V tem prispevku bomo izvedeli različna vezja predojačevalcev in tukaj bi morala biti primerna postavitev za skoraj vsako standardno aplikacijo predojačevalnika zvoka.

Kot že samo ime pove, je predojačevalec avdio vezje, ki se uporablja pred ojačevalnikom ali med majhnim virom signala in ojačevalnikom. Naloga predojačevalnika je dvigniti raven majhnega signala na razumno raven, tako da postane primeren za ojačevalnik moči za nadaljnje ojačanje v zvočnik.

Prispeval: Matrica

Predojačevalec mikrofona

The mikrofonski predojačevalec zgoraj prikazana značilnost povečanja napetosti nad 52dB (400-krat), ki bi lahko ustrezala dinamiki visoke impedance oz električni mikrofon na skoraj vsak del zvočne opreme.

Če se uporablja v povezavi s običajnimi mikrofoni, kot je omenjeno tukaj, je mogoče enostavno dobiti izhodno moč približno 1 volta RMS, čeprav nadzor ojačitve omogoča nastavitev nižjega izhoda, da se prepreči preobremenitev vezja z obremenitvijo .

Razmerje signal / šum v vezju je izjemno in je običajno nad 70 dB glede na izhodno moč 1 V RMS (s polnim ojačanjem in neobremenjeno).

Kako deluje

Predlagano vezje predojačevalnika MIC op amp je sestavljeno iz nekaj stopenj, ki vključuje IC1 kot neinvertirajoči ojačevalnik. in IC2 kot invertirni ojačevalnik.

Vsak ojačevalnik je običajno na voljo. Dobiček zaprte zanke IC1 je fiksiran približno 45-krat prek vezja negativne povratne informacije, zgrajenega z omrežjem R3 in R5. Vhodna impedanca vezja je s pomočjo R4 fiksirana na minimalno vrednost 27k, kar zadostuje za zagotovitev, da se ne zgodi ekstremna obremenitev mikrofona, C2 omogoča blokiranje enosmernega toka na vhodu vezja.

Vezje ima tudi mrežo delov, povezanih z vhodno vtičnico, ki odstrani kakršno koli zajemanje električnega šuma in dodatno zavira verjetna nihanja, ki jih povzročajo napačne povratne informacije. Naprava, uporabljena za IC1, je NESS34 ali NE5534A, ki je pravzaprav vrhunski ojačevalnik. NE5534A je nekoliko boljši od i NE5534, čeprav dve IC-ji zagotavljata izjemno funkcionalnost z minimalnimi številkami hrupa in popačenja.

C3 se uporablja kot sklopni kondenzator na izhodu IC1 in VR1. VR1 deluje kot običajni nadzor porasta pota. Nato se signal poveže z naslednjo stopnjo ojačanja. Upori R6 in R9 tvorijo mrežo z negativnimi povratnimi informacijami, ki zagotavlja napetost v zaprti zanki od 10 do IC2. To omogoča vezju, da doseže skupni dobiček napetosti približno 450.

Kar zadeva učinkovitost hrupa, izjemno visoke zmogljivosti tukaj niso kritične, zato bo namesto IC2 ustrezen opcijski ojačevalnik deloval. Tu smo uporabili opcijski ojačevalnik TL081CP, vendar bi tudi kateri koli drug tip, kot je LF351, dobro deloval. Ti tipi, ki so opcijski ojačevalniki BiFET, zagotavljajo izredno majhne izkrivljanja.

Oblika PCB

Postavitev komponent

Univerzalni predojačevalec z opcijskim ojačevalnikom LM382

Spodnji diagram vezja prikazuje osnovni univerzalni avdio predojačevalec z uporabo IC LM382, ki ponuja zelo nizek šum, nizko popačenje in razmeroma veliko ojačanje, to vezje pa je mogoče uporabiti za praktično vse običajne aplikacije vezja predojačevalnika zvoka.

Kako deluje

Upori R2 in kondenzator C6 omogočajo izenačenje, kar je razvidno med izhodom predojačevalnika in invertirnim vhodom. Pri nizkih frekvencah C6 vključuje visoko impedanco, kar ima za posledico nizko povratno frekvenco in visoko napetost. Pri večjih frekvencah se impedanca C6 počasi zmanjšuje, kar zagotavlja okrepljene negativne povratne informacije in odziv odziva vezja pri potrebnih 6dB na oktavo.

“ideje za projekte sončnega sistema ”

Razširi se le do frekvence približno 2 kHz, ker je nad njo frekvenca impedanca C6 precej majhna v primerjavi z R2, ki nima vpliva na stopnjo povratne informacije ali ojačitve napetosti vezja.

