Priekšpastiprinātājs: shēma, darbība, veidi, atšķirības, kā izvēlēties un tā lietojumprogrammas

Priekšpastiprinātājs vai priekšpastiprinātājs pirmo reizi tika izgudrots 20. gadsimta sākumā kā radio un fonogrāfu tehnoloģiju attīstības galvenais elements. Vēlāk parādījās tranzistoru priekšpastiprinātāji un, visbeidzot, digitālie priekšpastiprinātāji, piedāvājot augstāku uzticamību, zemākas izmaksas un zemāku troksni. Šie pastiprinātāji radīja vairāk funkciju un iespēju, piemēram; balanss un filtri papildus telpiskajai skaņai, izlīdzināšanai, bezvadu savienojumam un telpas korekcijai. Priekšpastiprinātāji ir nozīmīgas audio sistēmas sastāvdaļas. Tie nodrošina audio signālu jaudas pastiprinātājam un skaļrunim. Viņi arī pielāgo signāla līmeni un signāla maršrutēšanu atbilstoši dažādiem apstākļiem. Šis raksts īsi izskaidro a priekšpastiprinātājs , tā darbība, veidi un lietojumprogrammas.

Kas ir priekšpastiprinātājs?

Priekšpastiprinātājs ir elektronisks pastiprinātājs, kas noņem signālu no detektora, būtiski nepazeminot raksturīgo S/N attiecību. Priekšpastiprinātāja funkcijas galvenokārt ietver; toņu kontrole, daudzpusības digitālās ieejas un līdzsvara regulēšana.

Šie pastiprinātāji ir būtiski komponenti mājas kinozāles un mājas stereo sistēmās. Tāpēc tie galvenokārt ir paredzēti, lai izmantotu audio signālu no audio avota ierīces un pastiprinātu to līdz līmenim, ko var tālāk apstrādāt, izmantojot jaudas pastiprinātāju, lai atskaņotu skaļruņos. Šāda veida pastiprinātāji ir atbildīgi arī par audio signāla apstrādi, piemēram; regulēt toni, līdzsvaru un skaļumu.

Priekšpastiprinātāja darbības princips

Priekšpastiprinātājs darbojas, mainot vāju elektrisko signālu uz spēcīgu izejas signālu, kas ir izturīgs pret trokšņiem un pietiekami spēcīgs, lai pārraidītu uz jaudas pastiprinātāju, kā arī skaļrunis ir pazīstams kā priekšpastiprinātājs vai priekšpastiprinātājs. Galīgais izejas signāls būtu izkropļots vai trokšņains, neizmantojot šo pastiprinātāju.
Priekšpastiprinātājus izmanto mājas stereo sistēmās un mājas kinozāles sistēmās, taču šī pastiprinātāja izvēle galvenokārt ir atkarīga no dažādiem faktoriem, piemēram; nepieciešamo kanālu skaits, vēlamās funkcijas un skaņas kvalitāte.

Priekšpastiprinātāja ķēde

Priekšpastiprinātāja ķēde ar vienu tranzistoru ir parādīta zemāk. Šī vienkāršā shēma tiek izmantota, lai nodrošinātu aptuveni 3–30 sprieguma pieaugumu, un tas ir atkarīgs no avota, kā arī no slodzes pretestības. Šai priekšpastiprinātāja ķēdei ir zema ieejas pretestība.

Šīs priekšpastiprinātāja shēmas izveidei nepieciešamie komponenti galvenokārt ietver: rezistori R1-2,2 MΩ, R2 - 4,7 KΩ, kondensatori C1 un C2 elektrolītiskie kondensatori – 10 µF, 10 V un NPN tranzistors T1 = BC148B. Pievienojiet ķēdi, kā parādīts zemāk redzamajā diagrammā.

Darbojas

Vienkāršā priekšpastiprinātāja shēma ir veidota ar vienu mazjaudas pastiprinātāja tranzistoru. Šis tranzistors ir konfigurēts CE ( kopīgs izstarotājs ) režīms. Ikreiz, kad ievades signāls tiek piegādāts T1 tranzistora bāzes spailei visā C1 savienojuma kondensatorā, tas savieno ieejas signālu ar T1 tranzistora BE spailēm.

12V Vcc tiek piegādāts tranzistora kolektora spailei, un tas pilda papildu funkciju, dodot bāzes strāvu. C1 kondensators nulles signāla stāvoklī darbojas kā atvērta ķēde, jo kondensatora pretestība ir bezgalīga nulles frekvencē. Tāpēc “C1” kondensators darbojas kā bloķējošs kondensators. Tāpat C2 kondensators pilda līdzīgu funkciju. Tātad C2 kondensators darbojas kā savienojuma kondensators un baro pastiprināto signālu, veidojot izejas spriegumu. Šī vienkāršā priekšpastiprinātāja ķēde izmanto fiksētu novirzi. Tātad iepriekš minētajā shēmā nulles signāla procesu var noteikt, izvēloties R1 pretestību.

