树莓派pico和LM358运放组成的简单音频采样系统

简介

闲来无事利用网上的图片手动焊接了一个放大电路。采用LM358运放放大咪头信号树莓派pico采样ssd1306显示波形及频谱适合新手练手。
选择LM358主要基于两个原因一是电压范围宽3V就可以正常工作这样可以用板载的3.3V或5V电源供电不需要额外的电源。二是可以自动偏置LM358会把信号中心抬升到基准电压。
缺点也是很明显3.3V供电导致放大后的信号最大幅度不能到达3.3V3.3-1.5pico的adc采样深度为12bit达不到标准音频采样的16bit标准。
对比以前用过的一个微雪模块自制模块有更高的灵敏度高频尤其明显。
作为一个练手项目此项目涉及到了ad采样oled显示,焊接及简单的C/C++。

项目优势

1.用料简单。pico开发板tb价格20块ssd1306不超过15块采样板总成本不超过5块~
2.采样精度尚可
3.代码简单易懂有C基础的可以自由发挥增加更多想要的功能
4.pico的扩展能力强方便后期与其他系统集成
5.pico有强大的mcu可以超频。这个项目中pico运行在266MHzI2C频率2.4MHz128点采样并做傅里叶计算。满速fps可以到达200多。

采样板制作

1.原理图

注明原图来自elecfanshttps://www.elecfans.com/video/202207101859484.html
原设计采用9V电源不方便与单片机集成。改为3.3V供电后ADC引脚还可以做为探针使用因为整块板子电压都在3.3V以下方便排查板子的工作状态
原设计功能是话筒放大器输出是有退耦电容的。但是单片机采样需要直流部分~
原设计R4阻值10k运放4脚电压为4.5V超出了ad采样的范围。为了配合ad采样R4改为了3.3K,运放四脚得到0.825V5V供电时1.25的电压放大后的信号幅度为0V-1.65V5V供电时2.5V。

实际测试的时候发现波形严重畸变高频污染严重。经测试确定是电源引入的干扰。
为了消除干扰额外在电源上并联了一个100uf的电解电容另外在ad输出前增加了一个200K电阻。经过处理后得到了完美的波形信号。后增加的两个原件没有体现在原理图中。

焊接好的实物图有点丑但是功能没问题

相关代码发布在https://github.com/AndrewWang1111/LM358_PICO_ADC
视频发在B站 https://www.bilibili.com/video/BV1CG4y1V7SR