hallo iedereen.
ik heb voor school een opdracht gekregen om een microfoon voorversterker te maken. nu heb ik deze van circuitsonline gehaald. nu moet ik in het verslag de werking van dit schema verwerken. graag zou ik jullie willen vragen of jullie mij hiermee kunnen helpen. het gaat om de versterker gepost door jeroen vreuls op donderdag 4 april 2002. jullie kunnen mailen op nizaar@pedlar.nl of na 5 uur op nj.nizaarjoelfan@chello.nl
graag hoor ik zo snel mogelijk van jullie
de meeste mensen hier op CO willen bijna iedereen helpen die een vraag stelt, maar het is volgens mij niet de bedoeling dat wij jou school opdrachten gaan maken!
Heb je geen boeken van je school? kijk eens in de bibliotheek, daar zijn veel boeken te vinden. Op internet is ook veel te vinden maar in de bibliotheek is vaak veel meer en wordt de theorie beter uitgelegd!
Ga dan een schema analyseren, heb je dan nog vragen stel ze dan gericht op CO, aan een medestudent of natuurlijk aan je leraar.
Geef svp duidelijk aan welke schakeling je bedoelt, er staan twee microfoonvoorversterkers onder "Schakelingen", beiden gepost op dezelfde datum.
Bedoel je deze met transistoren of deze met opamps ?
MRJAX liet mij via email weten, dat het om dit circuit gaat, de microfoonversterker opgebouwd uit transistoren dus, zie schema hieronder:
Ik heb hem daarop de volgende uitleg gegegeven. De uitleg is wat uitgebreider worden dan ik van plan was, maar als je eenmaal bezig bent...
In de inleiding leg ik in grote lijnen uit hoe de schakeling werkt, daarna ga ik meer in detail in op de DC instelling en de AC versterking.
Algemene inleiding
De versterker is opgebouwd met twee transistoren. De eerste trap met transistor T1 is een spanningsversterker met zeer hoge versterking. De tweede trap met transistor T2 is een emittervolger. Een emittervolger heeft geen spanningsversterking, maar heeft een hoge ingangsimpedantie en een lage uitgangsimpedantie. Hierdoor kan de versterker relatief laagohmig belast worden, zonder dat dit invloed heeft op de werking van de versterker.
De totale microfoonversterker bestaat uit een versterker met hoge "open loop gain" (versterking van basis van T1 naar emitter van T2), en een tegenkoppelnetwerk. De versterking van de microfoon-ingang naar de versterker-uitgang wordt vastgelegd door het tegenkoppelnetwerk dat bestaat uit R5, R6, R1 en R2.
DC instelling
Om voldoende uitstuurruimte op de uitgang van de versterker te hebben, dient de DC spanning op de uitgang van emittervolger T2 ongeveer gelijk te zijn aan de halve voedingsspanning. Dit is gerealiseerd met behulp van R5 en R6.
De spanning op de basis van T1 zal circa 0.6 Volt zijn. T1 staat op een kleine stroom ingesteld, dus de basisstroom die door R2 loopt is erg klein, en veroorzaakt nauwelijks spanningsval over R2. Dit betekent dat de spanning over R6 ook ongeveer 0.6V is. Door R6 loopt dus een stroom van 0.6/100 = 0.006A = 6 milli ampere. Deze stroom loopt ook door R5, en veroorzaakt een spanningsval van 0.006x820=4.92V over R5. De spanning op de emitter van T2 is dus circa 0.6+4.92=5.52V.
De spanning op de basis van T2 zal ongeveer 0.6V hoger liggen, dus ongeveer 6.12V. Bij 12V voedingsspanning staat er dus 12-6.12=5.88V over R3 en R4. Dit betekent dat de instelstroom van T1 ongeveer gelijk is aan 5.88/(47k+12k)=99.7*10E-6, dus ongeveer 100 micro ampere.
Sammenvattend: T1 staat ingesteld op 100uA, T2 op 6mA, en de DC spanning op de uitgang van emittervolger T2 is 5.5 Volt.
AC versterking
Transistor T1 wordt gebruikt in "gemeenschappelijke emitter schakeling" (GES). Deze trap heeft een hoge spanningsversterking. Een kleine spanningsvariatie op de basis van T1 geeft een relatief grote variatie op de collectorstroom, en deze stroomvariatie geeft een grote spanningsvariatie over de collectorweerstand R4.
Emittervolger T2 heeft een hoge ingangsimpedantie en een lage uitgangsimpedantie. Door de hoge ingangsimpedantie wordt de spanningsversterker met T1 hoogohmig belast, zodat de basisstroom van T2 niet veel invloed heeft op de versterking.
Door middel van een truc met condensator C3 wordt de spanningsversterking van de GES trap met T1 nog verder vergroot. Deze truc staat bekend onder de naam "boots-trapping". De truc werkt als volgt. De ac spanning op de emitter van T2 is ongeveer even groot als op de basis van T2. Ten gevolge van de aanwezigheid van C3 zal de ac spanning aan de bovenkant van R4 dus bijna even groot zijn als de ac spanning aan de onderkant. Hierdoor zal er slechts een zeer kleine ac stroom door R4 lopen, met andere woorden T1 heeft schijnbaar een zeer grote collector weerstand, waardoor de spannings-versterking veel groter is dan wanneer C3 niet aanwezig zou zijn. Zonder C3 zou de versterking ongeveer 236 zijn (s*Rc = 40*Ic*Rc=40 * 100E-6 * 59E3; s is de steilheid van T1, deze is ca 40 maal de collectorstroom). Door de aanwezigheid van C3 zal de versterking orde grootte 10 keer zo groot zijn, dus orde grootte 2500.
De "open loop gain" is dus orde grootte 2500. Door middel van de tegenkoppeling met R5, R6 en R1, R2 wordt de versterking ingesteld op de gewenste waarde. Deze zogenaamde "closed loop gain" is ongeveer -R2/R1 * (R5+R6)/R6. Deze formule geldt alleen wanneer de open loop gain veel groter is dan de closed loop gain. Verder moet bij R1 nog de uitgangsweerstand Rs van de microfoon opgeteld worden. De formule voor de gain wordt dan: A = -R2/(R1+Rs) * (R5+R6)/R6. Invullen van de weerstandswaarden uit het schema en Rs=600 levert: -22000/(470+600) * 920/100 = -189.