Priekšpastiprinātāju veidi

Ir trīs veidu priekšpastiprinātāji, kas ir jutīgi pret strāvu, pret parazītu kapacitāti un pret lādiņu jutīgi priekšpastiprinātāji, kas ir apskatīti turpmāk.

Strāvas jutīgs priekšpastiprinātājs

Strāvas jutīgais priekšpastiprinātājs ar 50 Ω ieejas pretestību nodrošina pareizu 50 Ω koaksiālā kabeļa galu un maina strāvas impulsu uz sprieguma impulsu no detektora. Ja pastiprinātāja palielinātais laiks ir mazs, salīdzinot ar detektora palielināšanas laiku, priekšpastiprinātāja sprieguma pastiprinājums ir “A”, un sprieguma impulsa amplitūda pie priekšpastiprinātāja o/p tiks norādīta kā;

Vout = 50 Iin A

kur “Iin” ir strāvas impulsa amplitūda no detektora. Tātad šis signāls tiek ievadīts ātrā diskriminatorā lietojumprogrammu skaitīšanai, kuru o/p ieraksta caur skaitītāju/taimeri.

Dominējošais ierobežojums laika noteikšanai laika izšķirtspējai, izmantojot fotopavairotāja lampas un mikrokanālu plāksnes, ir elektronu tranzīta laika variācijas, kad tie kaskādē visā detektorā. Tādējādi tas var izraisīt nervozitāti impulsa ierašanās laikā detektora izejā. Bet, ja detektora signāli ir pietiekami, lai būtu nepieciešams strāvai jutīgs priekšpastiprinātājs, jāņem vērā arī priekšpastiprinātāja ieejas trokšņa ietekme uz laika izšķirtspēju. Šie priekšpastiprinātāju veidi ir paredzēti galvenokārt laika noteikšanas lietojumprogrammām, kurām ir ar maiņstrāvu savienotas laika konstantes dažu simtu nsek diapazonā.

Parazītiskās kapacitātes priekšpastiprinātājs

Priekšpastiprinātājs ar augstu (~ 5 MΩ) ieejas pretestību ir pazīstams kā parazitārās kapacitātes priekšpastiprinātājs. Tātad detektora ģenerētais strāvas impulss tiek iekļauts kombinētajā parazitārajā kapacitātē, kas pieejama priekšpastiprinātāja ieejā un detektora izejā. Parasti šī kombinētā parazitārā kapacitāte svārstās no 10 līdz 50 pF. Iegūtais signāls ir sprieguma impulss ar amplitūdu, kas ir proporcionāls visam lādiņam detektora impulsā un pieauguma laiku, kas ir līdzvērtīgs detektora strāvas signāla periodam.

Ieejas kapacitāte un rezistors ir savienoti paralēli, kas izraisa eksponenciālu signāla samazināšanos ar ~50 µs laika konstanti. Pastiprinātājs ar vienotu pastiprinājumu un augstu ieejas pretestību ir iekļauts kā buferis, lai vadītu koaksiālā kabeļa zemo pretestību izejā. Šeit 93 Ω rezistors ar izeju sērijveidā var absorbēt atstaroto signālu garos kabeļos, noslēdzot kabeli tā raksturīgajā pretestībā.

Šāda veida priekšpastiprinātājus neizmanto pusvadītāju detektoros, jo ir jutīgs pastiprinājums pret nelielām parazitārās kapacitātes izmaiņām. Detektora kapacitāte daļēji noplicinātiem pusvadītāju detektoriem mainās līdz ar detektora diodei pielikto nobīdes spriegumu. Turklāt savienojošā kabeļa nelielās kustības var pielāgot ieejas kapacitāti ar dažām pF desmitdaļām.

Uzlādes jutīgs priekšpastiprinātājs

Uzlādes jutīgs priekšpastiprinātājs ir priekšpastiprinātāja veids, ko bieži izmanto, izstrādājot nolasīšanas shēmas galvenokārt impulsu detektoriem. To dizains nodrošina stabilitāti un zemu trokšņa līmeni, un to integrējošais raksturs nodrošina rezultātu. Tātad šī izeja ir proporcionāla visam lādiņam, kas tiek piegādāts no detektora visā impulsa notikuma laikā.

