Transistor-Mikrofonverstärker - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Dieser Artikel zeigt Ihnen, wie Sie einen Transistor-Mikrofonverstärker herstellen.

Die minimale Stromversorgung für diese Schaltung beträgt 1,5 V. Sie benötigen jedoch mindestens 3 V, wenn Sie einen optionalen LED-Detektor (Transistor Q3) herstellen und Ihre LED einschalten möchten.

Das Signal vom Mikrofon wird durch die Transistoren Q1 und Q2 verstärkt, bevor es zur Detektion an den Transistor Q3 angelegt wird.

Sie können meine Schaltung im Video sehen.

Ich dachte an diese Idee, nachdem ich diesen Artikel gelesen hatte:

Lieferungen

Komponenten: billiges Mikrofon - 2, Allzwecktransistoren - 5, 100 Ohm Hochleistungswiderstand - 5, 1 kOhm Widerstand - 1, 10 kOhm Widerstand - 10, 470 uF Kondensator - 10, 220 kOhm Widerstand - 2, 470 nF Kondensator - 5, Matrixplatine, isolierte Drähte, 1 mm Metalldraht, 1,5 V oder 3 V Stromquelle (AAA/AA/C/D Batterien), 1 Megaohm bis 10 Megaohm Widerstandspaket.

Werkzeuge: Zange, Abisolierzange

Optionale Komponenten: Lötzinn, LEDs - 2, Batteriekabelbaum.

Optionale Werkzeuge: Lötkolben, USB-Oszilloskop, Multimeter.

Schritt 1: Entwerfen Sie die Schaltung

Berechnen Sie den maximalen LED-Strom:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 Ohm

= 8 mA

Berechnen Sie die Kollektorspannung des Q1-Transistors, 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

Die Vorspannungskomponenten sind für den zweiten Transistorverstärker gleich:

Vc2 = Vc1 = 1,95454545455 V

Der Transistor sollte mit einer halben Versorgungsspannung von 1,5 V vorgespannt werden, nicht mit 1,95454545455 V. Es ist jedoch schwierig, die Stromverstärkung, Beta = Ic / Ib, vorherzusagen. Daher müssen Sie während des Schaltungsaufbaus verschiedene Rb1- und Rb2-Widerstände ausprobieren.

Berechnen Sie die minimale Q3-Transistorstromverstärkung, um die Sättigung sicherzustellen:

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

Berechnen Sie die untere Hochpassfilterfrequenz:

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 (für LED-Detektor)

= 1 / (2*pi*(10.000 Ohm + 1.000 Ohm)*(470*10^-9))

= 30,7843216812Hz

Schritt 2: Simulationen

Simulationen der PSpice-Software zeigen, dass der maximale LED-Strom nur 4,5 mA beträgt. Dies liegt daran, dass der Q3-Transistor aufgrund der Inkonsistenzen des Q3-Transistormodells und des realen Q3-Transistors, den ich verwendet habe, nicht sättigt. Das Q3 PSpice Software-Transistormodell hatte im Vergleich zum realen Q3-Transistor eine sehr geringe Stromverstärkung.

Die Bandbreite beträgt etwa 10 kHz. Dies könnte an der Streukapazität des Transistors liegen. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass eine Verringerung der Rc-Widerstandswerte die Bandbreite erhöht, da die Transistorstromverstärkung mit der Frequenz abnehmen könnte.

Schritt 3: Machen Sie die Schaltung

Ich habe den optionalen Netzteilfilter für meine Schaltung implementiert. Ich habe diesen Filter aus der Schaltungszeichnung weggelassen, da die Möglichkeit eines erheblichen Spannungsabfalls besteht, der den LED-Strom und die LED-Lichtintensität reduzieren würde.

Schritt 4: Testen

Sie können sehen, dass mein USB-Oszilloskop eine Wellenform anzeigt, wenn ich in das Mikrofon spreche.