Transistor microfoonversterker - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Dit artikel laat zien hoe je een transistormicrofoonversterker maakt.

De minimale voeding voor dit circuit is 1,5 V. U hebt echter minimaal 3 V nodig als u een optionele LED-detector (transistor Q3) maakt en uw LED wilt inschakelen.

Het signaal van de microfoon wordt versterkt door transistor Q1 en Q2 voordat het wordt toegepast op Q3-transistor voor detectie.

Je kunt mijn circuit zien werken in de video.

Ik dacht aan dit idee na het lezen van dit artikel:https://www.instructables.com/id/Ultrasonic-Alien/

Benodigdheden

Componenten: goedkope microfoon - 2 transistors voor algemeen gebruik - 5, 100 ohm hoogvermogensweerstand - 5, 1 kohm weerstand - 1, 10 kohm weerstand - 10, 470 uF condensator - 10, 220 kohm weerstand - 2, 470 nF condensator - 5, matrixbord, geïsoleerde draden, 1 mm metaaldraad, 1,5 V of 3 V stroombron (AAA/AA/C/D batterijen), 1 Megohm tot 10 Megohm weerstandspakket.

Gereedschap: tang, draadstripper

Optionele componenten: soldeer, LED's - 2, batterijharnas.

Optioneel gereedschap: soldeerbout, USB-oscilloscoop, multimeter.

Stap 1: Ontwerp het circuit

Bereken de maximale LED-stroom:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 ohm

= 8 mA

Bereken de Q1-transistorcollectorspanning, 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

De voorspanningscomponenten zijn hetzelfde voor de tweede transistorversterker:

Vc2 = Vc1 = 1.95454545455 V

De transistor moet worden voorgespannen op de halve voedingsspanning van 1,5 V, niet op 1,9545454545455 V. Het is echter moeilijk om de stroomversterking te voorspellen, Beta = Ic / Ib. U zult dus verschillende Rb1- en Rb2-weerstanden moeten proberen tijdens de constructie van het circuit.

Bereken de minimale Q3-transistorstroomversterking om verzadiging te garanderen:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

= Ic3Max / ((Vs - Vbe3) / (Tc2 + Ri3a))

= 10 mA / ((3 V - 0,7 V) / (10.000 ohm + 1.000 ohm))

= 10 mA / (2,3 V / 11.000 ohm)

= 47.8260869565

Bereken de lagere hoogdoorlaatfilterfrequentie:

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 (voor LED-detector)

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

= 30,7843216812 Hz

Stap 2: Simulaties

PSpice-softwaresimulaties laten zien dat de maximale LED-stroom slechts 4,5 mA is. Dit komt omdat de Q3-transistor niet verzadigt vanwege de inconsistenties van het Q3-transistormodel en de echte Q3-transistor die ik heb gebruikt. Het Q3 PSpice-softwaretransistormodel had een zeer lage stroomversterking in vergelijking met de echte Q3-transistor.

De bandbreedte is ongeveer 10 kHz. Dit kan te wijten zijn aan de parasitaire capaciteit van de transistor. Er is echter geen garantie dat het verlagen van de Rc-weerstandswaarden de bandbreedte zal vergroten, omdat de stroomversterking van de transistor met de frequentie zou kunnen afnemen.

Stap 3: Maak het circuit

Ik heb het optionele voedingsfilter voor mijn circuit geïmplementeerd. Ik heb dit filter weggelaten uit de circuittekening omdat er een mogelijkheid is van een aanzienlijke spanningsval die de LED-stroom en de LED-lichtintensiteit zou verminderen.

Stap 4: Testen

Je kunt zien dat mijn USB-oscilloscoop een golfvorm laat zien als ik in de microfoon praat.