Использование батареи 1,5 В для увеличения напряжения на разъеме для наушников, чтобы он мог переключать транзистор при меньшей громкости.

Недавно я построил схему с использованием BJT-транзистора 2N3904 в надежде, что при подключении к разъему для наушников он будет зажигать светодиод всякий раз, когда проходит аудиосигнал. Однако я обнаружил, что это работает только тогда, когда я выставляю свои устройства на полную громкость (или, по крайней мере,> 80%). Попытка установки транзистора Дарлингтона не помогла. Мне нужно, чтобы этот светодиод активировался при гораздо меньшей громкости (это для исследовательского проекта, в котором мне нужна визуальная индикация воспроизведения звука, часто на 50% громкости). Предлагаемое мной решение:

Добавьте батарею 1,5 В и резистор к линии аудио перед базой транзистора, чтобы батарея усиливала базовое напряжение достаточно, чтобы он срабатывал при более низкой громкости. Тогда я мог бы просто использовать соответствующий резистор, чтобы отрегулировать усиление напряжения сигнала для различных звуков, которые я использую.

Прежде чем я попробую это, я подумал, что опубликую здесь и получу второе мнение. Мои два вопроса:

- Будет ли это работать для усиления напряжения аудиосигнала, как я намереваюсь?

-Если да, то есть ли риск повредить какие-либо разъемы для наушников, которые подключены к этому устройству?

На изображении земля и пустая отрицательная клемма аккумулятора вверху подключены к земле и левому аудиоканалу кабеля наушников соответственно. Любые советы высоко ценится!

Схема

Это похоже на вопрос, опубликованный здесь: как я могу эффективно уменьшить напряжение, необходимое для активации транзистора? Но так как я новичок, то ищу более простые способы усиления сигнала. Это «просто должно работать», не будучи причудливым.

Кажется, это плохо.
Итак... В настоящее время у вас такая же схема, но без батареи 1,5 В, и она не работает? Я согласен с Прохожим, это звучит как плохая идея.
Я до сих пор не могу понять, почему вы настроили свою схему именно так. Было бы разумнее переключить светодиод на землю с помощью NPN, как указано в electronics.stackexchange.com/questions/26785/… answer. То, как настроена ваша схема, у вас есть заземление, привязанное к аноду светодиода, что не имеет смысла.
Скорее всего, это не сработает и может повредить устройства, к которым вы его подключаете. Поведение, вероятно, будет зависеть от того, как именно устроена схема выхода наушников. Если выход имеет очень низкий импеданс при постоянном токе, ваша батарея может пропускать довольно большой ток через выход наушников, что приведет к его повреждению.
У меня есть несколько решений, но это займет у меня несколько часов. По сути, вам нужен какой-нибудь операционный усилитель или два кремниевых транзистора с высоким коэффициентом усиления.
Спасибо за ответы! Я волновался, что это, вероятно, была глупая идея! Моя токовая схема такая же, как показано выше, но только без батареи 1,5 В и резистора. Это работает… но только на очень больших объемах. Прохожий: Я видел некоторые решения, предполагающие, что операционные усилители имеют отношение к этой ситуации… но, как видно здесь, мои познания в области электроники настолько любительские, насколько это вообще возможно. Если бы вы могли предоставить мне пример решения с операционным усилителем, мне бы это понравилось! Я просто понятия не имею, какие характеристики мне следует искать в операционном усилителе.

Ответы (3)

Редактировать: На самом деле, я узнал, что ответ, который я опубликовал, уже дан в вопросе, который вы отклонили как «слишком сложный». Я прошу вас пересмотреть это суждение, поскольку все, что связано с операционными усилителями (предложения, также найденные в этом вопросе), будет еще более сложным.


