เครื่องขยายเสียงไมโครโฟนทรานซิสเตอร์: 4 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

บทความนี้แสดงวิธีการสร้างเครื่องขยายเสียงไมโครโฟนทรานซิสเตอร์

แหล่งจ่ายไฟขั้นต่ำสำหรับวงจรนี้คือ 1.5 V อย่างไรก็ตาม คุณจะต้องมีอย่างน้อย 3 V หากคุณกำลังสร้างตัวตรวจจับ LED เสริม (ทรานซิสเตอร์ Q3) และต้องการให้ LED ของคุณเปิด

สัญญาณจากไมโครโฟนถูกขยายโดยทรานซิสเตอร์ Q1 และ Q2 ก่อนนำไปใช้กับทรานซิสเตอร์ Q3 สำหรับการตรวจจับ

คุณสามารถเห็นวงจรของฉันทำงานในวิดีโอ

ฉันนึกถึงความคิดนี้หลังจากอ่านบทความนี้:https://www.instructables.com/id/Ultrasonic-Alien/

เสบียง

ส่วนประกอบ: ไมโครโฟนราคาถูก - 2, ทรานซิสเตอร์เอนกประสงค์ - ตัวต้านทานกำลังสูง 5, 100 โอห์ม - 5, ตัวต้านทาน 1 kohm - 1, ตัวต้านทาน 10 kohm - 10, ตัวเก็บประจุ 470 uF - 10, ตัวต้านทาน 220 kohm - 2, ตัวเก็บประจุ 470 nF - 5, แผงเมทริกซ์, สายไฟหุ้มฉนวน, ลวดโลหะ 1 มม., แหล่งพลังงาน 1.5 V หรือ 3 V (แบตเตอรี่ AAA/AA/C/D), ชุดตัวต้านทาน 1 Megohm ถึง 10 Megohm

เครื่องมือ: คีม คีมปอกสายไฟ

ส่วนประกอบเสริม: บัดกรี, LEDs - 2, ชุดสายไฟแบตเตอรี่

เครื่องมือเสริม: หัวแร้ง, ออสซิลโลสโคป USB, มัลติมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 1: ออกแบบวงจร

คำนวณกระแสไฟ LED สูงสุด:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

= (3 V - 2 V - 0.2 V) / 100

= 0.8 V / 100 โอห์ม

= 8 mA

คำนวณแรงดันสะสมทรานซิสเตอร์ Q1, Vc1:

Vc1 = Vs - Ic1 * Rc1 = Vs - Ib1 * Beta* Rc1

= Vs - (Vs - Vbe) / Rb1 * เบต้า* Rc1

= 3 V - (3 V - 0.7 V) / (2.2 * 10 ^ 6 โอห์ม) * 100 * 10, 000 โอห์ม

= 1.95454545455 V

ส่วนประกอบการให้น้ำหนักจะเหมือนกันสำหรับแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง:

Vc2 = Vc1 = 1.95454545455 V

ทรานซิสเตอร์ควรลำเอียงที่แรงดันไฟจ่ายครึ่งหนึ่ง 1.5 V ไม่ใช่ 1.95454545455 V อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะคาดการณ์อัตราขยายปัจจุบัน Beta = Ic / Ib ดังนั้น คุณจะต้องลองใช้ตัวต้านทาน Rb1 และ Rb2 ที่แตกต่างกันระหว่างการสร้างวงจร

คำนวณอัตราขยายของกระแสทรานซิสเตอร์ Q3 ขั้นต่ำเพื่อให้แน่ใจว่ามีความอิ่มตัว:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

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

= 10 mA / ((3 V - 0.7 V) / (10, 000 โอห์ม + 1, 000 โอห์ม))

= 10 mA / (2.3 V / 11,000 โอห์ม)

= 47.8260869565

คำนวณความถี่กรองความถี่สูงต่ำ:

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

รี = 10,000 โอห์ม

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

= 16.9313769247 เฮิรตซ์

Ri = 1, 000 โอห์ม (สำหรับเครื่องตรวจจับ LED)

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

= 30.7843216812 เฮิรตซ์

ขั้นตอนที่ 2: การจำลอง

การจำลองซอฟต์แวร์ PSpice แสดงว่ากระแสไฟ LED สูงสุดเพียง 4.5 mA นี่เป็นเพราะทรานซิสเตอร์ Q3 ไม่อิ่มตัวเนื่องจากความไม่สอดคล้องกันของรุ่นทรานซิสเตอร์ Q3 และทรานซิสเตอร์ Q3 ในชีวิตจริงที่ฉันใช้ รุ่นทรานซิสเตอร์ซอฟต์แวร์ Q3 PSpice มีเกนกระแสต่ำมากเมื่อเปรียบเทียบกับทรานซิสเตอร์ Q3 ในชีวิตจริง

แบนด์วิดท์ประมาณ 10 kHz อาจเป็นเพราะความจุจรจัดของทรานซิสเตอร์ อย่างไรก็ตาม ไม่มีการรับประกันว่าการลดค่าตัวต้านทาน Rc จะเพิ่มแบนด์วิดท์เนื่องจากอัตราขยายของกระแสทรานซิสเตอร์อาจลดลงตามความถี่

ขั้นตอนที่ 3: สร้างวงจร

ฉันใช้ตัวกรองแหล่งจ่ายไฟเสริมสำหรับวงจรของฉัน ฉันละเว้นตัวกรองนี้จากการวาดวงจรเนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่แรงดันไฟฟ้าตกอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะลดกระแสไฟ LED และความเข้มของแสง LED

ขั้นตอนที่ 4: การทดสอบ

คุณสามารถเห็นออสซิลโลสโคป USB ของฉันแสดงรูปคลื่นเมื่อฉันพูดใส่ไมโครโฟน