În acest post vom învăța o varietate de circuite de preamplificatori și ar trebui să existe un aspect adecvat aici pentru aproape orice aplicație standard de preamplificator audio.

După cum sugerează și numele, un preamplificator este un circuit audio care este utilizat înainte de un amplificator de putere sau între o sursă mică de semnal și un amplificator de putere. Sarcina unui preamplificator este de a ridica nivelul semnalului mic la un nivel rezonabil, astfel încât acesta să devină potrivit pentru amplificatorul de putere pentru o amplificare suplimentară într-un difuzor.

Contribuit de: Matrix

Preamp pentru microfon

preamplificator de microfon prezentat mai sus prezintă un câștig de tensiune de peste 52dB (de 400 de ori) care s-ar putea potrivi unei dinamici de impedanță ridicată sau microfon electret la aproape orice secțiune a echipamentului audio.

Dacă este utilizat în asociere cu microfoane standard așa cum s-a menționat aici, o ieșire de aproximativ 1 volt RMS ar putea fi ușor obținută, deși un control al câștigului face posibilă setarea unei ieșiri mai mici pentru a se asigura că supraîncărcarea circuitului de către sarcină ar putea fi eliminată .

Raportul semnal / zgomot al circuitului este remarcabil și este în mod normal peste 70 dB în ceea ce privește o ieșire de 1 V RMS (cu câștig complet și descărcat).

Cum functioneaza

Circuitul de preamplificator MIC op amplificator propus constă din câteva etape, care include IC1 ca amplificator non-inversor. și IC2 ca amplificator inversor.

Fiecare amplificator este de obicei disponibil. Câștigul buclei închise al IC1 este fixat de aproximativ 45 de ori printr-un circuit de feedback negativ construit folosind rețeaua R3 și R5. Impedanța de intrare a circuitului este fixată la o valoare minimă de 27k prin intermediul R4, ceea ce este suficient pentru a vă asigura că încărcarea extremă a microfonului nu se întâmplă, C2 permite blocarea CC la intrarea circuitului.

Circuitul are, de asemenea, o rețea de piese conectate la mufa de intrare care elimină orice fel de captare a zgomotului electric și inhibă suplimentar oscilația probabilă cauzată de feedback fals. Dispozitivul utilizat pentru IC1 este un NESS34 sau NE5534A care este de fapt un amplificator operațional de ultimă generație. NE5534A este marginal superior față de i NE5534, deși cele două circuite integrate oferă funcționalități excepționale folosind cifre minime de zgomot și distorsiuni.

C3 este utilizat ca condensator de cuplare pe ieșirea IC1 și VR1. VR1 acționează ca un control normal al câștigului potului. Apoi, semnalul este cuplat la următoarea etapă de amplificare. Rezistențele R6 și R9 constituie o rețea de feedback negativ care asigură un câștig de tensiune în buclă închisă de la 10 la IC2. Acest lucru permite circuitului să obțină un câștig total de tensiune de aproximativ 450.

În ceea ce privește eficiența zgomotului, performanțele extrem de ridicate nu sunt critice aici și, prin urmare, orice amplificator operațional adecvat în locul IC2 va funcționa. Aici am folosit un amplificator opțional TL081CP, cu toate acestea, orice alt tip, cum ar fi LF351, ar funcționa la fel de bine. Aceste tipuri fiind un amplificator op BiFET oferă magnitudini extrem de mici de distorsiuni.

Design PCB

Aspect component

Preamplificator universal folosind amplificatorul Op LM382

Diagrama circuitului de mai jos prezintă un preamplificator audio universal de bază care utilizează IC LM382, care oferă zgomot foarte scăzut, distorsiuni reduse și câștig rezonabil de mare, iar acest circuit poate fi utilizat practic pentru toate aplicațiile normale de circuite de pre-amplificator audio.

Cum functioneaza

Rezistențele R2 și condensatorul C6 permit egalizarea, care poate fi văzută între ieșirea preamplificatorului și intrarea inversă. La frecvențe joase, C6 include o impedanță ridicată, rezultând o frecvență redusă de feedback și câștig de tensiune ridicată. La frecvențe mai mari, impedanța C6 scade încet, oferind feedback negativ îmbunătățit și lăsând răspunsul circuitului la 6 dB necesari pe octavă.

“cum să faci generator gratuit de energie acasă ”

Se extinde doar până la o frecvență de aproximativ 2 kHz, deoarece peste aceasta frecvență impedanța lui C6 este destul de mică în comparație cu cea a lui R2, care nu are nicio influență asupra gradului de feedback sau câștig de tensiune al circuitului.

R1 și C4 fac parte, de asemenea, din sistemul de feedback. C2 este condensatorul de blocare DC de intrare și C3 este un condensator de filtru RF care ajută la prevenirea interferențelor RF și a problemelor de instabilitate datorate semnalelor rătăcite de la sursă la intrarea care nu inversează (la care este cuplat semnalul de intrare).

