Zosilňovač tranzistorového mikrofónu: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Tento článok vám ukáže, ako vytvoriť zosilňovač tranzistorového mikrofónu.

Minimálny zdroj napájania pre tento obvod je 1,5 V. Budete však potrebovať najmenej 3 V, ak vyrábate voliteľný detektor LED (tranzistor Q3) a chcete, aby sa LED dióda rozsvietila.

Signál z mikrofónu je zosilnený tranzistorom Q1 a Q2 a potom aplikovaný na tranzistor Q3 na detekciu.

Na videu môžete vidieť, ako môj obvod funguje.

Na tento nápad som prišiel po prečítaní tohto článku:

Zásoby

Komponenty: lacný mikrofón - 2, univerzálne tranzistory - 5, 100 ohmový vysoko výkonný odpor - 5, 1 kohmový odpor - 1, 10 kohmový odpor - 10, 470 uF kondenzátor - 10, 220 kohm odpor - 2, 470 nF kondenzátor - 5, maticová doska, izolované vodiče, 1 mm kovový drôt, 1,5 V alebo 3 V zdroj napájania (batérie AAA/AA/C/D), sada odporov 1 megohm až 10 megohmov.

Pomôcky: kliešte, odstraňovač drôtov

Voliteľné komponenty: spájka, LED - 2, zväzok batérií.

Voliteľné nástroje: spájkovačka, USB osciloskop, multimetr.

Krok 1: Navrhnite obvod

Vypočítajte maximálny prúd LED:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

= (3 V - 2 V - 0,2 V) / 100

= 0,8 V / 100 ohmov

= 8 mA

Vypočítajte napätie kolektora tranzistora Q1, Vc1:

Vc1 = Vs - Ic1 * Rc1 = Vs - Ib1 * Beta * Rc1

= Vs - (Vs - Vbe) / Rb1 * Beta * Rc1

= 3 V - (3 V - 0,7 V) / (2,2 * 10 ^ 6 ohmov) * 100 * 10 000 ohmov

= 1,95454545455 V

Prvky predpätia sú pre druhý tranzistorový zosilňovač rovnaké:

Vc2 = Vc1 = 1,95454545455 V

Tranzistor by mal byť predpätý pri polovičnom napájacom napätí 1,5 V, nie 1,95454545455 V. Je však ťažké predpovedať zosilnenie prúdu, Beta = Ic / Ib. Pri konštrukcii obvodu budete teda musieť vyskúšať rôzne odpory Rb1 a Rb2.

Vypočítajte minimálny prúdový zisk tranzistora Q3, aby ste zaistili sýtosť:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

= Ic3Max / ((Vs - Vbe3) / (Rc2 + Ri3a))

= 10 mA / ((3 V - 0,7 V) / (10 000 ohmov + 1 000 ohmov))

= 10 mA / (2,3 V / 11 000 ohmov)

= 47.8260869565

Vypočítajte dolnú hornú priepustnú frekvenciu filtra:

fl = 1 / (2*pi*(Rc+Ri)*Ci)

Ri = 10 000 ohmov

= 1 / (2*pi*(10 000 ohmov + 10 000 ohmov)*(470*10^-9))

= 16,9313769247 Hz

Ri = 1 000 ohmov (pre LED detektor)

= 1 / (2*pi*(10 000 ohmov + 1 000 ohmov)*(470*10^-9))

= 30,7843216812 Hz

Krok 2: Simulácie

Simulácie softvéru PSpice ukazujú, že maximálny prúd LED je iba 4,5 mA. Dôvodom je, že tranzistor Q3 nie je nasýtený kvôli nekonzistenciám modelu tranzistora Q3 a tranzistora Q3 v reálnom živote, ktorý som použil. Softvérový model tranzistora Q3 PSpice mal veľmi nízky prúdový zisk v porovnaní s tranzistorom Q3 v reálnom živote.

Šírka pásma je asi 10 kHz. Príčinou môže byť odchýlka kapacity tranzistora. Neexistuje však žiadna záruka, že zníženie hodnôt odporu Rc zvýši šírku pásma, pretože zosilnenie prúdu tranzistora sa môže s frekvenciou znižovať.

Krok 3: Vytvorte obvod

Do svojho obvodu som implementoval voliteľný filter napájania. Tento filter som z výkresu obvodu vynechal, pretože existuje možnosť výrazného poklesu napätia, ktorý by znížil prúd LED a intenzitu svetla LED.

Krok 4: Testovanie

Keď hovorím do mikrofónu, môžete vidieť môj USB osciloskop ukazujúci priebeh.