Részletek Készült: 2014.10.21. 07:27

Az alapvető összetevő, amely nélkül egyetlen modern sem létezett elektronikai eszköz- tranzisztor. Hogy megértsük, hogyan működik ez a félvezető eszköz, szereljük össze a legegyszerűbb erősítő egy tranzisztoron.

Mivel a cél a tranzisztor működésének megismerése volt, és nem a végső eszköz összeszerelése a mindennapi használatra, ezért nem választottam és nem vettem konkrétan egyetlen tranzisztort sem, hanem azt vettem, amelyik kéznél volt - P307V. Az internetről letöltöttem a P307-hez az úgynevezett adatlapot, amiből megtudtam, hogy az ilyen típusú tranzisztorok n-p-n felépítésűek, alacsony frekvenciájúak, kis teljesítményűek és alkalmasak erősítőkben való használatra.

Ahogy az iskolai fizika tantervből ismeretes, a tranzisztor képletesen szólva réteges torta, amely három réteg félvezető anyagból áll. A félvezető olyan anyag, amelyet vezetőképességének erős függése a szennyeződések és egyéb tényezők koncentrációjától jellemez. A legelterjedtebb félvezető a szilícium.

A félvezetőbe bevitt szennyeződéstől függően p-típusú vagy n-típusú lesz. A tranzisztorok n-p-n vagy p-n-p szerkezetűek lehetnek. A félvezető központi rétegét alapnak nevezzük, a két szélső réteg pedig az emitter és a kollektor. A diagramokon ezek a következőképpen vannak feltüntetve:

A tranzisztor működési elve az, hogy a bázisra juttatott kis áramok az emitter és a kollektor között folyó nagy áramokkal szabályozhatók.

Az NPN tranzisztorokat a tranzisztor alapjára az emitterhez viszonyított pozitív feszültség vezérli (aktiválja).

PNP tranzisztorok típusokat negatív feszültség vezérli, amely a bázison keletkezik az emitterhez képest.

Az elektronikai mérnököknek van egy jelmondata: "Senki sem hal meg olyan halkan és észrevétlenül, mint egy tranzisztor." Ha túl sok áramot vezetnek a tranzisztor kivezetéseire, azonnal meghibásodik. Megengedett áramok a különböző tranzisztorokhoz az adatlapon találhatók, kis teljesítményűeknél általában nem több, mint 20mA.

A tranzisztort hagyományos multiméterrel ellenőrizheti. Bekapcsoljuk a multimétert ellenállásmérési módban több ezer ohm tartományban, a piros szondát az alaphoz, a közös szondát a fekete szondához csatlakoztatjuk, felváltva az emitterhez, majd a kollektorhoz, a készüléknek ellenállást kell mutatnia. , az én esetemben kb 300 ohm. Ezután a közös szondát az alapra, a piros szondát pedig felváltva az emitterre, majd a kollektorra kötjük, a készülék ne mutasson ellenállást, mintha dielektrikum lenne. Ha továbbra is ellenállást mutat mindkét irányban, akkor p-n csomópont törött. Vagyis a bázistól az emitterig és a bázistól a kollektorig az áramnak csak egy irányban kell haladnia. Az átmenetek alap - emitter és bázis - kollektor egy tranzisztor ellenőrzésekor összehasonlíthatók két egymáshoz kapcsolódó diódával. tranzisztorok p-n-p szerkezetek hasonlóan ellenőrizzük, de a vezetési irányok ellentétesek lesznek.

A tranzisztoron kívül szükség volt mikrofonra, hangszóróra, változtatható ellenállásra és áramforrásra.

Ez a hangszóró kéznél volt, de bármilyen, akár közönséges fülhallgatót is elvihetsz

20kΩ változó ellenállás, 10kΩ és 300Ω fix ellenállások

tápegység - két 3,7 V-os akkumulátor sorba kapcsolva, ami összesen 7,4 V-ot ad

Minden manipulációval Elektromos alkatrészek nagyon kényelmes a forrasztást nem igénylő kenyérlapon. Ahhoz, hogy egy alkatrészt bevonjon az áramkörbe, csak be kell illesztenie a tábla lyukaiba. A kenyérsütődeszkát az Aliexpressen lehet a legolcsóbban rendelni, ezt a kenyérsütőtáblát kompletten vettem usb hálózati adapterrel és jumperkészlettel.