LM382 are un nivel ridicat de excludere a undelor de ieșire, totuși datorită nivelului său mai scăzut de semnal de intrare și a probabilității ca fluctuațiile de zgomot să poată fi adăugate la liniile de alimentare.

Chiar dacă IC1 creează o cantitate semnificativă de câștig de tensiune, cumva oferă undeva între 50mV nivelul de ieșire RMS, care este în jur de o zecime din tensiunea de acționare necesară majorității amplificatoarelor hi-fr.

Prin urmare, Tr1 este încorporat sub forma unui amplificator de emițător comun cu un câștig de tensiune de poate 20dB. R4 permite un feedback constructiv care scade câștigul de tensiune al lui Tr1 la nivelul corect, care oferă suplimentar un grad mai mic de distorsiune. IC9 leagă ieșirea Tr1 de atenuatorul VR1 pentru a obține o ieșire reglabilă.

Răspuns în frecvență

Pentru semnalele nefiltrate, s-ar putea realiza o cantitate mică de reducere a zgomotului, în esență prin utilizarea unui filtru tăiat în trei, și se poate obține un răspuns de frecvență mediu relativ neted.

Procesul este implementat prin aplicarea creșterii înalte, totuși cantitatea de creștere adaptată se bazează pe nivelul dinamic al semnalului. Este cel mai mare pe parcursul intervalelor de semnal scăzut și scade la zero la maximum cu semnale de nivel dinamic.

Când un semnal de muzică este aplicat la intrare, circuitul permite o tăiere a înaltei care este din nou optimizată dinamic, acest lucru se întâmplă de fapt pentru a compensa un răspuns ridicat de creștere a înaltei.

Circuitul universal de preamplificator are un filtru de top tăiat folosind R7 și c8, care permite o atenuare de aproximativ 5 dB cu frecvențe de 10 kHz. Datorită acestui fapt, frecvențele înalte pot fi crescute cu o magnitudine de 5 dB pentru niveluri ridicate de semnal. Pentru intrările de semnal mediu, răspunsul în frecvență oferit de design este simplu.

Circuitul Preamplificatorului de chitară

Funcția de bază a acestui circuit pre-amplificator de chitară este de a se integra cu orice chitară electrică standard și de a ridica semnalele de șir de intrare reduse într-un semnal pre-amplificat rezonabil de mare, care ar putea fi apoi alimentat la un amplificator de putere mai mare pentru ieșirea amplificată dorită

Frecvența semnalului de ieșire de la pick-up-urile de chitară tinde să difere foarte mult de la pick-up la pick-up și, deși unele au o tensiune foarte mare care poate împinge aproape orice amplificator de putere, unele au doar aproximativ 30 de milivolți de tensiune RMS.

Amplificatoarele construite expres care pot fi utilizate cu chitare au de obicei o sensibilitate relativ ridicată și acestea ar putea fi utilizate în mod fiabil pentru aproape orice preluare, totuși atunci când se utilizează o chitară cu o altă formă de amplificator (cum ar fi un amplificator hi-fl) volumul general realizat este întotdeauna considerat a fi insuficient.

Un remediu ușor pentru această problemă este utilizarea unui preamplificator așa cum se arată mai sus, înainte de al alimenta la amplificatorul de putere pentru a crește amplitudinea frecvenței semnalului. Configurația de bază menționată aici are un câștig de tensiune care ar putea varia într-adevăr de la unitate la mai mult de 26 dB (de 20 de ori), prin urmare ar trebui să se potrivească practic oricărui pick-up de chitară, practic la fiecare amplificator de putere.

Impedanța de intrare a preamplificatorului ar trebui să fie de aproximativ 50k, iar impedanța de ieșire este scăzută. Prin urmare, circuitul ar putea fi utilizat ca amplificator tampon de bază cu un câștig de tensiune unitar pentru a se potrivi cu impedanța de ieșire destul de mare a unui pick-up de chitară la un amplificator de putere cu o impedanță de intrare scăzută, dacă este necesar.

Un amplificator operațional BIFET solitar cu zgomot redus (IC1) a fost folosit ca bază pentru unitate, care are, prin urmare, niveluri de distorsiune marginală, precum și un raport semnal-zgomot de aproximativ -70dB sau mai mare chiar și atunci când unitatea este orksw cu un instrument foarte redus ca o chitară.

Cum functioneaza

Acest design este de fapt un circuit de configurare normal cu un amplificator operațional normal, fără inversare, cu R2 și R3, utilizat pentru a polariza intrarea IC1 care nu inversează, la aproximativ 50% din tensiunea de alimentare.

