مدار تقویت میکروفن به عنوان سمعک هم میشه استفاده کرد اگر به جای بلندگو ، هدفون بزاریم.
forum.majidonline.com
در تاپیک بالا نکاتی گفته شد.
مدار صوتی ، شاید با مدارهای دیگر تفاوتهایی داشته باشد ولی شباهتهایی هم دارد.
در مدار صوتی با میکروفن خازنی ، به میکروفن تغذیه هم دادیم تا ترانزیستور داخلش کار کند.
همچنین در مدار تقویت صوتی ، بین میکروفن و بیس ترانزیستور اول ، خازن گذاشتیم تا فقط تلاطمات عبور کند یعنی ac عبور کند و dc عبور نکند.
قبل بلندگو هم خازن گذاشتیم ، اصطلاحا میگن برای محاقفظت ازبلندگو.
سالک: آیا فرستنده هم در قسمت ۴ کنار رادیو قرار می گیرد؟
آفرین به دقتت! بله، فرستنده هم در دسته‌ی کاربردهای «تقویت صوتی» و هم در «تقویت غیر صوتی» قرار می‌گیرد، بسته به اینکه چه نوع سیگنالی را تقویت می‌کند.
اگر بخواهیم دقیق‌تر بگوییم:
۱. فرستنده صوتی (مثل فرستنده FM ساده):
صدا (سیگنال آنالوگ صوتی) را از میکروفن می‌گیرد.
آن را با ترانزیستور تقویت می‌کند.
سپس وارد یک مدار مدولاسیون و آنتن می‌شود. => این نوع فرستنده در دسته‌ی تقویت صوتی است.
۲. فرستنده دیجیتال یا موج مربعی (مثلاً دیتا از آردوینو یا ماژول وایرلس):
سیگنال ممکن است مربعی یا کدشده باشد.
ترانزیستور نقش سوئیچ یا تقویت‌کننده موج دیجیتال دارد. => این نوع در دسته‌ی تقویت غیر صوتی است.
پس جواب کلی:
بله، فرستنده هم در بخش ۴ قرار می‌گیرد، ولی بسته به نوع سیگنال، گاهی در صوتی است و گاهی در غیر صوتی.
چشم حاجی!
الان همه‌چی رو خیلی ساده و بچه‌گانه برات می‌گم:
تقویت با ترانزیستور یعنی چی؟
فرض کن صدای دوستی که آروم حرف میزنه رو بخوای بلندتر کنی. یه میکروفن صدای اون رو می‌گیره، ولی اون صدا ضعیفه. حالا یه چیزی باید باشه که این صدا رو قوی‌تر کنه. اون چیز، می‌تونه ترانزیستور باشه.
ترانزیستور چطوری صدا رو قوی‌تر می‌کنه؟
ترانزیستور مثل شیر آب می‌مونه:
پایه‌اش (پایه پایه!) کنترل می‌کنه که چقدر آب (جریان) از شیر رد بشه.
وقتی یه جریان کوچیک به پایه بدی، یه جریان بزرگ‌تر ازش عبور می‌کنه.
این یعنی یه چیز کوچیک باعث میشه یه چیز بزرگ‌تر راه بیفته.
این همون تقویته!
---
چه چیزهایی رو میشه با ترانزیستور تقویت کرد؟
صدا (مثل میکروفن)
موج رادیویی
سیگنال داخل سیم آنتن
حتی روشن و خاموش شدن یه چراغ ضعیف یا قوی!
آیا تقویت همیشه برای صداست؟
نه داداش! تقویت یعنی یه چیز ضعیف رو قوی کنیم. صدا فقط یه نوعشه.