Kezdetben úgy döntöttem, hogy ellenőrizze a tranzisztor működését kulcs módban. A LED túláramvédelmi ellenállása 200 ohm, bár a tápegység nem elég erős a LED letiltásához. Így az emitter-kollektor áramkör össze van szerelve, de a LED nem világít. Annak érdekében, hogy az áram folyjon, kis pozitív ellenállást kell alkalmazni az alapra. Ehhez vettem két vezetőt, az egyiket a pluszhoz, a másikat az alaphoz kötöttem, és az ujjammal lezártam, hogy ne érjenek egymáshoz. Vagyis az ujjbőr egy kis területének ellenállását használtam. Az ujj ellenállása elég nagy, az áramerősség pedig nagyon lecsökkent, de a tranzisztor alján ez a kis áramerősség is elég volt ahhoz, hogy az emitter-kollektor csomópontot kissé kinyissa, és a LED világítani kezdett.

Annak érdekében, hogy egy tranzisztoron egy egyszerű elektronikus kulcsból mikrofonerősítőt készítsen, LED helyett hangszórót, valamint ellenállást és mikrofont kell csatlakoztatnia az alaphoz.

Itt két nehézségbe ütköztem, egyrészt nem tudtam, hogy milyen ellenállással lesz a szükséges áram a bázison. Ettől az úgynevezett "tranzisztor alapú előfeszítő áramtól" függ az erősítés, vagyis a hangszóró hangereje. Ezért úgy döntöttem, hogy változó ellenállást veszek. A kiválasztás során kiderült, hogy az erősítő 11 kOhm és 33 kOhm közötti ellenállással működött, ezeken a határokon túl semmi nem hallatszott a hangszóróban. A legnagyobb hangerőt körülbelül 14 kOhm-nál érték el. Ez az érték a bemeneti jeltől, jelen esetben a használt mikrofontól függ.

Ez az erősítő akkor működik, ha a hangszóró az emitter és a mínusz, valamint a plusz és a kollektor közötti résbe van csatlakoztatva.

Bár ez az erősítő csak a tranzisztor működésének megismerése céljából készült, meglehetősen funkcionális és használható. A mikrofon előtti hangok jól hallhatók a hangszóróban.

Egy egyszerű mikrofonerősítő számítógéphez saját kezűleg

Ez a cikk egy egyszerű mikrofonerősítő tervezéséről szól, amellyel elektrét vagy dinamikus mikrofon jelét erősíthetjük.

Minimális alkatrészszámmal egy ilyen erősítő lehetővé teszi a jel-zaj arány javítását és a mikrofon jelének erősítését a beépített hangkártya erősítőjéhez képest. https://weboldal/

Mindjárt felveszem az első videó leckémet. Már megcsinálva. A hangrögzítés legelső kísérlete azonban megbotlott a hihetetlenül magas zajon és a beépített hangkártya mikrofonerősítőjének elégtelen erősítésében.

A legérdekesebb videók a Youtube-on

A Microphone Boost mód kikapcsolásával a zaj csökkent, de az erősítési szint olyan alacsony lett, hogy lehetetlenné vált bármit is rögzíteni.

Már elhatároztam, hogy veszek egy külön hangkártyát, de úgy alakult jó hangzás a kártya nagyon drága, és a 10 dolláros költségvetési kártya, bár alacsonyabb zajszinttel rendelkezik, mikrofonerősítő is van, nem túl nagy nyereséggel.

Így hát hozzáláttam egy egyszerű mikrofonerősítő gyártásához.

A mikrofonerősítők modelljeivel végzett legelső kísérletek azt mutatták, hogy a zajszint csökkenthető és az erősítés növelhető.

Már csak csodálni kell, hogy a számítógépes hardver fejlesztői hogyan tudnak ilyen "gyöngyszemeket" adni a hegynek, miközben csak néhány filléres részlet oldja meg a zaj és az erősítés problémáját.

