如何诊断串扰

电器工程 网杜伊诺 压电 相声
2022-02-07 05:07:16

我对电子学完全陌生,正在尝试通过构建电子鼓组来学习。我在网上找到了很多电路示例,以调节压电的输出以供控制器(在我的情况下为 Netduino)读取。我正在使用的电路看起来像这样。

  1. 压电(用一些 cat5 电缆从鼓连接到我的面包板)
  2. 并联一个470k电阻
  3. 串联一个肖特基二极管(在+线上)
  4. 串联一个齐纳二极管(+线上3.3v)
  5. 并联一个1M电阻
  6. 一个0.1uF电容并联
  7. 一个 Netduino 模拟引脚(以及连接到 Netduino 接地引脚的地线)

我目前有 6 个这样的电路连接到我的 Netduino 上的 6 个模拟引脚。该电路做得很好,既不会错过任何鼓点,又能提供相当好的速度/音量读数的动态范围。问题是当我非常用力地敲击任何一个鼓时,我会得到一些令人讨厌的串扰(即我敲了一个鼓,但会发出多个鼓的信号)。我已经坚持了几个星期,并尝试以我能想到的各种方式调整电路,但似乎无法解决问题。我能想到的最接近的方法是在电路的末端放置一个分压器。这确实消除了串扰,但代价是动态范围显着减少(即,无论我如何用力敲鼓,我都不会得到超过最大 ADC 读数值的一半左右)。一世' 我检查并仔细检查了所有东西都连接到同一个地线。肖特基应该阻止任何负面信号到达 Netduino,齐纳应该确保我没有得到高于 Netduino 想要的 3.3v 的任何东西。

我认为示波器可能有助于找出问题所在,但由于这是我的第一个电子项目/实验,因此很难证明向妻子购买几百美元是合理的;)

谁能指出我正确的方向以找出问题所在?

编辑:

这是我对示意图的尝试。我刚刚下载了 Eagle 并且不完全确定如何使用它,但希望这足够接近以给出这个想法。左边的压电符号对我来说看起来不正确,但这就是 Eagle 给我的。

示意图

编辑#2:

根据下面的几个请求,这里是我的电路的一些图片(根据几个人的建议略有更新)。此外,我还附上了一些鼓的图片。鼓使用特殊的“屏幕”鼓头,发出的声音非常小。有一小块泡沫将鼓面振动传递给压电体。

面包板 电路 鼓组 单鼓

3个回答

一个真正的示意图会有所帮助!

我不认为串扰是你电路中的东西,而是声学。其他鼓充当麦克风并拾取您正在演奏的鼓的振动。我看到的唯一解决方案是在其他鼓的信号中添加反声音,但这需要您非常了解要消除的信号的幅度和相位。

编辑(重新发表您的评论)
如果敲击断开的鼓不会给您带来串扰,那么它似乎毕竟不是声学的。我想看看你的接线。信号应该是一个高峰值电压(高 dV/dt),然后是一个快速衰减的正弦波(鼓的共振)。如果鼓和微控制器之间的电线长并且耦合很好(如交织在一起),那么您的高阻抗可能会导致轻微的串扰。与其说来自共振正弦波,不如说来自你击中它时的快速峰值。但这只会发出很小的“滴答”声,而不是典型的鼓声。
那你是怎么接线的?尝试为每个鼓使用单独的电线。

我建议更改齐纳二极管的位置,如图所示以达到您想要的效果;不过,这与您的问题无关。

正如 stevenvh 所提到的,这种安排不太可能产生电串扰,但如果您想确保从鼓到 arduino 的屏蔽电缆会有所帮助。但在最可能的情况下,它是一种声学效果,请考虑处理软件中的问题。你几乎不可能同时击打两个鼓,即使你用双手同时击打两个不同的鼓。那么,在任何给定的时间片中仅将最强的输入视为有效命中,而忽略其他输入如何?

顺便说一句,要确认问题确实是声学问题,请尝试断开一个鼓并敲击它,看看它是否仍然在其他(连接的)鼓中产生输入。

示意图

编辑:根据下面的评论修改 在此处输入图像描述

我认为你决定击鼓的触发电平太敏感了。您需要某个级别,低于该级别您认为鼓不是故意敲击的。这可能是您电路中的齐纳二极管打算做的事情,但是您将它向后接线,这样它只会增加一个小阈值,而不是预期的超过 3 V。

然而,齐纳二极管是一种用于阈值处理的技巧。你说这是进入微控制器,所以我会完全失去齐纳二极管并在微控制器中进行最小阈值。这是假设最大敲击会导致大约整个 A/D 电压范围。调整第二个电阻器(下次将组件代号放入原理图中)以获得正确的最大音量,然后调整固件以忽略低于特定水平的峰值。