R1 in C4 sta tudi del sistema povratnih informacij. C2 je vhodni enosmerni blokirni kondenzator in C3 je RF-kondenzator filtra, ki pomaga preprečevati RF motnje in težave z nestabilnostjo zaradi zapuščenih signalov od vira do neinvertirajočega vhoda (na katerega je vhodni signal povezan).

LM382 ima visoko stopnjo izključitve valovanja, vendar zaradi nižje ravni vhodnega signala in verjetnosti, da se napajalnim vodom lahko dodajo nihanja hrupa.

Čeprav IC1 ustvarja znatno količino povečanja napetosti, nekako zagotavlja nekje med 50 mV efektivne ravni izhoda, kar je približno desetina pogonske napetosti, ki jo potrebuje večina hi-fr ojačevalnikov.

Zato je Tr1 vgrajen v obliki običajnega ojačevalnika oddajnika z napetostnim ojačanjem morda 20dB. R4 omogoča konstruktivne povratne informacije, ki zmanjšajo napetost Tr1 na pravi nivo, kar dodatno zagotavlja nižjo stopnjo popačenja. IC9 poveže izhod Tr1 z atenuatorjem VR1, da dobi nastavljiv izhod.

Frekvenčni odziv

Za nefiltrirane signale je mogoče doseči majhno količino zmanjšanja hrupa, predvsem z uporabo filtra visokih tonov, in doseči relativno gladek povprečni frekvenčni odziv.

Postopek se izvaja z uporabo ojačitve visokih tonov, vendar je prilagojena količina ojačanja odvisna od dinamične ravni signala. Najvišja je v presledkih nizkega signala in se pri signalih dinamične ravni največ zmanjša na nič.

Ko se na vhodu uporabi glasbeni signal, vezje omogoči rezanje visokih tonov, ki je spet dinamično optimizirano, kar se dejansko zgodi, da se kompenzira odziv visokega visokega tona.

Univerzalno vezje predhodnega ojačevalnika ima zgornji rezalni filter, ki uporablja R7 in c8, kar omogoča dušenje približno 5 dB pri frekvencah 10 kHz. Zaradi tega lahko visoke frekvence za visoke ravni signala povečate za 5 dB. Za vhode srednjih signalov je frekvenčni odziv, ki ga ponuja zasnova, ravno raven.

Ojačevalnik kitare

Osnovna funkcija tega kitarskega predojačevalnega vezja je integracija s katero koli standardno električno kitaro in dvig njenih nizko vhodnih nizovnih signalov v razmeroma visoke predhodno ojačane signale, ki bi jih nato lahko poslali v večji ojačevalnik moči za želeni ojačani izhod

Frekvenca izhodnega signala pri prevzemu kitare se ponavadi zelo razlikuje od prevzema do prevzema, in čeprav imajo nekateri zelo visoko napetost, ki lahko potisne skoraj vsak ojačevalnik moči, imajo nekateri približno 30 milivoltov efektivne efektivne napetosti.

Ojačevalniki, ki so izrecno izdelani in jih je mogoče uporabljati s kitarami, imajo običajno sorazmerno visoko občutljivost in jih je mogoče zanesljivo uporabiti za skoraj vse prevzeme, vendar pri uporabi kitare z drugo obliko ojačevalnika (kot je hi-fl ojačevalnik) skupni doseženi obseg se vedno šteje za nezadosten.

Enostavno rešitev tega vprašanja je uporaba predojačevalnika, kot je prikazano zgoraj, preden ga dovodite v ojačevalnik, da zvišate amplitudo frekvence signala. Osnovna konfiguracija, ki je omenjena tukaj, ima napetost, ki se lahko resnično razlikuje od enote do več kot 26 dB (20-krat), zato bi morala ustrezati tako rekoč vsakemu kitarskemu sprejemniku do skoraj vseh ojačevalnikov.

Vhodna impedanca predojačevalnika mora biti približno 50k, izhodna impedanca pa je nizka. Zato bi lahko vezje uporabili kot osnovni vmesni ojačevalnik z enotnim napetostnim ojačanjem, da bi ustrezal dokaj visoki izhodni impedanci kitarskega dvigala do ojačevalnika z nizko vhodno impedanco, če je to potrebno.

Kot osnova za enoto je bil uporabljen samotni BIFET-ojačevalnik z nizkim šumom (IC1), ki ima tako mejne ravni popačenja kot tudi razmerje med signalom in šumom približno -70 dB ali več, tudi če naprava ork instrument z zelo nizko močjo, kot je kitara.

Kako deluje

Ta zasnova je pravzaprav običajni neinvertirajoči konfiguracijski tokokrog ojačevalnika z R2 in R3, uporabljenim za pristranskost neinvertirajočega vhoda IC1 pri približno 50% napajalne napetosti.