Felépítés és részletek.

Az erősítő áramkör kiválasztásakor elsősorban a könnyű kezelhetőségre és az építkezésre fordított minimális alkatrészszámra helyeztem a hangsúlyt. Nem tűzték ki azt a feladatot, hogy rekordteljesítményű szuper-duper erősítőt készítsenek.

Miután több áramkört prototípussal készítettem szovjet mikroáramkörökön, a K538UN3A (KR538UN3A) mikroáramkörre telepedtem le. https://weboldal/

Ennek okai a következők:

Miért a DL123A (CR-P2)? A mérgező töltet miatt ezen elemek házai rozsdamentes acélból készülnek és gondosan tömítettek, ami kiküszöböli a ház tönkremenetelét és az erősítő áramkör károsodását. Ez utóbbi gyakran előfordul sós és lúgos (lúgos) elemek használatakor. (A háziorvos lúgos elemei károsították a kedvenc Maglitomat).

Műszaki paraméterek K538UN3A.

Az alábbiakban egy analóg mikroáramkörökről szóló papír referenciakönyvből vett műszaki adatokat teszek közzé, mivel nem találtam a hálózaton részletes információk erről a chipről.

A mikroáramkör egy ultraalacsony zajszintű szélessávú jelerősítő, akár 3 MHz-es frekvenciával. Az erősítő zajjellemzői alacsony impedanciájú jelgenerátorokkal való működésre optimalizáltak. Az erősítést belső osztó rögzíti, de külsőleg is állítható. Az erősítő berendezésben való lejátszási előerősítőként használható felső osztály, valamint erősítőként kis ellenállású érzékelőkhöz. Ház 2101.8-1 (DIP8) vagy 301.8-2.

Elektromos paraméterek.

Névleges tápfeszültség - + 6V.

Fogyasztási áram Up = 6V, T = -45 ... + 70C, legfeljebb - 5mA.

Feszültségerősítés belső visszacsatolással Up = 6V, f = 1 MHz, Uin. = 1 mV, Rn = 10 kOhm, T = +25 C:

legalább - 200,

nem több, mint 300

tipikus érték 250.

Feszültségerősítés belső nélkül Visszacsatolás Fel = 6V, f = 1MHz, Uin = 1mV, Rn = 10kΩ, Т = +25С esetén a tipikus érték 3000.

Normalizált belső zaj feszültség Up = 6V, f = 1 MHz, Uin = 1mV, Rg = 500 Ohm, Rn. = 10kOhm, Т = +25С, nem több, mint - 5nV / √Hz, tipikus érték - 2,1nV / √Hz.

Maximális kimeneti feszültség Up = 6V, Rn = 2kOhm, Kg = ≤ 10%, Т = -45С, nem kevesebb, mint 0,5V, tipikus érték 1V.

Felső frekvencia levágás Up = 6V, Rn = 2kOhm, Ku = 100, Т = +25С, tipikus érték 3MHz.

Bemeneti impedancia - 10 kOhm.

Az üzemi adatok korlátozása.

A maximális tápfeszültség 7,5 V.

A maximális bemeneti feszültség 200 mV.

A minimális terhelési ellenállás (rövid távú) 0 ohm.

Hőfok környezet, hosszú távú expozíció: –45…+70С, rövid távú expozíció: –60…+125С.

A K538UN3A chip tűinek célja.

Lakás 2101,8-1.

1. Táplálás.
2. Nem használt.
3. Javítás.
4. Bejárat.
5. Erősítés beállítási kimenet.
6. Az egyenáramú szűrő operációs rendszerének csatlakoztatása.
7. Tábornok.
8. Kijárat.

Lakás 301,8-2.

A mikroáramkör kissé elavult verziója.

Tipikus séma a mikroáramkör bekapcsolására.

1. C2 - teljesítményszűrő.
2. C5 - felosztás.
3. C6 - korrekciós.
4. C8 - OS szűrő egyenáramhoz.
5. R4 - OS beállítása váltakozó áramhoz.

