Microfono preamplificato con 1 transistor

Microfono preamplificato con 1 transistor

Ottobre 14, 2020 0 Di Aniello Di Nardo
Livello di difficoltà    

Il progetto che vi presentiamo è molto semplice, facile da realizzare e allo stesso tempo efficace. Nonostante la sua semplicità, può essere impiegato in svariati campi, poiché fornisce in uscita il livello di segnale necessario per pilotare un amplificatore di potenza, un processore di segnali audio o un trasmettitore, come ad esempio: un apparato CB o un RTX professionale .

Si tratta di un microfono in grado di captare il suono della voce da una distanza minima di 15 cm. fino ad oltre un metro, che utilizza una capsula microfonica “a condensatore”, anche nota come Electret (da elettrete, il materiale di cui è composto, che ha proprietà sia magnetiche che dielettriche). Il tipo di capsula utilizzata nel presente progetto è quella a due piedini.

La capsula microfonica Electret – A destra lo schema elettrico al suo interno

Il microfono a condensatore Electret è un componente attivo che al suo interno, contiene tra l’altro, un piccolo stadio di amplificazione (normalmente un piccolo transistor JFET), che ha lo scopo di elevare l’ampiezza dei piccoli segnali elettrici. Per funzionare è necessario applicare sul piedino positivo (+) una tensione compresa tra i 2 e i 10 volt, mentre il piedino negativo (quello a diretto contatto con il contenitore metallico) dovrà essere collegato direttamente a massa.

Schema Elettrico

Microfono preamplificato con 1 transistor: schema elettrico

L’immagine in alto mostra lo schema elettrico in tutta la sua semplicità: la resistenza R1 da 10k ha lo scopo di abbassare la tensione di alimentazione di 12 volt a quella necessaria per alimentare la capsula microfonica applicata sul piedino positivo.

M1 assorbe (come da datasheet) una corrente di circa 0.5 mA (0,0005 A) e dovrà essere alimentato con una tensione compresa tra i 2 e i 10 volt. Considerato che la resistenza R1 è di 10k, la tensione di alimentazione (Vcc) è pari a 12 volt, possiamo calcolare la tensione ai capi di M1 con le seguenti formule:

Vm1 = Vcc - Vr1

dove Vcc è la tensione di alimentazione (12 volt) e Vr1 è la caduta di tensione ai capi della resistena R1. Quindi calcoliamo prima Vr1:

Vr1 = R1 * I = 10.000 * 0,0005 = 5 volt

otteniamo così che:

Vm1 = 12 - 5 = 7 volt

Si tratta di una tensione sufficiente ad alimentare la capsula microfonica, anche nel caso in cui si decida di impostare la Vcc a 9 volt, utilizzando una comunue pila:

Vm1 = 9 - 5 = 4 volt

Il segnale proveniente dalla capsula raggiunge la base di TR1 (BC547, transistor a giunzione bipolare di tipo NPN) nella configurazione “a emettitore comune”, attraverso il condensatore C1 da 100nF, che ha la funzione di separare la componente continua della tensione di alimentazione ed evitare che quest’ultima giunga alla base di TR1, lasciando passare solo i segnali elettrici del microfono. Le resistenze R2 e R3 hanno la funzione di polarizzare il transistor TR1. Infine il segnale amplificato, prelevato dal collettore di TR1, attraverso il condensatore C2 da 100nF (che ha la stessa funzione di C1), raggiunge il potenziometro da 50k, che ha il compito di regolare l’ampiezza (il volume) del segnale in uscita, prelevato sul piedino centrale del potenziometro. Il guadagno si attesta tra 10-20 volte.

NOTA: se si desidera alimentare il circuito con una tensione superiore ai 12 volt, è consigliabile aggiungere una resistenza in serie a Vcc, ad esempio, per una tensione di alimentazione compresa tra i 12 e i 15 volt, è possibile utilizzare una resistenza da 4,7k.

Elenco componenti

  • C1 100nF
  • C2 100nF
  • R1 10k
  • R2 100k
  • R3 10k
  • TR1 BC547 o equiv. NPN
  • M1 Capsula microfonica Electret 2 pin
  • P1 Potenziometro 50k

Realizzazione pratica

Microfono preamplificato con 1 transistor: PCB Layout Top e Bottom

Il montaggio dei componenti è un’operazione molto semplice, realizzabile anche su di una piccola scheda millefori. Dopo aver saldato le tre resistenze, fissate anche i due condensatori, il transistor TR1 e la capsula M1; quest’ultima potrà essere saldata direttamente sulla scheda oppure collegata con un filo schermato che andrà poi alloggiata all’estremità di un supporto flessibile (come nell’immagine di copertina). Saldate anche i due fili di l’alimentazione, utilizzando uno dei due fori contrassegnati come GND e quello con +12. Come accennato in precedenza, è possibile utilizzare anche una comune pila da 9 volt.

Microfono preamplificato con 1 transistor – lato superiore e lato inferiore della basetta già montati

Il potenziometro per la regolazione del volume, andrà collegato con tre fili come descritto nell’immagine seguente per essere fissato comodamente al contenitore: collegate l’OUT e il GND della scheda ai piedini IN e GND del potenziometro, prelevate l’uscita dai piedini OUT e GND.

Potenziometro 50K – A destra i collegamenti dalla vista posteriore

Conclusione

Il microfono preamplificato a 1 transistor che vi abbiamo presentato, oltre ad essere utile per svariate applicazioni, è un ottimo esercizio per chi inizia. Nei prossimi articoli, impareremo a sfruttare il presente circuito in altri divertenti e interessanti progetti.