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【Arduino】168种传感器模块系列实验(159)---MAX9814咪头传感...

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发表于 2020-3-5 11:04:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
37款传感器与模块的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手试试做实验,不管成功与否,都会记录下来---小小的进步或是搞不定的问题,希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)
实验一百五十九:MAX9814麦克风放大器模块 MIC话筒声音放大/咪头传感器 CMA-4544PF-W




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 楼主| 发表于 2020-3-5 11:06:17 | 显示全部楼层

CMA-4544PF-W
电容式麦克风

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 楼主| 发表于 2020-3-5 11:28:43 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-3-5 11:30:01 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-3-5 11:38:27 | 显示全部楼层


电容式话筒
是利用电容大小的变化,将声音信号转化为电信号.这种话筒最为普遍,常见的录音机内置话筒就这种.因为它便宜,体积小巧,而且效果也不差.有时也叫咪头。

电容式麦克风有两块金属极板,其中一块表面涂有驻极体薄膜(多数为聚全氟乙丙烯)并将其接地,另一极板接在场效应晶体管的栅极上,栅极与源极之间接有一个二极管,如图所示。当驻极体膜片本身带有电荷,表面电荷地电量为Q,板极间地电容量为C,则在极头上产生地电压U=Q/C,当受到振动或受到气流地摩擦时,由于振动使两极板间的距离改变,即电容C改变,而电量Q不变,就会引起电压的变化,电压变化的大小,反映了外界声压的强弱,这种电压变化频率反映了外界声音的频率,这就是驻极体传声器地工作原理。

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 楼主| 发表于 2020-3-5 11:42:11 | 显示全部楼层
电容式麦克风优点
1、能将声音直接转换成电能讯号的
电容式麦克风是利用导体间的电容充放电原理,以超薄的金属或镀金的塑料薄膜为振动膜感应音压,以改变导体间的静电压直接转换成电能讯号,经由电子电路耦合获得实用的输出阻抗及灵敏度设计而成。
2、能展现原音重现的特性
音响专家以追求『原音重现』为音响的最高境界!从麦克风的基本设计原理分析,不难发现电容式麦克风不仅靠精密的机构制造技术,而且结合复杂的电子电路,能直接将声音转换成电能讯号,先天上就具有极优越的特性,所以成为追求『原音重现』者的最佳选择。
3、具有极为宽广的频率响应
振动膜是麦克风感应声音及转换为电能讯号的主要组件。振动膜的材质及机构设计,是决定麦克风音质的各项特性。由于电容式麦克风的振动膜可以采用极轻薄的材料制成,而且感应的音压,直接转换成音频讯号,所以频率响应低音可以延伸到10Hz以下的超低频,高音可以轻易的达到数十KHz的超音波,展现非常宽广的频率响应特性!
4、具有超高灵敏度
在振动膜上面因为没有音圈的负载,可以采用极为轻薄的设计,所以不但频率响应极为优越,而且具有绝佳的灵敏度,可以感应极微弱的声波,输出最清晰、细腻及精准的原音!
5、快速的瞬时响应特性
振动膜除了决定麦克风的频率响应及灵敏度的特性外,对声波反应快慢的能力,即所谓「瞬时响应」特性,是影响麦克风音色的一个最重要因素。麦克风瞬时响应特性的快慢,决定于整个振动膜的轻重,振动膜越轻,反应速度就越快。电容式音头极为轻薄的振动膜,具有极快速的瞬时响应特性,能展现清晰、明亮而有劲的音色及精准的音像。尤其中、低音完全没有音染及『箱音』,高音细腻而清脆,是电容式最显著的音色特点。由下面的附图可明显看出电容式音头的瞬时响应特性远优于动圈式。
6、具有超低触摸杂音的特性
使用手握式麦克风时因与手掌接触产生的触摸杂音,让原音混杂了额外的噪音,对音质影响至巨,尤其对具有前置放大电路的无线麦克风更严重,所以触摸杂音成为评断麦克风优劣的重要项目。从物理现象探讨,鹅毛与铜板同样掉到地板上,鹅毛几乎听不到掉落的声音,而铜板就很大声,显示较轻的材料比较重的撞击声小。同理,电容式麦克风的振动膜比较轻,先天上就具有『超低触摸杂音』的绝佳特点。
7、具有耐摔与耐冲击的特性
使用麦克风难免因不慎掉落碰撞导致故障或异常。由于电容式音头是由较轻的塑料零件及坚固的轻金属外壳构成,掉落地面的撞击力较小,损坏的故障率较低。
8、体积小、重量轻
电容式麦克风因采用超薄的振动膜,具有体积小、重量轻、灵敏度高及频率响应优越的特点,所以能设计成超小型麦克风(俗称小蜜蜂及小蚂蚁)广泛的应用
9、最适合装配在无线麦克风上
电容式麦克风具有上述绝佳的特点,成为音响工程专家及演唱高手的最爱,而无线麦克风在舞台演唱或在家里唱卡拉OK,已经成为当今世界的趋势,无线麦克风因本身可以提供电容式音头所需的偏压,而拥有电容式麦克风的全部优点,成为数字音响时代,专业音响行家梦寐以求的最佳麦克风。