Acestea stabilesc, de asemenea, impedanța de intrare a circuitului la aproximativ 50k. R1 și R4 formează rețeaua cu feedback negativ, de asemenea cu R4 la valoarea minimă 1C1 inversarea semnalelor de control sunt direct cuplate între ele, iar circuitul asigură câștigul de tensiune al unității.

Deoarece R4 este calibrat pentru o rezistență mai mare, câștigul de tensiune AC scade treptat, cu toate acestea C2 introduce blocarea DC astfel încât câștigul de tensiune DC rămâne variabil, iar ieșirea amplificatorului rămâne polarizată la @ ½ tensiunea de alimentare.

Câștigul de tensiune al amplificatorului este aproximativ echivalent cu R1 + R4, împărțit la R1, rezultând un câștig nominal de tensiune totală de peste 22 de ori cu R4 la cea mai mare valoare.

Consumul de curent al circuitului este de aproximativ 2 miliamperi printr-o alimentare de 9 volți, care crește la aproximativ 2,5 miliamperi când se utilizează o alimentare de 30 volți.

O sursă eficientă de tensiune pentru dispozitiv este o baterie compactă de 9 volți ca un tip PP3. Când se utilizează o sursă de alimentare de 9 volți, tensiunea medie de ieșire neclipsată este de aproximativ 2 volți RMS, iar acest lucru funcționează destul de bine.

Detaliile conexiunii PCB ale plăcii de bandă și schema de dispunere a componentelor

Lista de componente

Amplificator tampon de înaltă impedanță

Un amplificator tampon funcționează, de asemenea, ca un pre-amplificator ideal pentru majoritatea aplicațiilor, însă, împreună cu pre-amplificarea, funcționează și ca un tampon cu impedanță ridicată între etapa de intrare a semnalului și etapa amplificatorului de putere. Acest lucru permite în special acestor tipuri de preamplificatoare să fie utilizate cu semnale de intrare de curent extrem de reduse, care nu își pot permite încărcarea cu alte preamplificatoare de tip impedanță scăzută.

Amplificatorul tampon ilustrat aici are în mod normal o impedanță de intrare de peste 100 M la 1kHz, iar impedanța de intrare ar putea fi ajustată pur și simplu la aproape orice nivel acceptabil sub acel punct. Câștigul de tensiune al circuitului este unitatea.

Cum functioneaza

Figura de mai sus afișează schema circuitului amplificatorului tampon de înaltă impedanță, iar unitatea este în esență doar un amplificator de funcționare funcționat ca amplificator fără inversare pentru câștigul de unitate. Prin cuplarea ieșirii IC1 direct la intrarea sa inversantă, se adaugă feedback negativ de 100% peste sistem pentru a obține câștigul de tensiune unitar necesar împreună cu o impedanță de intrare foarte mare.

Acestea fiind spuse, circuitul de polarizare, care în această situație include de la R1 la R3, derulează impedanța de intrare a amplificatorului, astfel încât circuitul general oferă o impedanță de intrare mult mai mică decât IC1 singur. Impedanța de intrare este de aproximativ 2,7 megahmi, iar pentru majoritatea aplicațiilor, acest lucru poate fi suficient.

Cu toate acestea, acțiunea de manevrare a rezistențelor de polarizare ar putea fi eliminată, iar acesta este obiectivul „bootstrapping” al condensatorului C2. Conectează semnalul de ieșire la joncțiunea celor trei rezistențe de polarizare și, astfel, orice reglare a tensiunii de intrare este echilibrată printr-o schimbare de tensiune egală la ieșirea IC1 și la intersecția celor trei rezistențe de polarizare.

“cum funcționează un vfd ”

În rolul IC1, este utilizat un amplificator operațional de bază 741 C și, așa cum sa menționat anterior, acesta oferă o impedanță de intrare care depășește de obicei 100 megahmi la 1 kHz care ar trebui să fie destul de adecvată pentru orice implementare standard.

Impedanța de intrare mai mare care poate fi obținută folosind un amplificator de funcționare pentru intrările FET nu are nicio importanță practică, așa că există câteva dezavantaje cu majoritatea sistemelor de intrare FET în acest circuit.

În primul rând, au de fapt o tendință de oscilare atunci când intrarea este deschisă (când intrarea este atașată la dispozitiv, oscilațiile sunt atenuate și eliminate).

Celălalt dezavantaj este că puterea de intrare a atât de multe dispozitive de intrare FET este substanțial mai mare decât dispozitivele bipolare precum 741 IC. Prin aceste acțiuni de manevrare, la majoritatea frecvențelor, impedanța de intrare este acum redusă, în timp ce la frecvențele joase și joase, impedanța de intrare este pur și simplu mai mare.