A bemutatott mikrofonerősítő áramkör mind az elektrét, mind a dinamikus mikrofon jelét képes felerősíteni.

Az R4 ellenállás értéke határozza meg a DA1 chip erősítését.

A maximális erősítést R4 = 0 esetén érjük el.

Az R3 potenciométer a bemeneti jelszint gyors beállítására és korlátozására szolgál túlterhelés esetén.

Az R2 ellenállás, a VD2 dióda és a HL1 LED egy feszültségosztó, amelyen 2,2 V van kialakítva az elektret mikrofon táplálására. Az R1 ellenállás az elektret mikrofon terhelése. A HL1 LED feszültségjelzőként is működik.

Az áramkör nagymértékben leegyszerűsíthető, ha csak egy dinamikus mikrofon használatára támaszkodik. Csak azt kell szem előtt tartania, hogy alacsony érzékenységű passzív dinamikus mikrofon használatakor szükség lehet az erősítésre, ami a mikrofonerősítő zajszintjének növekedéséhez vezet.

Nyomtatott áramkörök.

A nyomtatott áramköri lapok képén az elemek oldalnézete látható. A nyomok a táblán keresztül láthatók.

A képen egy univerzális mikrofonerősítő PCB-elrendezésének példája látható.

1. Bejárat.
2. Az R3 potenciométer felső vége a séma szerint.
3. Potenciométer csúszka R3.
4. LED anód HL1.
5. Keret.
6. Tápfeszültség + 6V.
7. Kijárat.
8. Keret.

Példa PCB-elrendezésre dinamikus mikrofonerősítőhöz.

1. Bejárat.
2. Keret.
3. Tápfeszültség + 6V.
4. Kijárat.
5. Keret.

Jómagam készítettem egy nyomtatott áramköri lapot a rendelkezésemre álló kezelőszervek és tok méretei alapján.

Keret.

A szerkezet elhelyezéséhez jó lenne fém tokot választani. Ha műanyag tokot használnak, akkor kívánatos a teljes szerkezetet a képernyőn elhelyezni. A szita sűrített tejből készült konzervdobozokból készíthető. Ezek a dobozok még mindig ónozottak és tökéletesen forrasztanak (nem is kell őket ónozni). És ízletes és egészséges ... egy barkácsolónak. A jelszint-szabályozó házat a teljes erősítő árnyékolására kell csatlakoztatni.

A képen duralumíniumból készült tok és nyomtatott áramkörösszeszerelve. Az alaplap két független erősítővel rendelkezik, külön teljesítménykezeléssel. Annak érdekében, hogy két tetszőleges mikrofonnal sztereó jelet rögzíthessünk, minden csatorna erősítője külön bemeneti csatlakozóval van ellátva.

A vezérlőelemek közvetlenül a nyomtatott áramköri lapra vannak felszerelve. Az erősítés beállítását egyszer hajtják végre fix ellenállások kiválasztásával az erősítő beállításakor.

Mikrofon erősítő szerelvény. A mikrofon erősítő árnyékolt kábellel csatlakozik a számítógéphez, melynek végén egy 3,5 mm-es Jack csatlakozó található (Jack 3,5 mm).

Összehasonlító tesztek.

Egy összehasonlító teszt során a vezérlőket olyan helyzetbe állítottuk, amely a rögzített jel azonos szintjét biztosítja mikrofonerősítővel és anélkül is.

Zöld - zajszint.

A málna egyfajta zaj.

A grafikon a beépített hangkártya mikrofonerősítőjének zajszintjét mutatja „Mikrofon Boost” módban.

A felvételi szint 1.0.

A zajszint körülbelül -80 dB.

A minimális zajszint elérése érdekében az R3 ellenállással beállítottam a maximális jelszintet. Ez lehetővé tette az audiokártya vonalbemeneti erősítőjének alacsony erősítési szinttel történő használatát.

Ezen a grafikonon egy házi készítésű mikrofonerősítő zajszintje látható.

Felvételi szint 0,05.

A zajszint körülbelül -110 dB.

