Interfaçage entre micro MEMS et filtre actif

[MatthieuW31]

Bonjour,

J’ai fait/simulé un filtre de Chebyshev à 2 étages afin d’amplifier la bande de fréquence autour de 5.5kHz issue d’un signal audio.
La simulation sous LTSpice se passe bien lorsque j’ai en entrée de mon filtre un son wave enregistré.

J’ai fait un petit proto avec un microphone MEMS en entrée du filtre. Seulement, le comportement mesuré ne correspond en rien à l’attendu !
Sur la sortie du MEMS, j’ai bien une sinusoïde (quelques dizaines de millivolts) dont la fréquence correspond à celle de la note jouée. Par contre, à la sortie du 1er étage du filtre, j’ai un signal d’environ 4kHz (voir image), quoi que renvoie le micro.

Les composants sont les mêmes que pour la simu, hormis l'AOP qui est un LM324.
Le MEMS est sur sa carte d'évalutation (AMM-3738-B-EB-R) et est directement connecté à R1 (voir schéma) via la capa incluse sur l'evalboard.
L'AOP est alimenté en 3.3V et le MEMS en 2V.

Qu'ai-je loupé? Faut-il un suiveur ou autre entre le micro et le filtre??
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[Vincent PETIT]

Bonjour,
Retire le micro et met l'entrée de ton filtre à la masse et mesure la sortie pour voir si tu n'as pas un problème de mesure ou d'électronique mal câblé.

Tu as de quoi envoyé un signal en entrée de ton filtre ? Un GBF par exemple ?

Tu as choisi une structure de filtre MFB (Multiple Feedback), il y a une raison ? Cette config est fortement dépendante des imperfections de l'AOP et je la trouve plus compliqué à mettre au point.

Tu as choisi une réponse Chebyshev, il y a une raison ? Cette réponse n'a pas un bon retard de groupe, c'est à dire que les phases des harmoniques qui vont traverser ton filtre auront subit des retards différents, tu auras de la distorsion de phase en sortie. De plus le gain varie dans la bande d'intérêt.


Si je trouve un peu de temps demain, j'essai de regarder la stabilité de ton filtre.

[Antoane]

Bonjour,

Le LM324 est vendu pour un Vcc commencant à 3V mais en pratique, la plage de tension d'entrée utilisable dans ces conditions va de 0V à ~ 1 ou 1.5 V ("Common-mode voltage range" dans la datasheet), et la tension de sortie de peut guère dépasser 1.5 ou 1.7 V ("Voltage output swing from rail").

Le LM324 n'est pas un composant très performant.

Tu peu commencer par l'alimenter sous >5V et voir comment le circuit se comporte.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm...duct%252FLM324

[MatthieuW31]

Bonjour, merci pour vos réponses!

Retire le micro et met l'entrée de ton filtre à la masse et mesure la sortie pour voir si tu n'as pas un problème de mesure ou d'électronique mal câblé.

Tu as de quoi envoyé un signal en entrée de ton filtre ? Un GBF par exemple ?

Bonjour Vincent, effectivement, je ferai ces 2 tests, il faut que je trouve un GBF ou un gadget qui peut faire du sinus, ça devrait se trouver facilement.

Tu as choisi une structure de filtre MFB (Multiple Feedback), il y a une raison ? Cette config est fortement dépendante des imperfections de l'AOP et je la trouve plus compliqué à mettre au point.

Tu as choisi une réponse Chebyshev, il y a une raison ? Cette réponse n'a pas un bon retard de groupe, c'est à dire que les phases des harmoniques qui vont traverser ton filtre auront subit des retards différents, tu auras de la distorsion de phase en sortie. De plus le gain varie dans la bande d'intérêt.

En fait je fais une carte qui, lorsqu'elle détecte le "clac clac" de fin de cycle de lavage du lave-linge, déclenche une alarme pour ne plus oublier la machine qui a été lancée 2h auparavant!
La machine a également une sonnerie mais très faible, le but est donc de capter le déverrouillage ou une note de la sonnerie (avec filtrage des "faux signaux").
J'ai choisi Chebyshev pour avoir une bande passante la plus étroite possible. D'après mes simus en Monte-Carlo, les tolérances des composants doivent être serrées, au pire, je peux adapter des valeurs une fois la carte finie.
C'est pourquoi les distorsions ne sont pas un problème pour ce type d'application.

Le LM324 est vendu pour un Vcc commencant à 3V mais en pratique, la plage de tension d'entrée utilisable dans ces conditions va de 0V à ~ 1 ou 1.5 V ("Common-mode voltage range" dans la datasheet), et la tension de sortie de peut guère dépasser 1.5 ou 1.7 V ("Voltage output swing from rail").

Le LM324 n'est pas un composant très performant.

Tu peu commencer par l'alimenter sous >5V et voir comment le circuit se comporte.

Bonjour Antoane, effectivement, j'avais des doutes sur ce point-là et ai donc essayé d'alimenter en 5V, mais le signal de sortie était de la même forme que sous 3.3V (même fréquence, l'amplitude différait peut-être, je ne me souviens plus).

[A voir en vidéo sur Futura]

[MatthieuW31]

Bonjour,

Retire le micro et met l'entrée de ton filtre à la masse et mesure la sortie pour voir si tu n'as pas un problème de mesure ou d'électronique mal câblé.

Tu as de quoi envoyé un signal en entrée de ton filtre ? Un GBF par exemple ?

J'ai pu faire ces 2 tests rapidement hier soir et lorsque que je mets une masse ou un signal sinusoïdal en entrée du montage, j'ai toujours pareil en sortie du 1er étage (voir 1er post). De plus, j'ai 1.65V sur V+ et à peu près pareil sur V- (mais pas de court-circuit entre les 2 broches). J'ai également fait le test en augmentant la tension d'alimentation de l'AOP, le résultat est identique.
Je dois effectivement avoir un problème de câblage ou alors j'ai endommagé l'AOP en le soudant.