În acest scop, este necesară o impedanță de intrare relativ scăzută (cum ar fi pickup-ul care are o impedanță de încărcare recomandată de 100 k ohm și M ohm), o modalitate de a realiza acest lucru este eliminarea C2 și schimbarea cantităților de R1 în R3 pentru a atinge o impedanță de intrare dorită.

Lista de componente

Aspect PCB

Preamplificator Op Amp pentru semnale de 2,5 mV

Acest circuit special de preamplificator amplificator op este extrem de sensibil și vă va permite să creșteți semnalele de până la 2,5 mV la 100 mV. Este de fapt derivat dintr-un vechi concept de preamplificator RIAA.

În zilele anterioare, ieșirea unui cartuș cu bobină în mișcare cu magnet sau tensiune înaltă era de obicei de la 2,5 până la 10 milivolți, astfel încât pickup-ul să poată fi echilibrat cu amplificatorul de putere (acest lucru ar necesita un semnal de ieșire de câteva sute de milivolți RMS).

Deși ieșirea cartușelor magnetice și în mișcare a bobinei ar crește la 6 dB pe octavă, ar putea face fără a fi necesară nicio egalizare pentru a contracara acest lucru, deoarece egalizarea adecvată trebuia implicată în timpul procesului de înregistrare.

Cu toate acestea, egalizarea ar fi încă necesară, deoarece în timpul procesului de înregistrare ar fi utilizate tăierea basului și creșterea înalte, pe lângă reglare, răspunsul de frecvență adesea contracarat cu o creștere a octavei de 6 dB a ieșirii pick-up.

Tăierea basului a trebuit să fie inclusă pentru a opri modulațiile inutile de caneluri cu frecvență joasă, iar tripla amplificare (cu tăiere triplă în redare) ar oferi o facilitate simplă, dar eficientă de reducere a zgomotului.

Figura de mai sus este de fapt un grafic de răspuns de frecvență al unui circuit de preamplificator vechi RIAA tipic, care arată parametrii necesari pentru implementarea cu succes a unui preamplificator extrem de sensibil ca acesta.

Cum funcționează circuitul

În utilizarea reală, amplificatoarele de egalizare RIAA s-ar abate de obicei de la răspunsul perfect, deși specificațiile dispozitivului nu au fost luate în considerare în mod critic.

De fapt, cu toate acestea, chiar și o rețea de egalizare simplă formată din șase seturi de condensatoare de rezistență are ca rezultat de obicei o eroare maximă de cel mult unu sau 2 dB, ceea ce pare de fapt destul de OK.

R2, R3 utilizate pentru a lega această tensiune de distorsiune la IC1. R2. C2 filtrează orice distorsiune sau zumzet de pe sursa de alimentare, împiedicând adăugarea interferențelor la alimentarea amplificatorului.

Valoarea ridicată R3 oferă o impedanță de intrare mare pentru circuit, totuși, aceasta este transferată de R4 la nivelul necesar de aproximativ 47k.

Câteva alte pick-up-uri pot prezenta o barieră de încărcare de 100k și, prin urmare, R4 ar trebui să fie mărit la 100k dacă unitatea urmează să fie implementată printr-un semnal de intrare, așa cum am avut în pick-up-urile vechi.

Impedanța mare de intrare a amplificatorului permite utilizarea unei valori foarte mici a piesei pentru C3 fără a sacrifica răspunsul basului circuitului.

Este avantajos deoarece elimină un nivel semnificativ de supratensiune de curent de la semnalele de preluare a intrării pornite, de îndată ce acest dispozitiv își începe procesul normal de funcționare.

Un feedback negativ selectiv de frecvență peste IC1 asigură ajustarea necesară a răspunsului de frecvență.

La frecvențele medii, R5 și R7 sunt principalii factori determinanți ai câștigului circuitului, dar la frecvențele cu frecvență mai joasă, C6 adaugă o impedanță substanțială de R5 pentru a minimiza feedback-ul negativ și pentru a crește câștigul necesar.

În mod similar, impedanța lui C5 este mică la frecvențe ridicate în comparație cu impedanța lui R5, iar impactul manevrării C5 duce la un feedback mai mare și la lansarea de înaltă frecvență necesară.

Deoarece circuitul generează un câștig de tensiune de peste 50 db în frecvențele audio medii, ieșirea devine suficient de mare pentru a rula orice amplificator de putere standard chiar și atunci când este utilizat cu un semnal de intrare de numai aproximativ 2,5 mV RMS.

Circuitul este alimentat de la orice tensiune între aproximativ 9 și 30 de volți, dar este recomandat să lucrați cu un potențial de alimentare rezonabil de mare (aproximativ 20-30 de volți) pentru a permite un procent rezonabil de suprasarcină.

Când circuitul este aplicat cu un semnal de ieșire ridicat, dar cu o tensiune de alimentare de aproximativ 9 volți, este posibil să se producă o suprasarcină mică la minimum.