Salīdzinot ar citiem priekšpastiprinātājiem, šī priekšpastiprinātāja pastiprinājums ir stabils. Tas nav atkarīgs no pastiprinātāja joslas platuma vai ieejas kapacitātes. Šāda veida priekšpastiprinātājus parasti izmanto starojuma noteikšanas lietojumprogrammās, kur atsevišķi noteikšanas signāli ir jāaprēķina ar augstu precizitāti. Tos var uzstādīt mājas audio sistēmā un kombinēt ar citu audio aprīkojumu. Šie pastiprinātāji ir ļoti lēti un rada dabisku skaņu.

Kā lietot priekšpastiprinātāju ar pastiprinātāju?

Parasti audio sistēmā priekšpastiprinātāju izmanto pirms pastiprinātāja vai jaudas pastiprinātāja. Mēs nevaram piegādāt signālus jaudas pastiprinātājam no mikrofona (vai jebkura analogā audio sensora). Tāpēc mums vajadzētu izmantot priekšpastiprinātāju pirms pastiprinātāja.

Pastiprinātājs vienkārši koncentrējas uz elektroniskā signāla pastiprināšanu augstā diapazonā, jo tie nespēj novērst signālu un arī traucējumus. Augsta ātruma signāla pastiprināšanai pastiprinātājam ir jādod spēcīgs un bez trokšņa elektronisks signāls. Tomēr mikrofonu, devēju, analogo sensoru uc izvade nav piemērota pastiprinātāja ieejai, jo tie rada tikai trokšņus, vājus un traucējumus iegultos signālus.

Tātad priekšpastiprinātājs tiek izmantots, lai sagatavotu signālu jaudas pastiprinātāja i / p. Ja priekšpastiprinātājs nav savienots pirms pastiprinātāja, jaudas pastiprinātāja izeja būs trokšņaina un izkropļota. Turklāt priekšpastiprinātājs palīdz līdzsvarot pastiprinājumu.

Atšķirība B/W priekšpastiprinātājs vs pastiprinātājs

Galvenais Atšķirības starp priekšpastiprinātāju un pastiprinātāju tiek apspriesti turpmāk.

Kā izvēlēties pareizo priekšpastiprinātāju?

Mēs zinām, ka priekšpastiprinātājs pastiprina mikrofona signālu, pirms tas sasniedz galveno mikseri vai audio saskarni. Šis pastiprinātājs var ietekmēt jūsu ierakstu kvalitāti un raksturu, tāpēc ir svarīgi izvēlēties savai sistēmai piemērotāko. Tāpēc, izvēloties priekšpastiprinātāju, jāņem vērā daudzi faktori, kas ir apskatīti turpmāk.

Gain & Headroom

Pastiprinājuma apjoms, ko priekšpastiprinātājs piemēro ieejas signālam, ir pazīstams kā pastiprinājums, turpretim priekšpastiprinātājs ir augstākais līmenis, ko priekšpastiprinātājs apstrādā, neizkropļojot. Tātad priekšpastiprinātājam vajadzētu būt ar minimālo pastiprinājumu – 60 dB un augstumam – 20 dB.

Krāsa un tonis

Krāsa un tonis attiecas uz skaņas funkcijām, kuras priekšpastiprinātājs piešķir signālam, piemēram; skaidrība, siltums, piesātinājums, spilgtums utt. Krāsu un toņu izvēle galvenokārt ir atkarīga no jūsu personīgajām vēlmēm un ierakstāmās mūzikas stila un veida.

Funkcijas un funkcijas

Šīs ir papildu opcijas, kas kontrolē priekšpastiprinātāja piedāvātās iespējas; polaritātes slēdzis, fantoma jauda, ​​zemsprieguma filtrs, paliktnis, fāzes izlīdzināšana vai mērīšana. Tātad visas šīs funkcijas, kā arī funkcijas palīdz jums veidot un optimizēt signālu, pirms tas sasniedz nākamo signālu ķēdes fāzi. Tāpēc pirms priekšpastiprinātāja izvēles jums ir jāmeklē iespējas un funkcijas, kas atbilst jūsu vajadzībām, kā arī darbplūsmai.

Saderība un savienojamība

Tas norāda uz to, cik labi priekšpastiprinātājs darbojas ar citu studijas aprīkojumu un programmatūru, piemēram, mikseri, audio interfeisu, monitoriem vai DAW. Ja vēlaties priekšpastiprinātāju savam pašreizējam iestatījumam, jums ir jāmeklē priekšpastiprinātājs, kuram ir piemēroti ieejas un izejas savienotāji, piemēram; TRS, RCA vai XLR. Jums arī jāpārbauda priekšpastiprinātāja saderība ar jūsu operētājsistēmu un DAW,

Kvalitāte un budžets

Tas galvenokārt attiecas uz to, cik daudz esat gatavs tērēt par priekšpastiprinātāju un kādu uzticamības un veiktspējas līmeni no tā sagaidāt. Ja jums ir nepieciešams priekšpastiprinātājs, ņemot vērā jūsu budžetu, kā arī nepieciešamo ierakstu kvalitāti, pārbaudiet tā atsauksmes, garantiju un klientu atbalstu.

