Wie kann ich die zur Aktivierung eines Transistors erforderliche Spannung effektiv reduzieren?

Ich habe eine Schaltung aufgebaut, die im Grunde den Line-Out (Audioausgang) eines Musikwiedergabegeräts mit einer Reihe von LEDs (eigentlich ein riesiger Streifen mit etwa 200 LEDs) verbindet, damit sie im Takt der Musik blinken (aus Internet-Tutorials - I. bin ein bisschen Anfänger).

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Meine Schaltung funktioniert sehr gut mit meinem Laptop als Audiogerät (Verbinden meiner Schaltung mit der Kopfhörerbuchse). Aber wenn ich etwas Kleineres wie einen iPod benutze, gehen die Lichter kaum an.

Ich habe versucht, ein Darlington-Paar (unten) zu verwenden, aber das macht das Problem noch schlimmer. Aus diesem Grund denke ich, dass das Problem darin besteht, dass der Audioausgang nicht die 0,7 Volt über der Basis und dem Emitter erreicht, die der TIP31C-Transistor aktivieren muss (das Darlington-Paar bedeutet, dass er jetzt 1,4 Volt zum Aktivieren benötigt).

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Aus meiner Forschung geht hervor, dass die Verwendung eines Operationsverstärkers der richtige Weg sein könnte, um das Audio-Line-Out-Signal vor dem TIP31C-Transistor zu verstärken. Würde jemand einen vorschlagen können und mit welchen Eingängen ich mich verbinden soll?

Ich habe auch gelesen, dass Germanium-Transistoren nur 0,3 V über der Basis und dem Emitter benötigen, um aktiviert zu werden. Wäre das nützlich?

Kurzum: Sie können nicht. Die 0,6-V-Schwelle für einen BJT ist eine Folge der Physik von Silizium-PN-Übergängen.

Ein Germaniumtransistor würde funktionieren, aber Sie müssen ihn per Post bestellen, und es wird teuer.

Ein Rail-to-Rail-Operationsverstärker kann in der Tat eine Option sein.

Eine andere Lösung besteht jedoch darin, die Spannung Ihres Audiosignals zu erhöhen, anstatt die Transistorschwelle zu senken. Sie können dies auf zwei Arten tun:

Verringern Sie die Emitterspannung

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Jetzt ist das Audiosignal 0,6 V höher als der Emitter. Natürlich müssten Sie einen Weg finden, um ein 0,6-V-Netzteil zu erhalten, und es wahrscheinlich anpassen, um genau die gewünschte Aktion zu erzielen. Es geht auch anders...

Fügen Sie dem Signal eine Gleichstromvorspannung hinzu

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Hier können Sie den Pot einstellen, um dem Signal eine gewisse Gleichstromvorspannung hinzuzufügen, um die gewünschte Empfindlichkeit zu erzielen. Der Kondensator dient dazu, diesen Gleichstrom von Ihrer Audioquelle zu isolieren, während das Wechselstromsignal durchgelassen wird. Dies nennt man kapazitive Kopplung .

R4 ist vorhanden, um den Basisstrom zu begrenzen, falls R1 zu weit eingestellt ist. Es macht keinen Sinn, das Signal über 0,7 V vorzuspannen, da dies bedeuten würde, dass der Transistor immer eingeschaltet ist. Daher erweitert R4 auch den nützlichen Einstellbereich von R1.

Beachten Sie auch, dass ich in beiden Fällen der Transistorbasis einen Widerstand hinzugefügt habe. Sie wollen diesen Fehler nicht machen .

Sie können einen Operationsverstärker verwenden, der Eingaben in die negative Schiene akzeptiert, z. B. LM158 , um den Hauptschalttransistor (BJT oder MOSFET) anzusteuern.

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Die obige Anordnung bewirkt, dass die LEDs bei weniger als 150 mV Spitze-Spitze-Eingangssignal aufleuchten.

• Reduzieren Sie R2, um eine höhere Verstärkung zu erzielen.
• Wenn die LEDs ständig leuchten, verringern Sie die Verstärkung durch Erhöhen von R2.
• Verringern Sie den Wert von R4 (und umgekehrt), um den maximalen Strom durch die LEDs zu erhöhen.

Die BAR28- Schottky-Diode wird hinzugefügt, um den negativen Teil des Eingangssignals gegen Masse zu leiten , um zu verhindern, dass der Eingang des Operationsverstärkers einer zu niedrigen Spannung unter der Erdungsschiene ausgesetzt wird.

Ich würde auch eine Operationsverstärkerschaltung empfehlen, wie sie der LM158 bereits vorgeschlagen hat. Dies ist eine gute Möglichkeit, um sicherzustellen, dass die Schaltung leicht geändert werden kann, um mehrere verschiedene Audioquellen aufzunehmen. Meine einzige Vorsicht ist, dass Sie, wenn Sie eine Diode verwenden, um das negative Signal wie gezeigt zu blockieren, unbedingt einen Widerstand zum Eingang hinzufügen müssen, da sonst die Gefahr besteht, dass das Audio abgeschnitten wird und hörbare Verzerrungen auftreten. Ich habe festgestellt, dass die typische Ohrhörerimpedanz in der Nähe von 32 Ohm liegt. Ein Widerstand um 1 K oder höher sollte dieses Problem verhindern. (Entschuldigung - ich hätte diesen Vorschlag als Kommentar hinzugefügt, aber ich habe noch nicht genug "Ruf")