Transistorimikrofonivahvistin: 4 vaihetta

Sisällysluettelo:

Tarvikkeet
Vaihe 1: Suunnittele piiri
Vaihe 2: Simulaatiot
Vaihe 3: Tee piiri
Vaihe 4: Testaus

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-13 06:57

Tässä artikkelissa kerrotaan, miten voit tehdä transistorimikrofonivahvistimen.

Tämän piirin vähimmäisvirtalähde on 1,5 V. Tarvitset kuitenkin vähintään 3 V, jos teet valinnaisen LED -ilmaisimen (transistori Q3) ja haluat LED -valon syttyvän.

Mikrofonin signaali vahvistetaan transistorilla Q1 ja Q2 ennen kuin se syötetään Q3 -transistoriin havaitsemista varten.

Näet piirini toimivan videolla.

Ajattelin tätä ajatusta lukiessani tämän artikkelin:

Tarvikkeet

Komponentit: halpa mikrofoni - 2, yleistransistorit - 5, 100 ohmin suuritehoinen vastus - 5, 1 kohmin vastus - 1, 10 kohmin vastus - 10, 470 uF kondensaattori - 10, 220 kohmin vastus - 2, 470 nF kondensaattori - 5, matriisilevy, eristetyt johdot, 1 mm metallilanka, 1,5 V tai 3 V virtalähde (AAA/AA/C/D -paristot), 1 Megohm - 10 Megohm vastuspakkaus.

Työkalut: pihdit, langanpoistaja

Valinnaiset komponentit: juote, LEDit - 2, akun johtosarja.

Lisävarusteet: juotin, USB -oskilloskooppi, yleismittari.

Vaihe 1: Suunnittele piiri

Laske LED -enimmäisvirta:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 ohmia

= 8 mA

Laske Q1 -transistorikollektorin jännite, 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 ohmia) * 100 * 10 000 ohmia

= 1,95454545455 V

Biasointikomponentit ovat samat toisessa transistorivahvistimessa:

Vc2 = Vc1 = 1,95454545455 V

Transistorin tulisi olla puolueellinen 1,5 V: n syöttöjännitteellä, ei 1,95454545455 V. Nykyistä vahvistusta, beta = Ic / Ib, on kuitenkin vaikea ennustaa. Siksi sinun on kokeiltava erilaisia Rb1- ja Rb2 -vastuksia piirin rakentamisen aikana.

Laske Q3 -transistorin minimivirran vahvistus kylläisyyden varmistamiseksi:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

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

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

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

= 47.8260869565

Laske alimman ylipäästösuodattimen taajuus:

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

Ri = 10 000 ohmia

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

= 16,9313769247 Hz

Ri = 1 000 ohmia (LED -ilmaisimelle)

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

= 30.7843216812 Hz

Vaihe 2: Simulaatiot

PSpice -ohjelmistosimulaatiot osoittavat, että LED -enimmäisvirta on vain 4,5 mA. Tämä johtuu siitä, että Q3-transistori ei ole kylläinen Q3-transistorimallin ja käyttämäni tosielämän Q3-transistorin epäjohdonmukaisuuksien vuoksi. Q3 PSpice -ohjelmistotransistorimallilla oli erittäin pieni virranvoitto verrattuna todelliseen Q3-transistoriin.

Kaistanleveys on noin 10 kHz. Tämä voi johtua transistorin hajakapasitanssista. Ei kuitenkaan ole mitään takeita siitä, että Rc -vastusarvojen pienentäminen lisää kaistanleveyttä, koska transistorin virran vahvistus voi pienentyä taajuuden myötä.

Vaihe 3: Tee piiri

Toteutin valinnaisen virtalähteen suodattimen piirilleni. Jätin tämän suodattimen pois piirustuspiirustuksesta, koska on mahdollista merkittävä jännitehäviö, joka vähentäisi LED -virtaa ja LED -valon voimakkuutta.