اگه چیزی که می‌خوایم تقویت کنیم صدا باشه، می‌گیم «تقویت صوتی»
اگه چیز دیگه‌ای باشه (مثلاً موج رادیویی یا دیتا از کامپیوتر)، می‌گیم «تقویت سیگنال»
فرق مدار صوتی با مدار غیر صوتی چیه؟
مدار صوتی معمولاً آهسته‌تره (فرکانس پایین) و باید صدا رو قشنگ و صاف نگه داره (بدون خر خر و نویز)
مدار غیر صوتی ممکنه خیلی سریع باشه (مثل موج رادیویی یا دیجیتال)، و گاهی فقط روشن/خاموش مهمه نه نازک‌کاری صدا
---
پس ترانزیستور چیه توی یک جمله؟
ترانزیستور یه تقویت‌کننده‌ی کوچولوئه که با یه سیگنال کوچیک، یه چیز بزرگ‌تر رو کنترل می‌کنه.
---
اگه بخوای، همین‌ها رو به زبان داستان یا نقاشی هم می‌تونم بگم.
روزی روزگاری، توی سرزمین الکترونیک، یه بچه‌ی کوچولوی ضعیف زندگی می‌کرد. اسمش سیگنال کوچولو بود. این بچه صداش آروم بود، زورش کم بود و هیچ‌کس حرفش رو نمی‌شنید.
یه روز تصمیم گرفت بره به شهر بلندگوها تا حرفش رو به همه برسونه، ولی چون صداش ضعیف بود، هیچ‌کدوم از بلندگوها تحویلش نگرفتن!
تا اینکه رسید به کوهستان ترانزیستورستان. اونجا یه غول مهربون زندگی می‌کرد، اسمش بود ترانزیستور.
سیگنال کوچولو رفت پیشش و گفت:
— «آقا ترانزیستور! من خیلی کوچیک و ضعیفم، میشه کمکم کنی حرفم رو به همه برسونم؟»
ترانزیستور لبخند زد و گفت:
— «البته کوچولو! فقط کافیه از راه درست بیای، به پایه‌ی من وصل بشی، تا من صدات رو چند برابر کنم و بفرستم به شهر بلندگوها!»
سیگنال کوچولو خوشحال شد و از راه مخصوص (پایه‌ی بیس)، وارد ترانزیستور شد. ترانزیستور هم با نیروی زیادی (منبع ولتاژ) کمکش کرد، و صدای کوچولو رو قوی کرد و فرستاد به شهر بلندگوها.
از اون روز به بعد، سیگنال کوچولو دیگه تنها نبود. همه صدای قشنگش رو می‌شنیدن.
و این شد که ترانزیستور، قهرمان قصه شد؛ قهرمان تقویت سیگنال‌ها!
---
اگه خواستی داستان‌های دیگه هم هست، مثلاً برای تقویت موج، یا برای حالت کلید (روشن و خاموش).
بگم؟
سالک: از قصه گویی ات خوشم اومد ، همین جوری ادامه بده
Chatgpt:
دمت گرم حاجی! پس بشین تا یه قصه‌ی دیگه برات بگم، این‌بار از سه تا ترانزیستور معروف که هرکدوم یه کار خاص بلد بودن:
قصه‌ی سه برادر ترانزیستوری
یکی بود، یکی نبود، توی دهکده‌ی الکترونیکستان، سه برادر باهوش زندگی می‌کردن. اینا اسم داشتن:
نانی‌پانی (NPN)
پاپی‌نانی (PNP)
و بی‌صدا (ترانزیستور کم‌نویز مخصوص صدا)
این سه برادر هرکدوم یه توانایی خاص داشتن:
نانی‌پانی (NPN)
نانی‌پانی همیشه از بالا نیرو می‌گرفت و می‌گفت:
— «من اگه یه فرمان کوچولو بهم بدن، می‌تونم برق زیاد رو از پایین رد کنم و کارهای بزرگ انجام بدم!»
مثلاً اگه یه لامپ سنگین بود که با دکمه روشن نمی‌شد، نانی‌پانی می‌اومد وسط و با کمک یه فرمان کوچولو، اون لامپ بزرگ رو روشن می‌کرد. این‌جوری همه عاشقش بودن.
