Amplificador de microfone transistor: 4 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este artigo mostra como fazer um amplificador de microfone transistorizado.

A fonte de alimentação mínima para este circuito é 1,5 V. No entanto, você precisará de pelo menos 3 V se estiver fazendo um detector de LED opcional (transistor Q3) e quiser que seu LED ligue.

O sinal do microfone é amplificado pelos transistores Q1 e Q2 antes de ser aplicado ao transistor Q3 para detecção.

Você pode ver meu circuito funcionando no vídeo.

Tive essa ideia depois de ler este artigo:

Suprimentos

Componentes: microfone barato - 2, transistores de uso geral - 5, 100 ohm resistor de alta potência - 5, 1 kohm resistor - 1, 10 kohm resistor - 10, 470 uF capacitor - 10, 220 kohm resistor - 2, 470 nF capacitor - 5, placa de matriz, fios isolados, fio de metal de 1 mm, fonte de alimentação de 1,5 V ou 3 V (pilhas AAA / AA / C / D), pacote de resistor de 1 Megohm a 10 Megohm.

Ferramentas: alicate, descascador de fios

Componentes opcionais: solda, LEDs - 2, chicote de bateria.

Ferramentas opcionais: ferro de solda, osciloscópio USB, multímetro.

Etapa 1: Projete o circuito

Calcule a corrente máxima do LED:

IledMax = (Vs - Vled - VceSat) / Rled

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

= 0,8 V / 100 ohms

= 8 mA

Calcule a tensão do coletor do 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 ohms) * 100 * 10, 000 ohms

= 1.95454545455 V

Os componentes de polarização são os mesmos para o segundo amplificador de transistor:

Vc2 = Vc1 = 1.95454545455 V

O transistor deve ser polarizado na meia tensão de alimentação 1,5 V, não 1,95454545455 V. No entanto, é difícil prever o ganho de corrente, Beta = Ic / Ib. Portanto, você precisará experimentar diferentes resistores Rb1 e Rb2 durante a construção do circuito.

Calcule o ganho mínimo de corrente do transistor Q3 para garantir a saturação:

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

Calcule a frequência inferior do filtro passa-alta:

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 (para detector de LED)

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

= 30,7843216812 Hz

Etapa 2: Simulações

As simulações do software PSpice mostram que a corrente máxima do LED é de apenas 4,5 mA. Isso ocorre porque o transistor Q3 não está saturando devido às inconsistências do modelo do transistor Q3 e do transistor Q3 da vida real que usei. O modelo de transistor de software Q3 PSpice teve um ganho de corrente muito baixo quando comparado ao transistor Q3 da vida real.

A largura de banda é de cerca de 10 kHz. Isso pode ser devido à capacitância parasita do transistor. No entanto, não há garantia de que a redução dos valores do resistor Rc aumentará a largura de banda porque o ganho de corrente do transistor pode diminuir com a frequência.

Etapa 3: faça o circuito

Implementei o filtro de fonte de alimentação opcional para meu circuito. Omiti este filtro do desenho do circuito porque existe a possibilidade de uma queda de tensão significativa que reduziria a corrente do LED e a intensidade da luz do LED.

Etapa 4: Teste

Você pode ver meu osciloscópio USB mostrando uma forma de onda quando falo no microfone.