[Noise Detector] 회로 (2) : 증폭 회로 문제점1

회로도

문제점

이전 포스트에서 오실로스코프 파형을 보면 뭔가 이상하다고 생각했을 수도 있습니다. 주기적으로 튀는 현상이 발생하는 것인데요. 이것은 nRF51 칩이 라디오를 사용할 때 10-20mV의 미세한 전압 감소가 나타나는데, 이것이 증폭되어 ADC에도 나타나는 현상입니다.

 

다음은 nRF51전원단에 220uF 커패시터 없이 연결 후 200ms마다 브로드캐스트를 했을 때 VCC 전압(하늘색, 위)과 증폭회로 출력 전압(노란색, 아래)입니다. 확대해서 보면 VCC전압은 큰 네모 한칸당 10mV입니다. 사진에 나오지 않지만 증폭회로 출력 전압은 한칸당 1V입니다. VCC 전압도 1V 단위로 측정하면 육안으로 관찰하기 힘든 정도의 미세한 감소폭입니다. 하지만 1000배 증폭회로를 거치면서 증폭회로의 출력에 영향을 미칩니다. VCC 전압이 감소되는 시간이 증폭 회로의 신호가 튀는 시간과 정확히 일치하는 것을 확인할 수 있습니다.

 

이 문제를 해결하기 위해 nRF51 전원단에 220uF 커패시터를 추가했습니다. 효과는 있지만 문제는 해결하지 못했습니다. 

 

라디오를 사용하지 않을 때 "마이크 테스트" 음성에 대한 ADC 출력 신호 : 깔끔합니다.

 

연결 전, Advertising을 위한 라디오 사용중(더 적은 빈도로 라디오 사용) "마이크 테스트" 음성에 대한 ADC 출력 신호

 

연결 후, Broadcasting을 위한 라디오 사용중(더 많은 빈도로 라디오 사용) "마이크 테스트" 음성에 대한 ADC 출력 신호

 

해결 방법

이 문제를 해결하기 위해 2200uF를 주문해 놓았지만 아직 도착하지 않은 상태입니다.

다른 방법으로, 콘덴서 마이크 부하 저항에 공급되는 VCC를 인덕터로 분리시키기 위해 인덕터와 비드를 주문했지만 역시 아직 도착하지 못했습니다. 

실험해 봐야 알겠지만, 대용량 커패시터가 다른 부품에 영향을 미치거나, 인덕터가 마이크 동작에 영향미칠까 걱정네요.

 

[2020.05.09]

nRF51에서 전파를 방출할 때 전류량이 급증하면서 전압이 아주~아주 약간 떨어지는데, 이게 마이크 증폭회로에서 증폭되는 것 같습니다.

 

이 경우 해결 방법은 2가지 정도가 있을 것 같습니다.

 

• 마이크용 전원을 따로 설치하고, 시스템 전원과 그라운드 연결
• 마이크 회로 앞단에 레귤레이터를 배치