---
پاپی‌نانی (PNP)
پاپی‌نانی برعکس نانی‌پانی بود. از پایین نیرو می‌گرفت و می‌گفت:
— «من بلدم جریان رو از بالا بفرستم پایین، ولی باید اول به من بگی که ولتاژ پایه‌ام کمتر از بقیه باشه!»
اون توی مدارهایی که برعکس بسته می‌شدن، استاد بود. خیلی‌ها بدون اون گیر می‌کردن.
---
بی‌صدا (کم‌نویز)
اما داداش کوچیکشون، بی‌صدا، صداش درنمی‌اومد. همیشه گوشه‌گیر بود. ولی یه روز یه میکروفن اومد سراغش و گفت:
— «تو تنها کسی هستی که می‌تونه صدای منو بدون خش‌خش و نویز تقویت کنه. کمکم کن!»
بی‌صدا یه لبخند زد و گفت:
— «برو توی دلم، با آرامش... من صداتو قشنگ و تمیز می‌فرستم بیرون.»
و این‌طوری شد که توی همه‌ی مدارهای صوتی حساس، فقط بی‌صدا رو می‌ذاشتن.
---
از اون روز به بعد، هر کدوم از این سه برادر، یه قهرمان توی دنیای خاص خودشون بودن:
نانی‌پانی: تقویت‌کننده‌ی همه‌کاره
پاپی‌نانی: مخصوص مدارهای خاص برعکس
بی‌صدا: استاد کارهای تمیز و باکیفیت مخصوص صدا
---
بیا حاجی، یه قصه‌ی دیگه هم رفت تو خاطرات.
بگم حالا داستان تقویت در سه مرحله چطوریه؟
یا برات قصه‌ی «ترانزیستور خسته» بگم که از داغ شدن زیاد، خاموش شد؟
یه ترانزیستور بود که همیشه فقط دوست داشت سیگنال‌های مستقیم (DC) رو تقویت کنه. اما یه روز یه سیگنال AC اومد که مثل موج دریا بالا و پایین می‌رفت.
ترانزیستور گفت:
— «ای بابا، این که هی بالا پایین میشه! چطوری تقویتش کنم؟»
مهندس اومد و گفت:
— «نگران نباش! من یه مدار خاص می‌سازم که این موج بالا و پایین رو حفظ کنه و تقویت کنه، اسمش میشه «تقویت‌کننده AC». تو فقط باید سیگنال رو تقویت کنی بدون اینکه شکل موج خراب بشه.»
ترانزیستور خوشحال شد و یاد گرفت که چطوری با موج‌ها بازی کنه، نه فقط با جریان ثابت.
---
۱۲. قصه‌ی ترانزیستور در دل تقویت‌کننده تفاضلی
یه روز دو تا ترانزیستور که بهترین دوست هم بودن، تصمیم گرفتن با هم کار کنن.
اولی گفت:
— «من سیگنال A رو می‌گیرم.»
دومی گفت:
— «من سیگنال B رو.»
و این دو با هم شروع کردن سیگنال‌ها رو مقایسه کنن، هر جا تفاوت بود رو تقویت کنن.
این کار باعث شد نویزها حذف بشن و سیگنال‌ها خیلی تمیزتر شنیده بشن.
مهندس‌ها اسمش رو گذاشتن:
تقویت‌کننده تفاضلی یا Differential Amplifier.
---
چی می‌گی حاجی؟ دوست داری بیشتر از این داستان‌ها بشنوی یا الان بری سر اصل مطلب و کاربردها؟
ببین من فرمول و اسامی پارامترها را نمی خوام، کتاب و جزوه زیاده ، اولش می خوام مفاهیم کار را بفهمم، حال خواننده مطالب را درک کن که باید اول بفهمه و بعدش فرمول بریزی سرش
Chatgpt:
دمت گرم حاجی! دقیقاً داری از اون مسیر درستی میری که خیلیا نمی‌رن: اول فهمیدن با دل و حس، بعدش اگه لازم بود، فرمول و اسم و عدد.
