Transistor mikrofonförstärkare: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Denna artikel visar hur du gör en transistor mikrofonförstärkare.

Minsta strömförsörjning för denna krets är 1,5 V. Du kommer dock att behöva minst 3 V om du gör en LED -detektor (transistor Q3) (tillval) och vill att din LED ska tändas.

Signalen från mikrofonen förstärks av transistorn Q1 och Q2 innan den appliceras på Q3 -transistorn för detektion.

Du kan se min krets fungera i videon.

Jag tänkte på denna idé efter att ha läst den här artikeln:

Tillbehör

Komponenter: billig mikrofon - 2, generella transistorer - 5, 100 ohm högeffektmotstånd - 5, 1 kohmmotstånd - 1, 10 kohmmotstånd - 10, 470 uF kondensator - 10, 220 kohm motstånd - 2, 470 nF kondensator - 5, matrisskiva, isolerade ledningar, 1 mm metalltråd, 1,5 V eller 3 V strömkälla (AAA/AA/C/D -batterier), 1 Megohm till 10 Megohm motståndspaket.

Verktyg: tång, trådavlägsnare

Valfria komponenter: löd, lysdioder - 2, batterisele.

Valfria verktyg: lödkolv, USB -oscilloskop, multimeter.

Steg 1: Design kretsen

Beräkna maximal LED -ström:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 ohm

= 8 mA

Beräkna Q1 transistor kollektorspänning, 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 ohm) * 100 * 10 000 ohm

= 1,95454545455 V

Förspänningskomponenterna är desamma för den andra transistorförstärkaren:

Vc2 = Vc1 = 1,95454545455 V

Transistorn bör vara förspänd vid halv matningsspänning 1,5 V, inte 1,95454545455 V. Det är dock svårt att förutsäga strömförstärkningen, Beta = Ic / Ib. Således måste du prova olika Rb1- och Rb2 -motstånd under kretskonstruktion.

Beräkna den minsta Q3 -transistorströmförstärkningen för att säkerställa mättnad:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

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

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

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

= 47.8260869565

Beräkna den lägre högpassfilterfrekvensen:

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

Ri = 10 000 ohm

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

= 16,9313769247 Hz

Ri = 1 000 ohm (för LED -detektor)

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

= 30,7843216812 Hz

Steg 2: Simuleringar

PSpice -mjukvarusimuleringar visar att den maximala LED -strömmen bara är 4,5 mA. Detta beror på att Q3-transistorn inte mättas på grund av inkonsekvenserna i Q3-transistormodellen och den verkliga Q3-transistorn som jag använde. Q3 PSpice-mjukvarutransistormodellen hade en mycket låg strömförstärkning jämfört med verkliga Q3-transistorer.

Bandbredden är cirka 10 kHz. Detta kan bero på transistorstray -kapacitans. Det finns dock ingen garanti för att minskning av Rc -motståndsvärden ökar bandbredden eftersom transistorströmförstärkningen kan minska med frekvensen.

Steg 3: Gör kretsen

Jag implementerade det valfria strömförsörjningsfiltret för min krets. Jag utelämnade detta filter från kretsritningen eftersom det finns en risk för ett betydande spänningsfall som skulle minska LED -strömmen och LED -ljusintensiteten.

Steg 4: Testning

Du kan se mitt USB -oscilloskop som visar en vågform när jag pratar in i mikrofonen.