Bộ khuếch đại micrô bóng bán dẫn: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Bài viết này hướng dẫn bạn cách tạo bộ khuếch đại micrô bán dẫn.

Nguồn điện tối thiểu cho mạch này là 1,5 V. Tuy nhiên, bạn sẽ cần ít nhất 3 V nếu bạn đang tạo một bộ dò LED tùy chọn (bóng bán dẫn Q3) và muốn đèn LED của bạn BẬT.

Tín hiệu từ micrô được khuếch đại bởi bóng bán dẫn Q1 và Q2 trước khi đưa vào bóng bán dẫn Q3 để phát hiện.

Bạn có thể thấy mạch của tôi hoạt động trong video.

Tôi nghĩ ra ý tưởng này sau khi đọc bài viết này:

Quân nhu

Thành phần: micrô giá rẻ - 2, bóng bán dẫn đa năng - điện trở công suất cao 5, 100 ohm - điện trở 5, 1 kohm - điện trở 1, 10 kohm - tụ điện 10, 470 uF - điện trở 10, 220 kohm - tụ điện 2,470 nF - 5, bảng ma trận, dây cách điện, dây kim loại 1 mm, nguồn điện 1,5 V hoặc 3 V (pin AAA / AA / C / D), bộ điện trở 1 Megohm đến 10 Megohm.

Dụng cụ: kìm, tuốt dây

Các thành phần tùy chọn: hàn, đèn LED - 2, dây nịt pin.

Dụng cụ tùy chọn: mỏ hàn, máy hiện sóng USB, đồng hồ vạn năng.

Bước 1: Thiết kế mạch

Tính dòng điện LED tối đa:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 ohms

= 8 mA

Tính điện áp cực thu của bóng bán dẫn 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 ohms) * 100 * 10, 000 ohms

= 1,95454545455 V

Các thành phần xu hướng giống nhau đối với bộ khuếch đại bóng bán dẫn thứ hai:

Vc2 = Vc1 = 1,95454545455 V

Bóng bán dẫn nên được phân cực ở một nửa điện áp cung cấp 1,5 V, không phải 1,95454545455 V. Tuy nhiên, thật khó để dự đoán mức tăng hiện tại, Beta = Ic / Ib. Vì vậy, bạn sẽ cần phải thử các điện trở Rb1 và Rb2 khác nhau trong quá trình xây dựng mạch.

Tính toán độ lợi dòng điện bán dẫn Q3 tối thiểu để đảm bảo bão hòa:

Beta3Min = Ic3Max / Ib3Max

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

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

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

= 47.8260869565

Tính tần số bộ lọc thông cao thấp hơn:

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

Ri = 10, 000 ohms

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

= 16,9313769247 Hz

Ri = 1, 000 ohms (đối với đầu báo LED)

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

= 30,7843216812 Hz

Bước 2: Mô phỏng

Mô phỏng phần mềm PSpice cho thấy dòng LED tối đa chỉ là 4,5 mA. Điều này là do bóng bán dẫn Q3 không bão hòa do sự không nhất quán của mô hình bóng bán dẫn Q3 và bóng bán dẫn Q3 ngoài đời thực mà tôi đã sử dụng. Mô hình bóng bán dẫn phần mềm PSpice Q3 có mức khuếch đại dòng điện rất thấp khi so sánh với bóng bán dẫn Q3 ngoài đời thực.

Băng thông khoảng 10 kHz. Điều này có thể là do điện dung đi lạc của bóng bán dẫn. Tuy nhiên, không có gì đảm bảo rằng việc giảm giá trị điện trở Rc sẽ làm tăng băng thông vì độ lợi dòng điện của bóng bán dẫn có thể giảm theo tần số.

Bước 3: Tạo mạch

Tôi đã triển khai bộ lọc cung cấp điện tùy chọn cho mạch của mình. Tôi đã bỏ qua bộ lọc này khỏi bản vẽ mạch vì có khả năng sụt điện áp đáng kể sẽ làm giảm cường độ ánh sáng LED và dòng điện LED.

Bước 4: Kiểm tra

Bạn có thể thấy máy hiện sóng USB của tôi hiển thị dạng sóng khi tôi nói chuyện với micrô.