Ti prav tako nastavijo vhodno impedanco vezja na približno 50k. R1 in R4 tvorijo omrežje z negativnimi povratnimi informacijami, tudi z R4 pri najmanjši vrednosti 1C1, invertirni krmilni signali so neposredno povezani med seboj in vezje zagotavlja enotno ojačanje napetosti.

Ko je R4 kalibriran za večji upor, se dobiček izmenične napetosti postopoma zmanjšuje, vendar C2 uvaja enosmerno blokado, tako da dobiček enosmerne napetosti ostane spremenljiv, izhod ojačevalnika pa ostane pristranski pri @ ½ napajalni napetosti.

Povečanje napetosti ojačevalnika je približno enakovredno R1 + R4, deljeno z R1, kar ima za posledico, da je nominalno skupno povečanje napetosti morda nad 22-krat pri R4 pri najvišji vrednosti.

Trenutna poraba vezja je približno 9 miliamperov z 9-voltnim napajanjem, ki se poveča na približno 2,5 miliampera, ko se uporablja 30-voltno napajanje.

Učinkovito napajanje naprave je kompaktna 9-voltna baterija, kot je tip PP3. Ko uporabimo 9-voltno napajanje, je povprečna izklopljena izhodna napetost približno 2 volta RMS, kar deluje precej dobro.

Podrobnosti o povezavi tiskanega vezja in diagram postavitve komponent

Seznam delov

Ojačevalnik z visoko impedanco

Vmesni ojačevalnik deluje tudi kot idealen predojačevalnik za večino aplikacij, vendar skupaj s predhodnim ojačevanjem deluje tudi kot vmesnik z visoko impedanco med stopnjo vhoda signala in stopnjo ojačevalnika moči. To še posebej omogoča tovrstne predojačevalnike za uporabo z izredno nizkimi tokovnimi vhodnimi signali, ki si ne morejo privoščiti obremenitve z drugimi predojačevalniki z nizko impedanco.

Tu ponazorjeni ojačevalni ojačevalnik ima običajno več kot 100 M vhodno impedanco pri 1 kHz, vhodno impedanco pa je mogoče preprosto prilagoditi na približno katero koli sprejemljivo raven pod to točko. Povečanje napetosti vezja je enota.

Kako deluje

Na zgornji sliki je prikazan diagram vezja ojačevalnika z visoko impedanco, enota pa je v bistvu le delujoči ojačevalnik, ki deluje kot neinvertirajoči ojačevalnik za ojačanje enot. S tem, ko izhod IC1 povežete neposredno z njegovim invertirajočim vhodom, se sistemu doda 100-odstotna negativna povratna informacija, da se doseže enotno povečanje napetosti, skupaj z zelo visoko vhodno impedanco.

“polni seštevalnik z dvema polovicama seštevalnika ”

Glede na to vezje pristranskosti, ki v tej situaciji vključuje od R1 do R3, ranžira vhodno impedanco ojačevalnika, tako da vezje na splošno zagotavlja vhodno impedanco, ki je veliko manjša od same IC1. Vhodna impedanca je približno 2,7 megohma in za večino aplikacij to morda zadostuje.

Vendar bi lahko premikalno delovanje uporovnih uporov odstranili in to je cilj 'zagona kondenzatorja C2'. Izhodni signal poveže s križiščem treh uporov uporov in tako je vsaka prilagoditev vhodne napetosti uravnotežena z enakim premikom napetosti na izhodu IC1 in na presečišču treh uporov uporov.

V vlogi IC1 je uporabljen osnovni operacijski ojačevalnik 741 C, in kot že omenjeno, ta zagotavlja vhodno impedanco, ki običajno presega 100 megohmov pri 1 kHz, kar bi moralo biti povsem primerno za vsako standardno izvedbo.

Višja vhodna impedanca, ki jo je mogoče doseči z uporabo ojačevalnika za FET vhode, v resnici ni praktičnega pomena, zato je v tem vezju nekaj pomanjkljivosti pri večini vhodnih sistemov FET.

Prvič, da so dejansko nagnjeni k nihanju, ko je vhod odprt (ko je vhod pritrjen na napravo, se nihanja oslabijo in odpravijo).

Druga pomanjkljivost je, da je vhodna moč toliko vhodnih naprav FET bistveno večja od bipolarnih naprav, kot je 741 IC. S tem ranžiranjem se pri večini frekvenc vhodna impedanca zdaj zmanjša, medtem ko je pri nizkih nizkih in srednjih frekvencah vhodna impedanca preprosto višja.