پس بذار همین جوری داستان‌وار و مفهومی، بی‌فرمول، بریم جلو تا کاملاً جا بیفته که اصلاً تقویت با ترانزیستور یعنی چی و چرا مهمه.
---
تصور کن یه بچه صدا میزنه: مامان!
اما صداش ضعیفه. کسی نمی‌شنوه.
حالا یه نفر قوی وایساده، هر چی بچه گفت، اون تکرار می‌کنه ولی با صدای بلند:
— «مامان!»
اون آدم قوی، همون ترانزیستور توی مدار تقویته.
ترانزیستور، خودش چیزی تولید نمی‌کنه. فقط صدای ضعیف رو بلندتر می‌کنه.
یا نور ضعیف، یا سیگنال رادیویی، یا حتی یه موج کوچولوی برق!
---
سه چیز مهم برای تقویت رو یادت باشه:
۱. یه چیز ضعیف (ورودی)
۲. یه منبع انرژی (مثل برق باطری)
۳. یه چیزی که تقویت‌شده تحویل بده (خروجی)
ترانزیستور مثل یه شیر آب هوشمنده. وقتی یه فشار کوچیک از طرف ورودی میاد، شیر رو به اندازه کافی باز می‌کنه تا یه جریان بزرگ از منبع انرژی عبور کنه.
ورودی فقط می‌گه "باز کن"، خود جریان اصلی از جایی دیگه میاد.
---
یک مثال واقعی:
تو یه سمعک یا رادیو، صدای حرف زدن یا موسیقی، خیلی ضعیفه. یه ترانزیستور اون موج کوچیک رو می‌گیره، دستش می‌گیره، و با کمک باتری، همون موجو، ولی قوی‌تر تحویل بلندگو می‌ده.
---
اگه تقویت نباشه چی میشه؟
اگه ترانزیستور نباشه:
صدای گوشی نمی‌رسه به گوشت
اینترنت وای‌فای نمی‌تونه از سیگنال ضعیف، استفاده کنه
سمعک فقط یه پوسته پلاستیکی میشه
و حتی تصویر تلویزیون هم نمیاد
---
حاجی، حالا اگه پایه‌ای، بریم داستان بعدی:
«سه نقش مختلفی که ترانزیستور توی تقویت می‌تونه بازی کنه»
یه نفس عمیق کشید، زور زد... ولی هیچی نشد! نه صدا بلندتر شد، نه سیگنال قوی‌تر...
سیگنال گفت:
— «آقا، چرا کاری نمی‌کنی؟»
ترانزیستور با شرمندگی گفت:
— «ببین عزیزم... من توانایی تقویت دارم، ولی خودم انرژی ندارم. باید یکی یه باطری یا منبع تغذیه بهم وصل کنه. اگه غذا نخورم، زور ندارم!»
همون لحظه یه مهندس اومد، یه باتری ۹ ولتی آورد، گفت:
— «بیا ترانزی، این غذاته. حالا برو تقویت کن!»
ترانزیستور هم یه لقمه برق زد، یهو جون گرفت، سیگنال رو قاپید و با صدایی رسا گفت:
— «مردم! سیگنال اینجاست!»
همه دست زدن. سیگنال بالا رفت، رسید به اسپیکر، شنیده شد.
---
نتیجه‌ی قصه:
ترانزیستور بدون تغذیه، فقط یه درگاهه، زور نداره.
اگه بخوای یه چیزو تقویت کنه، باید بهش انرژی بدی.
اون انرژی رو از ورودی نمی‌گیره، از باتری یا آداپتور می‌گیره.
ورودی فقط دستور می‌ده، انرژی از جای دیگه میاد.
