آموزش ساخت مدار تقویت کننده میکروفون ترانزیستوری با امپدانس ورودی ۵ مگا اهم

یکی از نیازهای حیاتی در الکترونیک صوتی، ساخت تقویت‌کننده‌های میکروفون (پری آمپلی فایر) است که امپدانس ورودی بسیار بالایی داشته باشند. این ویژگی، به ویژه برای میکروفون‌های خازنی که سیگنال بسیار ضعیف دارند، اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند. این نقشه شماتیک یک مدار تقویت کننده صوتی با ترانزیستور FET را نشان می‌دهد که به دلیل ویژگی‌های ترانزیستور اثر میدانی، امپدانس ورودی آن به ۵ مگا اهم می‌رسد.

نقش FET در دستیابی به امپدانس ورودی ۵ مگا اهم

دستیابی به امپدانس ورودی ۵ مگا اهم با استفاده از ترانزیستورهای اتصال دوقطبی (BJT) دشوار است، اما با استفاده از ترانزیستور FET (مانند Q1 در نقشه)، که دارای امپدانس ورودی ذاتاً بالا هستند، این امر به راحتی محقق می‌شود.

• مزیت امپدانس بالا: امپدانس ورودی بالا تضمین می‌کند که بار بسیار کمی بر میکروفون وارد شود. در نتیجه، تضعیف سیگنال ورودی به حداقل رسیده و بهره (Gain) مدار به حداکثر می‌رسد.

  معرفی ترانزیستورهای جایگزین (2N4360، MPF104 و HEP 801)

ترانزیستور Q1 در این مدار می‌تواند از مدل‌های مختلفی انتخاب شود که همگی دارای ویژگی‌های FET مناسب هستند:

• ۱۱۲ TIM12
• U-2N4360
• U-110

همچنین، با عکس کردن دو سر منبع ولتاژ (تغییر قطبیت) می‌توان از ترانزیستورهای مکمل دیگر مانند MPF104، 2N3828 یا HEP 801 نیز استفاده نمود.

تحلیل عملکرد مدار تقویت کننده صوتی و خروجی آن

مدار موجود، یک تقویت کننده کلاس سورس مشترک (Common Source) است که خروجی صوتی تقویت شده را از طریق مقاومت ۲۰ کیلو اهم و خازن‌های کوپلاژ به مرحله بعدی می‌فرستد.

• ورودی میکروفون (MIC): سیگنال از میکروفون دریافت شده و از طریق یک خازن کوپلاژ (۲ میکروفاراد) به گیت  FET Q1 اعمال می‌شود.
• بایاسینگ سورس: مقاومت ۱ کیلو اهم در سورس و خازن ۱۰ میکروفاراد در سورس به زمین، بایاس مورد نیاز و فیلترینگ فرکانسی را تأمین می‌کنند.
• خروجی صوتی: سیگنال تقویت شده از پایه درین D گرفته می‌شود و برای استفاده در مدارات بعدی (مانند آمپلی فایر توان) آماده است.

 قطعه‌شناسی: بررسی خازن‌ها، مقاومت‌ها و نحوه بایاس FET

در این مدار، مقاومت‌های ۱ مگا اهم و ۱۰۰ کیلو اهم ولتاژ DC گیت را تأمین می‌کنند. خازن‌های الکترولیتی (۲ میکروفاراد و ۱۰ میکروفاراد) نقش حیاتی در حفظ پایداری حرارتی و فیلتر کردن نویزهای فرکانس پایین دارند.

 نکات مهم در ساخت مدار با قابلیت تعویض قطبیت منبع تغذیه

هنگامی که از ترانزیستورهای مکمل (مانند MPF104) استفاده می‌کنید، توجه به قطبیت خازن‌های الکترولیتی نیز ضروری است. در حالت کلی، قطب مثبت خازن‌ها باید به نقطه با پتانسیل بالاتر در مدار وصل شود. با عکس کردن ولتاژ، باید قطبیت خازن‌های ۲ میکروفاراد و ۱۰ میکروفاراد نیز تعویض گردد.