Tranzystorowy wzmacniacz mikrofonowy: 4 stopnie

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

W tym artykule pokazano, jak zrobić tranzystorowy wzmacniacz mikrofonowy.

Minimalne zasilanie tego obwodu wynosi 1,5 V. Jednakże, będziesz potrzebować co najmniej 3 V, jeśli wykonujesz opcjonalny detektor LED (tranzystor Q3) i chcesz, aby dioda LED się włączyła.

Sygnał z mikrofonu jest wzmacniany przez tranzystory Q1 i Q2 przed podaniem go na tranzystor Q3 w celu detekcji.

Możesz zobaczyć mój obwód działający na filmie.

Pomyślałem o tym pomyśle po przeczytaniu tego artykułu:

Kieszonkowe dzieci

Komponenty: tani mikrofon - 2, tranzystory ogólnego przeznaczenia - Rezystor dużej mocy 5,100 Ω - Rezystor 5,1 kΩ - Rezystor 1,10 kΩ - Kondensator 10,470 uF - Rezystor 10,220 kΩ - Kondensator 2,470 nF - 5, płytka matrycowa, izolowane przewody, drut metalowy 1 mm, źródło zasilania 1,5 V lub 3 V (baterie AAA/AA/C/D), zestaw rezystorów 1 megaom do 10 megaomów.

Narzędzia: szczypce, ściągacz izolacji

Elementy opcjonalne: lut, diody LED - 2, wiązka akumulatora.

Opcjonalne narzędzia: lutownica, oscyloskop USB, multimetr.

Krok 1: Zaprojektuj obwód

Oblicz maksymalny prąd LED:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 omów

= 8 mA

Oblicz napięcie kolektora tranzystora 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 omów) * 100 * 10 000 omów

= 1,95454545455 V

Komponenty polaryzujące są takie same dla drugiego wzmacniacza tranzystorowego:

Vc2 = Vc1 = 1,95454545455 V

Tranzystor powinien być spolaryzowany na połowę napięcia zasilania 1,5 V, a nie 1,95454545455 V. Trudno jednak przewidzieć wzmocnienie prądowe, Beta = Ic / Ib. Dlatego podczas budowy obwodu będziesz musiał wypróbować różne rezystory Rb1 i Rb2.

Oblicz minimalne wzmocnienie prądu tranzystora Q3, aby zapewnić nasycenie:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

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

= 10 mA / ((3 V - 0,7 V) / (10 000 omów + 1000 omów))

= 10 mA / (2,3 V / 11 000 omów)

= 47.8260869565

Oblicz dolną częstotliwość filtra górnoprzepustowego:

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

Ri = 10 000 omów

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

= 16.9313769247 Hz

Ri = 1000 omów (dla detektora LED)

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

= 30,7843216812 Hz

Krok 2: Symulacje

Symulacje oprogramowania PSpice pokazują, że maksymalny prąd LED wynosi tylko 4,5 mA. Dzieje się tak, ponieważ tranzystor Q3 nie nasyca się z powodu niespójności modelu tranzystora Q3 i rzeczywistego tranzystora Q3, którego użyłem. Model tranzystora programowego Q3 PSpice miał bardzo niskie wzmocnienie prądowe w porównaniu z rzeczywistym tranzystorem Q3.

Szerokość pasma wynosi około 10 kHz. Może to być spowodowane pojemnością rozproszoną tranzystora. Jednak nie ma gwarancji, że zmniejszenie wartości rezystora Rc zwiększy szerokość pasma, ponieważ wzmocnienie prądu tranzystora może maleć wraz z częstotliwością.

Krok 3: Wykonaj obwód

Zaimplementowałem opcjonalny filtr zasilania dla mojego obwodu. Pominąłem ten filtr z rysunku obwodu, ponieważ istnieje możliwość znacznego spadku napięcia, który obniżyłby prąd i natężenie światła LED.

Krok 4: Testowanie

Możesz zobaczyć mój oscyloskop USB pokazujący przebieg, gdy mówię do mikrofonu.