Как эффективно снизить напряжение, необходимое для активации транзистора?

Я построил схему, которая в основном соединяет линейный выход (аудиовыход) устройства воспроизведения музыки с набором светодиодов (на самом деле это огромная полоса из примерно 200 светодиодов), поэтому они мигают во времени вместе с музыкой (из интернет-уроков - я Я немного новичок).

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Моя схема работает очень хорошо, используя мой ноутбук в качестве аудиоустройства (подключив мою схему к разъему для наушников на нем). Но когда я использую что-то меньшее, например, iPod, свет вообще не включается.

Я пытался использовать пару Дарлингтона (ниже), но это усугубляет проблему. Вот почему я думаю, что проблема заключается в том, что выходной аудиосигнал не достигает 0,7 вольт на базе и эмиттере, который требуется для активации транзистора TIP31C (пара Дарлингтона означает, что теперь для его активации требуется 1,4 вольт).

схематический

^{смоделировать эту схему}

Исходя из моих исследований, похоже, что использование операционного усилителя может стать способом продвижения вперед для усиления сигнала линейного выхода аудио перед транзистором TIP31C. Кто-нибудь сможет предложить один, и к каким входам я должен подключиться?

Я также читал, что для активации германиевых транзисторов требуется всего 0,3 В через базу и эмиттер, это было бы полезно?

— Крейг Уолтон
источник

Я удалил явное «спасибо» из вашего поста. Вы можете выразить свою благодарность, проголосовав за любые хорошие ответы, а также с помощью комментариев к этим ответам. (Upvotes являются предпочтительным каналом.)

— Адам Лоуренс

Ответы:

Короче говоря, вы не можете. Порог 0,6 В для BJT является следствием физики кремниевых PN-переходов.

Германий транзистор будет работать, но вам придется заказать его по почте, и это будет дорого.

Операционный усилитель "от рельса к рельсу" действительно может быть вариантом.

Однако другое решение состоит в том, чтобы повысить напряжение вашего аудиосигнала, а не снизить порог транзистора. Вы можете сделать это двумя способами:

Уменьшить напряжение на эмиттере

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Теперь аудиосигнал на 0,6 В выше, чем у излучателя. Конечно, вам нужно найти способ получить источник питания 0,6 В и, вероятно, настроить его так, чтобы он выполнял именно то, что вам нужно. Есть другой способ ...

Добавьте смещение постоянного тока к сигналу

схематический

^{смоделировать эту схему}

Здесь вы можете настроить банк, чтобы добавить некоторое количество постоянного смещения к сигналу, чтобы получить желаемую чувствительность. Конденсатор служит для изоляции этого постоянного тока от вашего аудиоисточника, одновременно пропуская сигнал переменного тока. Это называется емкостной связью .

R4 существует для ограничения базового тока в случае, если R1 настроен слишком далеко. Нет смысла смещать сигнал выше 0,7 В, так как это будет означать, что транзистор всегда включен, поэтому R4 также расширяет полезный диапазон регулировки R1.

Кроме того, обратите внимание, что в обоих случаях я добавил резистор к базе транзистора. Вы не хотите делать эту ошибку .

— Фил Фрост
источник

Я попытался добавить смещение постоянного тока к сигналу, хотя одна проблема! Моя схема 12В, 4А (это от трансформатора, который необходим для питания 300 светодиодов). Поэтому, когда транзистор TIP31C не включен (поэтому ток не течет через светодиодную ленту), потребовалось 48 Вт, что привело к потере мощности. Я не могу найти ни одного банка, у которого рейтинг мощности почти такой большой. Какие-либо предложения?

— Крейг Уолтон

@CraigWalton 48 Вт? Как вы рисуете? 12 В на поте - . Это может быть слишком много для крошечного триммера, но любой горшок для монтажа на панели справится с этим. Вы также можете использовать фиксированные резисторы вместо кастрюли.

1 k Ω

$1k\Omega$

(12 V)^{2} / 1000 Ω = 0.144 W

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

— Фил Фрост

@CraigWalton, я только что нашел ответ на вопрос об емкостной связи и смещении постоянного тока: electronics.stackexchange.com/questions/60694/…

— Фил Фрост

Я неправильно понял мощность, я думал, что это будет 12 В * 4 А = 48 Вт. Я прочитал этот вопрос и ответ «Емкостная связь / постоянное смещение», теперь это имеет больше смысла. Я изо всех сил пытаюсь выяснить, какое значение емкости использовать. Я знаю, что должен использовать F = 1 / (2 π RC), где F - это самая низкая частота (20 Гц), R - это сопротивление, которое он будет приводить в Ом, C - это емкость. Будет ли полное сопротивление в вашей цепи смещения постоянного тока выше, какой бы ни была «нижняя половина» сопротивления потенциометра, то есть, как если бы было 2 фиксированных резистора, это будет просто нижний резистор?

— Крейг Уолтон,

1 μ F

$1\mu F$

Вы можете использовать операционный усилитель, который принимает вход на отрицательную шину, например, LM158 , для управления главным переключающим транзистором (BJT или MOSFET), таким образом:

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Вышеуказанное расположение заставит светодиоды загораться при пиковом входном сигнале менее 150 мВ.

Для более высокого усиления уменьшите R2.
Если светодиоды горят постоянно, уменьшите усиление, увеличив R2.
Чтобы увеличить максимальный ток через светодиоды, уменьшите значение R4 (и наоборот)

BAR28 Шоттки диод добавляется шунтировать отрицательную часть входного сигнала на землю, чтобы предотвратить воздействия на вход операционного усилителя слишком низкого напряжения ниже основного рельса.

— Аниндо Гош
источник

Я бы тоже порекомендовал схему операционного усилителя, как уже предлагал LM158. Это хороший способ убедиться, что схема может быть легко изменена для размещения нескольких различных источников звука. Мое единственное предостережение: если вы используете диод для блокировки отрицательного сигнала, как показано на рисунке, обязательно добавьте резистор к входу, иначе вы рискуете обрезать звук и вызвать искажение звука. Я обнаружил, что типичное сопротивление наушников составляет около 32 Ом, поэтому резистор около 1 кОм или выше должен предотвратить эту проблему. (Извините - я бы добавил это предложение в качестве комментария, но мне пока не хватает «репутации»)

— похотливый
источник