A hangkarátos meghajtók általában nem teszik lehetővé a felvételi szint ilyen nagy pontosságú beállítását.

A felvételi szintet a százalék töredékein belül állíthatja be az ingyenes hordozható Audacity audioszerkesztő segítségével, amelyre mutató hivatkozás a További anyagokban található.

A hang rögzítése vagy sugárzása bármilyen más programmal is elvégezhető.

Hogyan kell megfelelően csatlakoztatni a dinamikus mikrofont a kábelhez.

Egy régi tekercses magnó sztereó mikrofonja miatt sztereó hangot akartam rögzíteni. De nem volt ott…

A dinamikus mikrofonok érzékenysége gyengébb, mint az elektret mikrofonoké, ami fokozott követelményeket támaszt az elsőkkel szemben az interferencia és az interferencia elleni védelem tekintetében. Ezeket a követelményeket azonban a gyártó gyakran figyelmen kívül hagyja. Ez volt a helyzet a mikrofonommal. Különböző módon csatlakoztak a kábelhez, de mindegyik hibás volt a maga módján.

1. Keret.
2. Tekercs kimenet.
3. Tekercs kimenet.

Az ábrán látható, hogy a bal oldali mikrofonhoz egyáltalán nem volt csatlakoztatva tok, míg a jobbhoz az egyik tekercs vezeték volt csatlakoztatva. Mindkét csatlakozást hibásan hozták létre, különösen azért, mert árnyékolt, csavart érpárú kábelt használtak.

A képen látható, hogyan kell megfelelően csatlakoztatni egy dinamikus mikrofont egy aszimmetrikus bemenettel rendelkező mikrofonerősítőhöz.

Ez pedig egy mikrofon csatlakoztatása egy szimmetrikus bemenettel rendelkező mikrofonerősítőhöz.

A legolcsóbb dinamikus mikrofonok egyvezetékes árnyékolt kábellel csatlakoznak. Az ábrán egy ilyen kapcsolat diagramja látható.

Ha interferenciát hall 50 Hz frekvenciájú háttér formájában, akkor jobb, ha a mikrofont árnyékolt csavart érpárral csatlakoztatja.

Az ábrákon a pontozott vonal a mikrofon fém házát mutatja, amelyet a kábel árnyékoló fonatához kell csatlakoztatni. A tekercsvezetékeket csavart érpárhoz kell csatlakoztatni. Nem minden költségvetési dinamikus mikrofon teszi lehetővé ezt fájdalommentesen. Gyakran az egyik tekercsvezeték már csatlakoztatva van a mikrofon fém testéhez.

Ne próbálja saját maga forrasztani a tekercs vezetékét egy másik érintkezőhöz. A tekercs 0,05 mm-es és vékonyabb huzallal van feltekercselve. Összehasonlításképpen, az emberi haj vastagsága 0,03-0,04 mm. A tekercs vezetékeinek hanyag megérintése elkerülhetetlenül szakadáshoz vezet. Ezenkívül a tekercsvezetékek ragasztóval vannak bevonva, ami szintén bonyolítja a feladatot.

Hurrá! Megszerzett!

Szerezze be a Flash Playert a lejátszó megtekintéséhez.

Öt másodperces sztereó felvétel két dinamikus mikrofon és egy házilag készített mikrofonerősítő segítségével. (A képre kell kattintani.)

Az ellenállás értéke az R4 visszacsatoló áramkörben = 50 ohm.

A mikrofonerősítő jelszintje maximális.

A hangkártya vonalbemeneti felvételi szintje = 0,2.

Az INA217 kifejezetten kiváló minőségű stúdiómikrofon előerősítőkhöz készült, alacsony torzítással és alacsony zajszintű erősítő bemenettel rendelkezik. A készülék ideális alacsony impedanciájú hangforrásokhoz, például alacsony impedanciájú mikrofonokhoz. És számos ipari, mérő- és orvosi eszköz is használja alacsony zajszintje és széles sávszélessége miatt. Az áramkör egyedi jellemzője a jeltorzítás nagyon alacsony szintre csökkentése még nagy erősítés esetén is.