---
حاجی، الان حالت خوب شد یا هنوز دلت یه قصه دیگه می‌خواد؟
بگم: "چرا تقویت با ترانزیستور مثل لوله‌کشی آب می‌مونه"؟
دمت گرم که دنبال فهم واقعی قضیه‌ای، بزن بریم ادامه‌ی قصه...
---
قصه‌ی میکروفن، ترانزیستور و بلندگو
توی یه دهکده‌ی الکترونیکی، یه میکروفن کوچولو بود که صدای مردم رو می‌شنید، ولی خودش خیلی ضعیف بود. صداشو که می‌فرستاد، هیچ‌کس نمی‌شنید. بچه‌ها مسخره‌ش می‌کردن:
— «هه! اینم شد صدا؟!»
یه روز رفت پیش ترانزیستور قهرمان.
گفت:
— «آقا ترانزی! من صدام واقعاً قشنگه‌ها، فقط ضعیفه. می‌تونی کمکم کنی؟»
ترانزیستور گفت:
— «آره رفیق! تو فقط یه اشاره کن، من بقیه‌شو انجام می‌دم.»
میکروفن یه صدای کوچولو به بیس ترانزیستور داد. ترانزیستور هم چون به برق وصل بود، یهو با همون فرمان کوچولو، یه جریان قوی از کلکتورش رد کرد و فرستاد به بلندگو.
بلندگو که جریان قوی رو گرفت، شروع کرد به لرزیدن، بالا پایین رفتن، و همون صدای میکروفن رو، ولی بلندتر، تکرار کرد!
مردم دهکده گفتن:
— «عجب صدایی! کی بود؟!»
میکروفن لبخند زد. گفت:
— «صدامو ترانزیستور تقویت کرد. من دیگه شنیده می‌شم!»
---
نتیجه‌ی قصه:
میکروفن یه جریان کوچولو تولید می‌کنه.
ترانزیستور اون رو می‌گیره، و با تغذیه‌ای که داره، یه جریان بزرگ‌تر از خودش رد می‌کنه.
اون جریان قوی می‌ره به بلندگو، و بلندگو همون صدای کوچیک رو با قدرت پخش می‌کنه.
سالک:در ساختار داخلی ترانزیستورها ، بیس وسط دو قسمت امیتر و کالکتوره ، یا در npn و pnp ساختار فرق می کنه ، اون ترانزیستورهای صوتی چی ، اونها جه ساختاری دارند که برای تقویت صوت مناسب ترند؟
سؤال خیلی خوبیه حاجی!
بیا با هم بریم سراغ قلب ترانزیستور و یه داستان ریز علمی ولی ساده بچینیم:
ساختار داخلی ترانزیستور به زبان ساده
ترانزیستور مثل یه ساندویچه. سه لایه داره:
توی NPN:
N (امیتر) - P (بیس) - N (کالکتور)
توی PNP:
P (امیتر) - N (بیس) - P (کالکتور)
یعنی فقط جای مواد داخل ساندویچ عوض شده.
بیس همیشه وسطه، خیلی نازک و کم‌عرضه. چون هدفش فقط اینه که یه دستور ضعیف بده و بقیه‌ی کار رو امیتر و کالکتور انجام بدن.
---
آیا ساختار ترانزیستورهای صوتی فرق داره؟
بله، ولی نه در ساختار اصلی، بلکه در جزئیات ساخت و ویژگی‌های الکترونیکی. ترانزیستورهایی که مخصوص تقویت صوت هستن، چند ویژگی دارن:
۱. نویز کمتر
ترانزیستورهای صوتی (مثلاً 2SA1015 یا BC560) طوری ساخته می‌شن که نویز زمینه‌شون کمتر باشه. چون توی صوت، نویز یعنی خرخر و خش‌خش.
۲. بهره‌ی جریان زیاد (hFE بالا)
یعنی با یه جریان کوچولو توی بیس، می‌تونه جریان زیادی از امیتر به کالکتور عبور بده. این خیلی مهمه برای تقویت خوب.
