Taxa máxima de amostragem do Arduino Duemilanove?

Bom dia!

Eu tenho um Arduino Duemilanove disponível no momento e achei que poderia tentar alguns projetos de interface de áudio. Estou apenas imaginando que tipo de frequência de amostragem posso obter usando uma única entrada analógica e aplicando alguns algoritmos simples no chip, depois relatando usando algumas saídas digitais ligadas a LEDs.

Eu gostaria de experimentar a ~ 44,1 kHz, se possível.

Para referência, a primeira coisa que quero tentar é um simples afinador de violão.

Eu não acho que você pode provar tão rápido em resolução máxima. O ATMega168 pode apenas amostrar a 15 ksps em sua resolução total.

Dito isto, você deve conseguir uma taxa de amostragem adequada para obter um afinador de violão em funcionamento. 44,1 kHz é provavelmente um pouco mais rápido do que você precisará, dado que o fundamental da corda E alta de uma guitarra é de cerca de 330 Hz.

Demora cerca de 100 us (0,0001 s) para ler uma entrada analógica; portanto, a taxa máxima de leitura é de cerca de 10.000 vezes por segundo.

http://arduino.cc/en/Reference/AnalogRead

Roubar.

Google para 'afinador de violão AVR', existem alguns projetos por aí que já fazem isso, e eles parecem capazes de fazê-lo sem muitos problemas com a velocidade do AVR.

Se você usar um comparador analógico (o interno no AVR ou o opamp externo) que transforma a entrada analógica em uma onda quadrada, poderá experimentar oscilações em velocidades muito mais altas. Embora isso não seja uma amostragem de áudio real, para a construção de um afinador de violão, muitas vezes é tudo o que você precisa, pois todo o seu código faria de qualquer maneira, seria contar zero cruzamentos por unidade de tempo.

Existem vários ADCs disponíveis em série, o I2S é o padrão do NXP baseado no I2C. Eles permitem que você puxe com facilidade o analógico, mesmo em velocidades muito mais altas. Este link leva você a uma parte do NXP projetada para áudio: UDA1361TS

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Primeiro, para sua aplicação específica, você realmente só precisa de uma taxa de amostragem de aproximadamente 1 kHz, supondo que esteja sintonizando a frequência fundamental e não uma das parciais inarmônicas ...

De qualquer forma, quanto à taxa de amostragem máxima possível, o manual do Arduino diz:

Demora cerca de 100 microssegundos (0,0001 s) para ler uma entrada analógica; portanto, a taxa máxima de leitura é de cerca de 10.000 vezes por segundo.

Isso implicaria que a frequência de amostragem de 10 kHz é o máximo. Contudo. Você pode obter taxas de amostragem mais altas acessando os registros ADC diretamente . A página Processamento de áudio em tempo real do Arduino usa dois canais a 15 kHz, por exemplo. Portanto, o máximo de 10 kHz é apenas ao usar a função AnalogRead () integrada, porque possui muita sobrecarga.

O ADC é otimizado para melhor operação com uma velocidade de clock entre 50 kHz e 200 kHz:

Por padrão, o circuito de aproximação sucessivo requer uma freqüência de relógio de entrada [relógio ADC] entre 50 kHz e 200 kHz para obter a resolução máxima.

Como uma conversão ADC leva 13 ciclos de relógio, isso seria uma taxa de amostragem de 4 kHz a 15 kHz. De acordo com o AVR120: Caracterização e calibração do ADC em um AVR :

Para um desempenho ideal, o relógio ADC não deve exceder 200 kHz. No entanto, frequências de até 1 MHz não reduzem significativamente a resolução ADC.

A operação do ADC com frequências maiores que 1 MHz não é caracterizada.

Frequência de clock de 1 MHz = frequência de amostragem de 77 kHz, então esse é o máximo realista.

O tópico do fórum Leia Analógico Mais Rápido? tem mais sobre isso.

O conversor no chip funcionará para este aplicativo como outros já indicaram, mas você deve realmente usar um ADC externo. Isso poupará muitos problemas e liberará seu micro para amostragem em SPI ou I2C com taxas de dados muito mais altas, com menos ruído do relógio do micro e com maior precisão do que o uso do ADC interno. Se você quiser mais resolução e / ou uma taxa de dados mais alta, use algo como o LTC1867, que permitirá a amostragem em até 175kHz (embora você possa cronometrar da maneira mais rápida que desejar) e depois leia os dados de 24 bits em até 20 MHz por SPI. Veja o que um ADC real pode fazer? :) Com esse tipo de energia (e um DSP de 24 ou 32 bits), você pode compactar e armazenar seu áudio, filtrar, modular, reproduzir e reproduzir ... as possibilidades são infinitas.

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