Priekšrocības & Trūkumi

The priekšpastiprinātāja priekšrocības iekļaujiet tālāk norādīto.

• Šis pastiprinātājs pastiprina signālus no avota aprīkojuma līdz diapazonam, ar kuru jaudas pastiprinātājs var darboties efektīvi.
• Šie pastiprinātāji nodrošina paņēmienu, lai pārslēgtos starp dažādiem avota komponentiem.
• Tam ir labāka skaņas kvalitāte.
• Šim pastiprinātājam ir mazāk trokšņu un vairāk pastiprinājuma.
• Priekšpastiprinātājam ir lielāks joslas platums.
• Šim pastiprinātājam ir augsts dinamiskais diapazons.
• Šīs nav dārgas.
• Šis pastiprinātājs Uzstādīšana un problēmu novēršana ir ļoti vienkārša.
• Tie ir viegli pieejami un ļoti atsaucīgi.
• Priekšpastiprinātāji ir lineāri.
• Tam ir liela ieejas un zema izejas pretestība.
• Tie parasti ir jutīgi pret lādiņu un strāvu.
• Šis pastiprinātājs nodrošina jūsu skaņai īpašu īpašību/attieksmi.
• Zemsprieguma audio signāli tiek pārveidoti ļoti ātri.

The priekšpastiprinātāja trūkumi iekļaujiet tālāk norādīto.

• Šim pastiprinātājam ir mazāks ieeju un izeju skaits.
• Šie ir smagāki.
• Tas nepieļauj papildu kontroli.
• Tā ir būtiska žirometra elektronikas sastāvdaļa.

Lietojumprogrammas

The priekšpastiprinātāju pielietojumi iekļaujiet tālāk norādīto.

• Priekšpastiprinātājs identificē ļoti zemas amplitūdas AE signālu, kas ģenerēts no AE sensoriem, un pārveido izmantojamās un pastiprinātās formās.
• Šo pastiprinātāju izmanto visur, kur ieejas signāls ir ļoti mazs un jaudas pastiprinātājs nespēj noteikt šo mazo signālu, kuram nav priekšpastiprinātāja pakāpes.
• Parasti tas ir pirms vēl viena pastiprinātāja, lai sakārtotu elektronisko signālu turpmākai apstrādei vai pastiprināšanai.
• To izmanto sakaru sistēmās, lai pastiprinātu ārkārtīgi mazos signālus, ko iegūst antena, un to bieži novieto ļoti tuvu antenai.
• To izmanto, lai pārveidotu signālu no zemsprieguma un augstas pretestības uz augstsprieguma un zemas pretestības signālu, kas ir jutīgs pret signāla pasliktināšanos.
• Šis pastiprinātājs pastiprina elektroniskos signālus, vienkārši uzlabojot S/N attiecību, pirms tie nonāk kabelī ar pastiprinātāju.
• To galvenokārt izmanto augstas precizitātes audio, lai atbalstītu stereo kanālus, kā arī pārslēgtos starp audio ieejām.
• Šāda veida pastiprinātājs piedāvā RIAA izlīdzināšanu galvenokārt fonogrāfa ierakstu ierakstīšanai un atskaņošanai.
• Šis pastiprinātājs tiek izmantots dažādu audio kanālu atbalstam mājas kinozālēs.
• Šo pastiprinātāju izmanto jebkurā audio sistēmā, lai sagatavotu ievades audio signālu galvenokārt pastiprināšanai nākamajā posmā.
• Tos izmanto skaņas kartēs, ekvalaizera iekārtās, dīdžeju mikseros un daudzās citās.
• Šos pastiprinātājus izmanto ar analogajiem sensoriem, devējiem, piemēram, tuvuma sensoriem, kā arī mikrofoniem, lai uzlabotu to izvadi.
• Priekšpastiprinātāji tiek izmantoti uztvērēja galā sakaru sistēma lai atbrīvotos no uztveršanas signālu radītiem trokšņiem un traucējumiem.

Tādējādi tas ir priekšpastiprinātāja pārskats , darbs, veidi, shēma un to pielietojums. Priekšpastiprinātājam ir galvenā loma augstas kvalitātes audio sistēmās, pastiprinot un uzlabojot signālu no avota aprīkojuma. Izvēloties priekšpastiprinātāju, ir jāņem vērā daži būtiski faktori, piemēram, savietojamība ar citām audio iekārtām, vēlamā skaņas kvalitāte utt. Tātad, izprotot galveno lomu un arī tā veidus, jūs varat ievērojami uzlabot audio pieredzi. Šeit jums ir jautājums, kas ir pastiprinātājs?