一、前言
声音在生活中无处不在，而麦克风广泛应用于音频录制、语音通信、公共广播、音视频会议、语音识别等领域，是实现声音采集和传输的重要工具。本设计目的是为了满足特定应用场景对高质量音频采集和放大的需求。将讨论麦克风放大电路的设计原理，实现方法和关键技术，以及与设计目标相关的性能指标。
二、设计框图及原理介绍
流程图及原理图初步设计都是由Scheme-it网页绘制的。https://www.digikey.cn/schemeit/project/mic-f851e8b638e64aff9d717959a4c2ee1b
如框图所示，由MCU核心板提供5V电源，为运算放大器供电。麦克风传感器采集音频信号通过运算放大电路将音频信号传输给MCU，本次设计基于12指神探扩展板设计，12指神探是基于RP2040的最小系统。
12指神探一款基于树莓派基金会推出的微控制器RP2040制作的多功能硬件调试助手 - 取名为“12指神探”，意为它有12根引脚、功能灵活、搭配不同的程序，可以做成各种调试器。这主要得益于RP2040的几个特性：
- 内部有两个Arm Cortex M0+的内核，官方推荐时钟为133MHz，实际超频到250MHz没有问题；
- 每根管脚都可以独立编程（类似FPGA的状态机，可以通过汇编语言编程）使用的PIO，可以用来生成各种常用的、以及自定义的协议；
- RP2040的管脚可以灵活配置后成组支持最常用的串行总线 - SPI、I2C、UART以及PWM；
- 原生支持MicroPython，方便对软件不是很擅长的用户根据需要从网上获取开源的程序灵活使用，而不彼此影响。
这个模块是通过Type C的USB接口提供供电、下载以及通信的功能，板上有5V转3.3V，最高支持800mA的电压变换器，在12根引脚上也将5V和3.3V引出，方便对其它外设麦克风放大电路板供电。
运算放大器常用丁各种模拟电路中，如滤波器、比较器、振荡器、积分器、微分器、加法器等。它提供了极高的增益，能够将微弱的模拟信号放大到合适的幅度，从而能够进行精确的测量、控制和信号处理。
运算放大器广泛应用干各个领域，包括通信系统、音频设备，测量仪器、自动控制系统以及模拟计算等。同时，运算放大器可以与其他电子元件结合使用，构成复杂的电路功能，为电子系统提供更多的功能和灵活性。
三、原理图及芯片介绍
原理图：
运算放大电路(OperationalAmolifier、简称OP-AMP)是一种常用的集成电路，用干放大和外理模拟信号。它是一种差分放大器，且有高开环增益，高输入阻抗和低输出阴抗的特性。
运算放大器通常由多个晶体管和被调整的电阻网络组成，其中有两个输入端(非反相输入端和反相输入端)、一个输出端以及正负电源供电引脚。
在本次设计中运算放大电路中采用的LM358A运算放大器。
LM358A的参数：
通道数：2
电压最大值（V）：5.5
电压最小值(V)：2.5
GBW（MHz）:1
压摆率（V/μs）：1.7
V0S（25℃时的失调电压）（最大值）（mV）：4
放大增益：10
一般情况下，运算放大器在负反馈配置下工作，即将输出信号通过反馈电路回馈到输入端，以稳定放大器的工作点，并达到特定的放大倍数和响应特性。
四、结语
以上是麦克风放大电路设计的基本原理介绍，该阶段只要求原理图和系统框图，实际效果的实物将在活动的第二阶段展示。