V ta namen je potrebna razmeroma nizka vhodna impedanca (na primer prevzemnik, ki ima priporočeno impedanco polnjenja 100 k ohm in M ohm), eden od načinov za dosego tega je odprava C2 in sprememba količine R1 v R3, da se doseže želeno vhodno impedanco.

Seznam delov

Postavitev PCB

Opcijski ojačevalnik za signale 2,5 mV

To vezje predojačevalnika z opcijskim ojačevalnikom je izjemno občutljivo in vam bo omogočilo ojačanje signalov od 2,5 mV do 100 mV. Dejansko izhaja iz starega koncepta predojačevalnika RIAA.

V prejšnjih dneh je bil izhod gibajoče se tuljave magnetnega ali visokonapetostnega območja običajno od 2,5 do 10 milivoltov, tako da je bilo mogoče dvig uravnotežiti z ojačevalnikom moči (to bi verjetno zahtevalo izhodni signal nekaj sto milivoltov RMS).

Čeprav bi se izhod magnetnih in gibljivih tuljav vložkov dvignil s 6dB na oktavo, bi to lahko storil brez kakršnega koli izenačevanja, da bi to preprečilo, saj je bilo treba med postopkom snemanja vključiti ustrezno izravnavo.

Kljub temu bi bila izenačitev še vedno potrebna, ker bi se med postopkom snemanja uporabljali zmanjšanje nizkih tonov in ojačanje visokih tonov, poleg prilagajanja pa se je frekvenčni odziv pogosto izenačil s 6dB oktavnim povečanjem izhodne moči.

Za zaustavitev po nepotrebnih nizkofrekvenčnih modulacijah žlebov je bilo treba vključiti nizke tone, trojni dvig (s trojnim rezanjem pri predvajanju) pa bi omogočil preprosto, a učinkovito zmanjšanje hrupa.

Slika zgoraj je v resnici tipičen graf frekvenčnega odziva starega vezja RIAA, ki prikazuje potrebne parametre za uspešno izvedbo zelo občutljivega predojačevalnika, kot je ta.

Kako deluje vezje

V resnični uporabi bi se ojačevalniki za izenačevanje RIAA običajno nekoliko oddaljili od popolnega odziva, čeprav specifikacije naprav niso bile kritično upoštevane.

Pravzaprav pa celo preprosto omrežje za izenačevanje, sestavljeno iz šestih uporovno-kondenzatorskih sklopov, običajno povzroči največjo napako največ enega ali 2 dB, kar je v resnici videti povsem v redu.

R2, R3 so uporabljali za povezavo te napetosti popačenja z IC1. R2. C2 filtrira kakršno koli popačenje ali šumenje na napajalniku, s čimer preprečuje, da bi se interferenca dodajala napajalnemu ojačevalniku.

Visoka vrednost R3 zagotavlja visoko vhodno impedanco vezja, vendar jo R4 prenese na potrebno raven približno 47k.

Nekaj drugih prevzemnikov lahko predstavlja tovorno oviro 100k, zato je treba R4 povečati na 100k, če naj se enota izvaja prek vhodnega signala, kot imamo pri starih prevzemnikih.

Visoka vhodna impedanca ojačevalnika omogoča uporabo zelo majhne delne vrednosti za C3, ne da bi pri tem žrtvovali basovski odziv vezja.

Ugodno je, ker odpravlja znatno stopnjo toka zaradi vklopa vhodnih signalov, takoj ko ta naprava začne normalno delovati.

Frekvenčno selektivna negativna povratna informacija prek IC1 zagotavlja potrebno prilagoditev frekvenčnega odziva.

Pri srednjih frekvencah sta R5 in R7 glavna dejavnika ojačanja tokokroga, toda pri frekvencah nižjih frekvenc C6 doda znatno impedanco R5, da zmanjša negativne povratne informacije in poveča potreben dobiček.

Prav tako je impedanca C5 pri visokih frekvencah majhna v primerjavi z impedanco R5, vpliv ranžiranja C5 pa vodi do večje povratne informacije in potrebnega visokofrekvenčnega odmika.

Ker vezje v srednjih zvočnih frekvencah poveča napetost več kot 50 db, postane izhod dovolj visok za delovanje katerega koli standardnega ojačevalnika moči, tudi če se uporablja z vhodnim signalom le približno 2,5 mV RMS.

Vezje se napaja iz poljubne napetosti med približno 9 in 30 volti, vendar je priporočljivo, da delate z razmeroma velikim napajalnim potencialom (približno 20-30 voltov), da omogočite razumen odstotek preobremenitve.

Ko vezje uporabljamo z visokim izhodnim signalom, vendar z le približno 9-voltno napajalno napetostjo, bo verjetno prišlo do najmanjše preobremenitve.