代码收藏家技术教程 2023-04-30

树莓派pico和LM358运放组成的简单音频采样系统

基于树莓派pico和LM358运放的音频采样系统

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3.3V（3.3-1.5），pico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266MHz，I2C频率2.4MHz，128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elecfans：https://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0.825V（5V供电时1.25）的电压，放大后的信号幅度为0V-1.65V（5V供电时2.5V）。