Amplificatore per microfono a transistor: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Questo articolo mostra come realizzare un amplificatore per microfono a transistor.

L'alimentazione minima per questo circuito è 1,5 V. Tuttavia, avrai bisogno di almeno 3 V se stai realizzando un rilevatore LED opzionale (transistor Q3) e desideri che il LED si accenda.

Il segnale dal microfono viene amplificato dai transistor Q1 e Q2 prima di essere applicato al transistor Q3 per il rilevamento.

Puoi vedere il mio circuito in funzione nel video.

Ho pensato a questa idea dopo aver letto questo articolo:

Forniture

Componenti: microfono economico - 2, transistor per uso generale - Resistenza ad alta potenza da 5, 100 ohm - Resistenza da 5, 1 kohm - Resistenza da 1, 10 kohm - Condensatore da 10, 470 uF - Resistenza da 10, 220 kohm - Condensatore da 2, 470 nF - 5, scheda matrice, cavi isolati, filo metallico da 1 mm, alimentazione da 1,5 V o 3 V (batterie AAA/AA/C/D), pacco resistore da 1 Megohm a 10 Megohm.

Strumenti: pinze, spellafili

Componenti opzionali: saldatura, LED - 2, cablaggio della batteria.

Strumenti opzionali: saldatore, oscilloscopio USB, multimetro.

Passaggio 1: progettare il circuito

Calcola la corrente massima del LED:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 ohm

= 8 mA

Calcolare la tensione del collettore del transistor 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 ohm) * 100 * 10.000 ohm

= 1.95454545455 V

I componenti di polarizzazione sono gli stessi per il secondo amplificatore a transistor:

Vc2 = Vc1 = 1.95454545455 V

Il transistor deve essere polarizzato a metà della tensione di alimentazione 1,5 V, non a 1,95454545455 V. Tuttavia, è difficile prevedere il guadagno di corrente, Beta = Ic / Ib. Pertanto sarà necessario provare diversi resistori Rb1 e Rb2 durante la costruzione del circuito.

Calcolare il guadagno di corrente minimo del transistor Q3 per garantire la saturazione:

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

Calcola la frequenza del filtro passa alto inferiore:

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 (per rilevatore LED)

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

= 30,7843216812 Hz

Passaggio 2: simulazioni

Le simulazioni del software PSpice mostrano che la corrente massima del LED è di soli 4,5 mA. Questo perché il transistor Q3 non si satura a causa delle incongruenze del modello del transistor Q3 e del transistor Q3 della vita reale che ho usato. Il modello di transistor software Q3 PSpice aveva un guadagno di corrente molto basso rispetto al transistor Q3 della vita reale.

La larghezza di banda è di circa 10 kHz. Ciò potrebbe essere dovuto alla capacità parassita del transistor. Tuttavia, non vi è alcuna garanzia che la riduzione dei valori del resistore Rc aumenti la larghezza di banda perché il guadagno di corrente del transistor potrebbe diminuire con la frequenza.

Passaggio 3: crea il circuito

Ho implementato il filtro di alimentazione opzionale per il mio circuito. Ho omesso questo filtro dal disegno del circuito perché esiste la possibilità di una significativa caduta di tensione che ridurrebbe la corrente del LED e l'intensità della luce del LED.

Passaggio 4: test

Puoi vedere il mio oscilloscopio USB che mostra una forma d'onda quando parlo nel microfono.