Szabályozó PR1 - hangerősítés beállítása. Az erősítés ellenállásától való függésének táblázata és szerkezeti séma lásd alább:

Chip igényel bipoláris tápegység+/-15V egyenáram. Ipot: 10 mA. További információ elektromos paraméterek tápegység INA217 -

A mikroáramkör másik jellemzője a differenciális bemeneti jel, amely együtt alacsony szint zaj és torzítás, kiváló teljesítményt nyújt a professzionális mikrofonerősítőkben. Az erősítés egyenetlensége (kiegyensúlyozatlansága) gyakorlatilag nullára csökken. Az OPA2137 műveleti erősítőt visszacsatolásként használják az előfeszítési feszültség kiküszöbölésére. A fantomtáp nem szerepel magában az áramkörben, és csak referenciaként szolgál. Az INA217 ára 5 dollár.

Érzékeny mikrofon áramkör összeállításához a következőkre van szükségünk:

1. BC547 vagy KT3102 tranzisztor, kipróbálhatod a KT315-öt.
2. R1 és R2 ellenállások 1 kOhm névleges értékkel. Az R1 érzékenységének növelése a kapszula alatt, 0,5-10 kOhm névleges értékkel.
4. Lemezkerámia kondenzátor 100-300 pF névleges értékkel. Nem kapcsolhatja be, ha kezdetben nincsenek "tüskék" vagy gerjesztések az erősítőn.
5. elektrolit kondenzátor 5-100uF (6,3-16V).

Először is meghatározzuk a mikrofon-kapszula csatlakozás polaritását. Ez egyszerűen megtörténik: a mínusz mindig kapcsolódik a házhoz. Ezután az áramkört legalább felületi szereléssel, legalább mini kártyára szereljük össze. Az előerősítő teljes érzékenysége a tranzisztor erősítésétől és a kiválasztott R1 ellenállástól függ. Általában az erősítő össze van szerelve és azonnal működik, az érzékenységének elegendőnek kell lennie egy margóval.

A felvétel előerősítő áramkör nélküli kapszulára készült.

A felvétel a kapszulára az előerősítő áramköréből készült.

A különbség szabad szemmel is látható. Most már nem kell a mikrofont nyakba akasztani és belekiabálni. Teljesen leteheti az asztalra, és minden extra erőfeszítés nélkül beszélhet. Nos, ha az érzékenység túl magas, akkor az operációs rendszer beállításaival mindig könnyen csökkenthető.

Az összeszerelésre javasolt áramkör egy alacsony zajszintű előerősítő, amely elegendő szintre erősíti az elektret mikrofonból érkező jelet ahhoz, hogy tovább táplálja azt az UMZCH vagy hangrögzítő eszköz hangvonalára. Ez egy nagyon alacsony zajszintű OPA172 műveleti erősítőt használ erősítőként, hogy a mikrofon kimenetét jelszintre alakítsa. Az áramkört szabványos 9V-os feszültség táplálja, ezért jó elemről üzemeltetni. Végül is, még egy egyszerű Krona használatával is, az MU majdnem 100 órát fog működni. A lítium akkumulátorok élettartama 10-szeresére nő.

Erősítő kapcsolási rajza és alkatrészlista

A mikrofon ULF áramkörének jellemzői

• Tápfeszültség 9 V
• Áramfelvétel kb. 3 mA
• A mikrofon közvetlenül az alaplapra van felszerelve
• Nagyon kicsi és keskeny MU PCB

A sík rádiókártya olyan kicsi, hogy egy kis stúdiómikrofon testébe, vagy akár egy audio bemeneti csatlakozóba is elrejthető! Ha nem kár 1 milliamperrel növelni az áramfelvételt, akkor lássuk el a készüléket a bekapcsolást jelző LED-del, sokkal kényelmesebb lesz a használata.

Az áramkört nem kell hangolni, de ha az erősítést és a frekvenciamenetet az igényeinek megfelelően szeretné beállítani, módosítsa az R2 C2 visszacsatoló áramkör névleges értékét. Második lehetőség