os dois circuitos mencionados acima. Um microfone de eletreto polarizado com um capacitor produzirá pequenas alterações em relação ao som. O transistor amplificará essas pequenas alterações para que possam ser visualizadas facilmente:

Observe que eu mudei C1 para 1uF. Você pode usar valores de até 100uF. Você provavelmente precisará de capacitores eletrolíticos. Além disso, observe que não há mais um capacitor de saída. Isso significa que você terá uma tensão de saída entre 0 e 5 V, dependendo do nível do som. Se você possui um osciloscópio, visualize a forma de onda na saída. Caso contrário, tente acender um LED se a leitura analógica for maior que, por exemplo, 750. Experimente com valores diferentes de 750, depois me relate os resultados.

O amplificador comum de classe A do emissor está sempre invertendo mesmo se você usar um PNP, a única diferença é que você inverte a polaridade da fonte de alimentação. Se você usar um transformador de áudio em vez de um capacitor, poderá alterar a fase do sinal como desejar. Mas provavelmente custará mais do que usar dois BJT. Para resolver sua pergunta final de qualquer maneira, você deve retificar (mesmo com um único diodo) a saída e aplicar o resultado a uma carga (um resistor seria bom) e alimentá-lo na entrada analógica do arduino. Não há razão para inverter o sinal.

Este amplificador inverte o sinal, mas você não deve se importar com um sinal de áudio. O que você terá na saída é CA, um capacitor bloqueia CC. Portanto, você não pode dizer ~ 0V para ruído silencioso e ~ 5V para alto. Se o que você deseja é um sensor de nível sonoro, uma maneira fácil é adicionar, após a saída, um circuito chamado "desmodulador" ou "detector de pico", facilmente implementado em torno de um diodo e de alguns componentes passivos.

Simplesmente inverta a saída uma segunda vez, usando um amplificador de 2 estágios. ( Veja esta página para obter mais informações sobre amplificação de transistor de dois estágios e sem inversão. Muito esclarecedor )

O mesmo valor de resistores e capacitores, o mesmo transistor 2n3094, adicionado à saída do seu esquema existente, proporcionaria uma segunda inversão.

_{Mas alguém me corrija se eu estiver errado, mas seu esquema mostra um amplificador polarizado simples, para que você realmente tenha 2,5v como faixa silenciosa e a forma de onda fique maior com mais som? Você terá ± 2,5v pico a pico. Você teria 1v / 3v como um volume médio.}