Як я можу ефективно знизити напругу, необхідну для активації транзистора?

Я створив схему, яка в основному з'єднує лінію виходу (аудіовиведення) музичного пристрою, що відтворює музику, до набору світлодіодів (насправді величезної смуги близько 200 світлодіодів), тож вони з часом спалахують під музику (з підручників з Інтернету - я я трохи новачок).

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Моя схема працює дуже добре, використовуючи мій ноутбук як аудіопристрій (підключення моєї схеми до роз'єму для навушників). Але коли я користуюся чимось меншим, наприклад iPod, вогні ледь не включаються.

Я спробував використовувати пару Дарлінгтона (нижче), але це ще більше погіршує проблему. Ось чому я думаю, що проблема полягає в тому, що аудіопровід не досягає 0,7 вольт по всій базі та випромінювачу, який потрібно активувати транзистору TIP31C (Пара Дарлінгтона означає, що зараз для активації потрібно 1,4 вольта).

схематичний

^{моделювати цю схему}

З мого дослідження, схоже, що використання підсилювача може бути дорогою вперед для посилення сигналу вихідної лінії перед транзистором TIP31C. Хтось міг би запропонувати його, і до яких даних я повинен підключитися?

Я також читав, що германієвим транзисторам потрібно лише 0,3 В по всій базі та випромінювачу для активації, чи буде це корисно?

— Крейг Уолтон
джерело

Я видалив явну подяку з вашої публікації. Ви можете висловити свою подяку, подавши будь-які хороші відповіді, що надходять, та за допомогою коментарів до них. (Оновлення є кращим каналом.)

— Адам Лоуренс

Відповіді:

Якщо коротко: ви не можете. Поріг 0,6 В для BJT є наслідком фізики кремнієвих PN-переходів.

Германієвий транзистор спрацював би, але вам доведеться замовити його поштою, і це буде дорого.

Підсилювач залізниці до залізниці дійсно може бути варіантом.

Однак іншим рішенням є підвищення напруги вашого аудіосигналу вище, а не зниження порогового значення транзистора. Це можна зробити двома способами:

Зробіть напругу випромінювача нижче

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Тепер звуковий сигнал на 0,6 В вище, ніж випромінювач. Звичайно, вам доведеться придумати спосіб отримати джерело живлення 0,6 В і, ймовірно, відрегулювати його, щоб отримати лише потрібну дію. Є інший спосіб ...

Додайте зміщення постійного струму до сигналу

схематичний

^{моделювати цю схему}

Тут ви можете налаштувати горщик, щоб додати в сигнал деяку кількість зміщення постійного струму, щоб отримати бажану чутливість. Конденсатор служить для ізоляції цього постійного струму від вашого джерела звуку, дозволяючи пропускати сигнал змінного струму. Це називається ємнісною муфтою .

R4 існує для обмеження базового струму у випадку, якщо R1 регулюється занадто далеко. Немає сенсу змінювати сигнал вище 0,7 В, оскільки це означатиме, що транзистор завжди включений, тому R4 також робить корисний діапазон коригування R1 ширшим.

Також зверніть увагу, що в обох випадках я додав резистор до основи транзистора. Ви не хочете робити цю помилку .

— Філ Мороз
джерело

Я спробував додати зміщення постійного струму до сигналу, одна проблема, хоча! Моя схема - 12 В, 4А (вона надходить від трансформатора, який необхідний для живлення 300 світлодіодів). Тож коли транзистор TIP31C не ввімкнений (тому струм не протікає через світлодіодну смугу), горщик повинен був взяти 48 Вт, що його видуло. Я не можу знайти жодних горщиків, які мають потужність майже настільки великі. Будь-які пропозиції?

— Крейг Уолтон

@CraigWalton 48 Вт? Як ти малюєш? 12В на горщику дорівнює . Це може бути занадто багато для крихітного котла, але будь-який горщик для кріплення на панелі впорається із цим. Також ви можете використовувати нерухомі резистори замість горщика.

1 k Ω

$1k\Omega$

(12 V)^{2} / 1000 Ω = 0.144 W

$(12V)^2/1000\Omega = 0.144W$

— Філ Мороз

@CraigWalton також я щойно знайшов цю відповідь на ємнісний зв'язок та зміщення постійного струму: electronics.stackexchange.com/questions/60694/…

— Phil Frost

Я неправильно зрозумів потужність, я подумав, що це буде 12 В * 4А = 48 Вт. Я прочитав це запитання та відповідь "Ємнісний зв'язок / зміщення постійного струму", зараз це має набагато більше сенсу. Я намагаюся зрозуміти, яке значення ємності використовувати. Я знаю, що я повинен використовувати F = 1 / (2 π RC), де F - найнижча частота (20 Гц), R - опір, який він буде вести в Ω, C - ємність. Чи буде імпеданс у вашій схемі зміщення постійного струму вище, як би там не було "нижньої половини" опору горщика, тобто як би було 2 нерухомих резистора, це буде просто нижній резистор?

— Крейг Уолтон

@CraigWalton ні, це буде комбінація двох з них. Якщо ви прочитаєте відповідь Оліна, яку я зв'язав вище, він детально розраховує імпеданс. Горщик в його контурі еквівалентний R3 і R4, хоча він з'єднав їх дещо інакше. Ви можете з’єднати горщик аналогічно. Або скористайтеся і, ймовірно, це буде добре. Якщо ви виявите, що він не відповідає на бас досить добре, зробіть його більшим. Якщо ви просто блимаєте світлодіодом, вам не потрібна надвисока вірність. Якщо ви хочете зрозуміти більше, google "вхідний опір загального випромінювача" або задайте нове запитання.

1 μ F

$1\mu F$

— Філ Мороз

Ви можете використовувати підсилювач, який приймає вхід до негативної рейки, наприклад LM158 , для приводу основного транзистора комутації (BJT або MOSFET), таким чином:

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Наведене вище розташування призведе до того, що світлодіоди загорятимуться на піку менше 150 мВ до пікового вхідного сигналу.

Для збільшення виграшу зменшіть R2.
Якщо світлодіодні індикатори залишаються увімкненими, зменшіть коефіцієнт посилення, збільшивши R2.
Щоб збільшити максимальний струм через світлодіоди, зменшіть значення R4 (і навпаки)

BAR28 Шотткі діод додається шунтировать негативну частину вхідного сигналу на землю, щоб запобігти впливу на вхід операційного підсилювача занадто низької напруги нижче основного рейки.

— Аніндо Гош
джерело

Я теж порекомендував би схему оп-підсилювача, як уже запропонований LM158. Це хороший спосіб переконатися, що схема може бути легко змінена для розміщення декількох різних джерел звуку. Моя єдина обережність - якщо ви використовуєте діод для блокування негативного сигналу, як показано на малюнку, обов'язково додайте на вхід резистор, інакше ви ризикуєте обрізати звук і спричинити спотворення звуку. Я виявив, що типовий імпеданс у вушної раковини знаходиться поблизу 32 Ом, тому резистор близько 1 К або вище повинен запобігти цій проблемі. (Вибачте - я б додав цю пропозицію як коментар, але у мене ще недостатньо "репутації")

— Ренді
джерело