Хотя комментаторы правы в том, что на практике ваша схема — действительно плохая идея, ваши мысли, которые привели вас к этой схеме, на самом деле довольно хороши. Вы правильно заметили, что напряжение, которое вы получаете при типичной громкости, слишком низкое, чтобы включить транзистор (вам нужно около 0,6 В, чтобы получить значительный эффект). Как вы уже поняли, использование транзистора Дарлингтона не помогает, потому что вам нужно еще большее напряжение, чтобы включить транзистор Дарлингтона, но вы можете обойтись намного меньшим током. Ваша проблема в том, что у вас слишком низкое напряжение, а не в том, что ваш источник питания не может обеспечить достаточный ток, поэтому забудьте о дарлингтонах.

Увеличение «базового напряжения», как вы это называете, — это именно то, что нужно. Электроники часто называют этот процесс «регулировкой смещения постоянного тока» транзисторного усилителя. Это можно легко сделать на вашей схеме без добавления опасного источника питания с низким импедансом, такого как батарея. Давайте поработаем над вашей схемой. Во-первых, добавьте в цепь светодиода токоограничивающий резистор и поместите светодиод с другой стороны транзистора. Это не имеет значения в вашей схеме, как сейчас, но скоро это изменится:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вы можете решить свою проблему, как вы правильно определили, подав смещение постоянного тока (базовое напряжение) на базу транзистора. Но вы не должны нагнетать постоянное напряжение в разъем для наушников, поэтому вам нужен конденсатор для развязки по постоянному току. Этот конденсатор должен пропускать музыкальный сигнал переменного тока, но блокировать постоянный ток, необходимый для смещения транзистора. С нарисованной схемой вы можете получить требуемое смещение постоянного тока (около 0,45 В) от батареи, используя делитель напряжения, подобный этому:

схематический

смоделируйте эту схему

Большой! Спасибо за очень понятное и подробное объяснение! Мне понадобится день или около того, чтобы получить дополнительные компоненты, необходимые для завершения этого, но я попробую это как можно скорее!
Схема, представленная в ответе Дуэйна Рида, аналогична моей, но обеспечивает лучшую стабильность порога включения светодиода, когда напряжение батареи падает по мере разрядки батареи. Эта схема использует напряжение включения второго транзистора в качестве эталона для смещения, а не только часть напряжения батареи, как моя схема.

Вот решение, которое минимизирует входное пороговое напряжение при изменении напряжения батареи:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Отрегулируйте R2, чтобы контролировать чувствительность к сигналам низкого уровня. Отрегулируйте R5, чтобы контролировать чувствительность к сигналам высокого уровня.

Кажется, что через светодиод проходит всего 2 мА, чего может быть недостаточно для показанного здесь светодиода, но есть светодиоды на 2 мА. Попытка получить больше мА за счет снижения R4 приводит к проблемам при изменении входного сигнала, поскольку ток через светодиод не будет таким постоянным (для 20 мА при пиках 1,5 В я получаю только 5 мА при пиках 0,5 В).

Несколько простых вариантов. Германиевые транзисторы были бы лучше из-за более низкого падения напряжения VBE ~ 0,2 вместо падения напряжения кремниевого транзистора ~ 0,6. Значения резисторов будут разными, вы должны поиграть с ними.

Два транзистора NPN, один в качестве простого переключателя, другой обеспечивает усиление по току. Инвертировано, поэтому светодиод гаснет, когда звук становится громче/воспроизводится звук.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Не инвертированный, с 1 NPN и 1 PNP. Я не очень уверен, правильно это или нет (никогда не очень хорошо с логикой PNP).

схематический

смоделируйте эту схему

Простая схема ОУ. Ищите любой обычный операционный усилитель с батарейным питанием 3 В. Ничего особенного. Это дает много прибыли.
введите описание изображения здесь

Наконец, обратите внимание на специализированные ИС, такие как LM3914/15/16, которые обеспечивают светодиодные гистограммы (VU-метр), в основном предназначенные для включения светодиодов для звука. (Это в основном куча схемы операционного усилителя выше, параллельно).

введите описание изображения здесь

Честно говоря, это все примерно по одной цене, кстати. Вы можете получить комплект LM3915 менее чем за пять долларов на ebay.