电容式麦克风缺点
结构复杂、造价昂贵,音膜脆弱,怕潮,名贵型号都用真空防潮箱保存,难以推广。
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 楼主| 发表于 2020-3-5 12:16:27 | 显示全部楼层

MAX9814
是美信公司出品的带AGC控制的麦克放大模块,很适于各种麦克放大和控制电路的前置部分,外围只要10个以内的元件,就能满足一般使用者的需要,麦克放大在0-8米的距离,保证输出电平保持近似一致。是很好的简单代替复杂麦克控制电路的代表之作。

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 楼主| 发表于 2020-3-5 12:33:15 | 显示全部楼层
MAX9814是一款低成本,高质量的麦克风放大器,具有自动增益控制(AGC)和低噪声麦克风偏置。该器件具有一个低噪声前置放大器,可变增益放大器(VGA),输出放大器,麦克风偏置电压发生器和AGC控制电路。

低噪声前置放大器具有固定的12dB增益,而VGA增益则根据输出电压和AGC阈值自动从20dB调整至0dB。输出放大器提供8dB,18dB和28dB的可选增益。在没有压缩的情况下,放大器的级联会导致总增益为40dB,50dB或60dB。三级数字输入对输出放大器的增益进行编程。外部电阻分压器控制AGC阈值,单个电容器设定启动/释放时间。三级数字输入可设定起效时间与释放时间的比率。AGC的保持时间固定为30ms。低噪声麦克风偏置电压发生器可以使大多数驻极体麦克风偏置。

MAX9814采用节省空间的14引脚TDFN封装。该器件的额定温度范围为-40°C至+ 85°C。

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 楼主| 发表于 2020-3-5 12:36:26 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-3-5 14:44:38 | 显示全部楼层


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 楼主| 发表于 2020-3-5 15:25:33 | 显示全部楼层


MAX9814麦克风放大器模块
MAX9814是一款低成本高性能麦克风放大器,具有自动增益控制(AGC)和低噪声麦克风偏置。器件具有低噪声前端放大器、可变增益放大(VGA)、输出放大器、麦克风偏置电压发生器和AGC控制电路。
●自动增益控制(AGC)  
●3种增益设置(40dB、50dB、60dB)  
●可编程动作时间  
●可编程动作和释放时间比  
●电源电压范围2.7V~5.5V   
●低THD:0.04% (典型值)  
●低功耗关断模式  
●内置2V低噪声麦克风偏置

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 楼主| 发表于 2020-3-5 15:30:38 | 显示全部楼层
模块电原理图



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 楼主| 发表于 2020-3-5 15:32:49 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-3-5 15:35:10 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2020-3-8 17:31:08 | 显示全部楼层
  1. /*
  2. 【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料+代码+图形+仿真)
  3. 实验一百五十九:MAX9814麦克风放大器模块 MIC话筒声音放大/咪头传感器

  4. 项目测试:串口输出人声波形
  5. 模块接线:
  6. MAX9814  Arduino
  7. VCC        5V
  8. GND        GND
  9. OUT         A0
  10. */

  11. void setup()
  12. {
  13.   Serial.begin(9600);
  14.   pinMode(A0,INPUT);
  15. }

  16. void loop()
  17. {
  18.   Serial.println(analogRead(A0));
  19.   delay(100);
  20. }
复制代码
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