۳. پاسخ فرکانسی مناسب صدا
صوتی‌ها طوری طراحی می‌شن که فرکانس‌های ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز رو خوب عبور بدن و تغییر نکنن. ترانزیستورهای معمولی ممکنه بعضی فرکانس‌ها رو ضعیف‌تر کنن.
۴. پکیج خاص و جنس پایه‌ها
گاهی جنس مواد یا نحوه‌ی بسته‌بندی طوریه که خنک‌کاری بهتر انجام بشه یا القاهای ناخواسته (مثل سوت کشیدن) کمتر بشه.
---
جمع‌بندی به زبان ساده:
همه‌ی ترانزیستورها بیس وسط دارن، چه NPN چه PNP.
اما اونایی که برای صدا هستن:
صدا رو شفاف‌تر تقویت می‌کنن
نویز کمتری می‌ندازن
انرژی کمتری مصرف می‌کنن
فرکانس رو بهتر حفظ می‌کنن
مثل اینه که بگی «آشپز همه غذا درست می‌کنه، ولی بعضیا مخصوص آش شله‌قلمکارن!»
---
اگه خواستی بعداً ساختار دقیق داخلی مثل لایه‌ها، ناحیه‌ی تخلیه، بایاس، و جریان‌های الکترون و حفره رو هم می‌گم... فعلاً این سبک راحت باشه؟
چشم حاجی، بشین که یه داستان دیگه دارم واست، خیلی راحت، بدون سختی.
---
قصه‌ی ترانزیستورهای معمولی و ترانزیستورهای مخصوص صدا
یه شهر الکترونیکی بود. توش کلی ترانزیستور زندگی می‌کردن.
یه روز قرعه افتاد که چند تا ترانزیستور برن توی یه رادیو کوچیک کار کنن. همه‌شون اومدن صف کشیدن.
اولی گفت:
— «من قوی‌ام! می‌تونم موتور ماشین روشن کنم!»
گفتن: «نه رفیق، ما صدا می‌خوایم، نه قدرت زیاد.»
دومی گفت:
— «من خیلی سریعم! تو مدارهای فرکانس بالا مثل تلویزیون خوبم!»
گفتن: «نه، اونجا جای خودته، ما صدای شفاف می‌خوایم.»
تا اینکه یه ترانزیستور کوچولو اومد جلو، گفت:
— «من نویزم کمه، صدام نازکه، سیگنال رو قشنگ و تمیز بزرگ می‌کنم. کارم فقط صداست.»
مهندس گفت:
— «آفرین! تو همونی هستی که می‌خوایم!»
---
فرق ترانزیستور صوتی با بقیه چیه؟
نه اینکه شکم پاره‌تر باشه یا سه تا بیس داشته باشه! نه. همون سه‌تا پاست:
امیتر
بیس
کالکتور
ولی توی کارخانه، با دقت‌تر ساخته شده. مثل کسی که گوشش تیزتره، صدای ظریف رو بهتر می‌شنوه و تکرارش می‌کنه.
ترانزیستور معمولی مثل یه فریاد زدن‌ـه.
ترانزیستور صوتی مثل یه آدم هنرمنده که آروم، دقیق و خوش‌صدا حرف میزنه.
---
اگه یه صدای ناز مثل میکروفن بیاد، ترانزیستور صوتی اون رو قشنگ‌تر و تمیزتر بلند می‌کنه. ولی ترانزیستور معمولی ممکنه داد بزنه، خش‌خش بندازه، یا حتی صدا رو خراب کنه.
---
حاجی، حالا بگو: می‌خوای بریم توی قصه‌ی "نویز" و اینکه چرا یه ترانزیستور خش‌خش می‌کنه؟
یا بریم سراغ قصه‌ی "پاسخ فرکانسی" یعنی صداهای زیر و بم؟
یا یه قصه‌ی دیگه از شهر ترانزیستورها؟
