October 10th, 2016

техника

Про микрофоны

Чесал репу на предмет точного обнаружения источника звука в подвале. И решил, всё же, что, наверное, микрофоны и триангуляция наиболее применимы.

В качестве контроллера думаю взять старую-добрую ардуину. Во-первых, у неё есть аналоговые входы. У малины на гребёнке GPIO -- только цифровые, т.е. без дополнительного АЦП не едет.

Ну и что, что ардуина не умеет в частоту дискретизации более ~9 килогерц? Мне больше и не надо. Мне бы и половины этого хватило. Не Баха записываем, чай.

А вот с микрофонами получилось интересное и познавательное.

Вот лет 10-15 назад наиболее распространенным (потому что дёшево и относительно сердито) типом микрофона был электретный. А теперь электретные микрофоны -- это прошлый век. Они практически полностью были вытеснены микрофонами типа MEMS (Микроэлектромеханические системы, МЭМС). Если очень сильно упростить, это миниатюризированный конденсаторный микрофон. Именно такие микрофоны теперь ставят в айФоны, Нексусы и прочие ведроиды.

Что в них очень круто? Очень круто в этих микрофонах то, что они выполняются в-основном в крошечных корпусах под поверхностный монтаж, размером где-то 3x4mm и всего 1 миллиметр в толщину. При этом в этот корпус уже воткнут предусилитель, так что выходное сопротивление у этих микрофонов составляет всего 100-300 ом. Вот только не совсем понятно, какая там амплитуда, а то так можно было бы сразу в АЦП втыкать.

Но бывает даже круче -- есть микрофоны MEMS, в которых не то, что предусилитель встроен -- в них встроен АЦП!!! Так что ты получаешь сразу цифровой сигнал. При этом они не сильно дороже микрофонов с аналоговым выходом -- примерно, центов на 60 всего. Правда, там формат непривычный -- импульсно-плотностная модуляция. То-есть, частота единичек описывает амплитуду сигнала -- единичек и ноликов поровну -- сигнал нулевой. Больше ноликов -- сигнал отрицательный. Больше единичек -- положительный, и чем больше единичек, тем больше амплитуда. Частота этой модуляции составляет от 1 до 3 мегагерц, и таким образом, сигнал получается весьма и весьма высококачественный.

В ардуину, правда, такой не воткнёшь, не смогёт оно 3 мегагерца. Надо выделенную микросхему. Хотя по идее (по идее) сигнал с такой модуляцией, пущенный через RC фильтр, не станет ли аналоговым? Но тут уже, ИМХО, перемудривание.

Проще всего взять аналоговый такой микрофон, если надо -- подцепить примитивнейший усилитель на самом дешёвом операционном усилителе, и втыкать в микроконтроллер...

Но интересно как получилось с микрофонами. Вот это я понимаю -- техника дошла. Козявка 3x4 миллиметра -- а там и микрофон, и предусилитель, и сразу АЦП. Круто.