5 prostych obwodów przedwzmacniacza

Jak sama nazwa wskazuje, obwód przedwzmacniacza wstępnie wzmacnia bardzo mały sygnał do określonego poziomu, który może być dalej wzmacniany przez dołączony obwód wzmacniacza mocy. Zasadniczo działa jak stopień buforowy między źródłem małego sygnału wejściowego a wzmacniaczem mocy. Przedwzmacniacz jest używany w aplikacjach, w których sygnał wejściowy jest zbyt mały, a wzmacniacz mocy nie jest w stanie wykryć tego małego sygnału bez stopnia przedwzmacniacza.

W poście wyjaśniono 5 obwodów przedwzmacniacza, które można szybko wykonać za pomocą kilku tranzystorów (BJT) i kilku rezystorów. Pierwszy pomysł oparty jest na prośbie przedstawionej przez pana Raveesha.

Cele i wymagania obwodu

1. Elektronika to moje hobby od wielu lat. Często będę przeglądać twoją stronę i znaleźć wiele przydatnych projektów. Żądam od ciebie przysługi.
2. Mam moduł nadajnika FM, który działa na 5 V DC z możliwością podłączenia z komputera przez USB lub z dowolnego innego urządzenia przez gniazdo audio 3,5 mm.
3. Moduł świetnie działa w trybie USB komputera z dużą siłą sygnału, jakością i zasięgiem. Ale kiedy podłączę to samo przez gniazdo wejściowe audio z dekodera DTH, siła sygnału staje się słaba nawet przy pełnej głośności zarówno w dekoderze, jak i module FM. Myślę, że poziom sygnału audio z dekodera nie jest wystarczający dla modułu FM.
4. Proszę zasugerować mi dobrej jakości obwód przedwzmacniacza stereo audio o małym sygnale, który może pracować z pojedynczym zasilaniem 5 lub 6 V, który nie ładowałby dekodera, najlepiej z dobrym, niskoszumowym wzmacniaczem operacyjnym ze szczegółowym obwodem i etykietą części.

1) Przedwzmacniacz wykorzystujący dwa tranzystory

Prosty obwód przedwzmacniacza można bardzo łatwo zbudować, montując kilka tranzystorów i niektóre rezystory, jak pokazano na poniższym rysunku:

Obwód jest prostym przedwzmacniaczem z dwoma tranzystorami, wykorzystującym pętlę sprzężenia zwrotnego do wzmocnienia wzmocnienia.

Jakakolwiek muzyka, jaką znamy, ma postać stale zmieniającej się częstotliwości, dlatego gdy takie zmieniające się wejście jest stosowane na wskazanych zaciskach końcowych C1, to samo jest dostarczane do podstawy T1 i masy.

Wyższe amplitudy są przetwarzane normalnie i są odtwarzane z potencjałem, który jest w przybliżeniu równy napięciu zasilania, jednak w przypadku niższych odchyleń amplitud T2 może przewodzić przy wyższym współczynniku, który może przejść do jego emitera.

W tym czasie, gdy rzeczywiste wzmocnienie muzyki jest realizowane poprzez przeniesienie tego nagromadzonego wyższego potencjału z powrotem do podstawy T1, która odpowiednio nasyca się w znacznie optymalnym tempie.

To działanie push pull ostatecznie skutkuje ogólnym wzmocnieniem nieznacznie małej muzyki lub danych wejściowych do znacznie większego sygnału wyjściowego.

Ten prosty obwód umożliwia podbicie ekstremalnie małych lub minimalnych częstotliwości do znacznie większych mocy wyjściowych, które można następnie wykorzystać do zasilania większych wzmacniaczy.

Omawiany układ był faktycznie powszechnie stosowany w starych magnetofonach kasetowych w stopniach przedwzmacniacza do wzmacniania sygnałów minutowych z głowicy taśmy, tak aby wyjście z tego małego wzmacniacza stało się kompatybilne z dołączonym wzmacniaczem dużej mocy.

Lista części

• R1 = 22 tys
• R2 = 220 omów
• R3 = 100k
• R4 = 4K7
• R5 = 1K
• C1 = 1uF / 25V
• C2 = 10 uF / 25 V.
• T1 / T2 = BC547

Regulowany obwód przedwzmacniacza

Ten użyteczny układ przedwzmacniacza jest ulepszoną wersją powyższej konstrukcji. Posiada wzmocnienie napięciowe, które można ustawić na dowolnym poziomie od pięciu do stukrotnie za pomocą rezystora sprzężenia zwrotnego o odpowiedniej wartości. Impedancja wejściowa jest wysoka, zwykle wynosi około 800 K i uzyskuje się niską impedancję wyjściową wynoszącą około 120 omów.

Hałas i zniekształcenia wytwarzane przez obwód są bardzo niskie.

Maksymalny poziom sygnału wyjściowego wynoszący około 6 woltów od szczytu do szczytu może być obsłużony przed wystąpieniem przesterowania.

Rysunek przedstawia obwód jednostki i jest to układ dwóch tranzystorów prostoliniowych do przodu ze sprzężeniem bezpośrednim, przy czym oba tranzystory są używane w trybie wspólnego emitera. R2 zapewnia lokalne ujemne sprzężenie zwrotne przez Tr1 i zapewnia wygodny punkt tn, w którym ogólne ujemne sprzężenie zwrotne może być zastosowane w obwodzie.

To sprzężenie zwrotne jest uzyskiwane z kolektora Tr2 poprzez kondensator C3 blokujący DC. a wartość RF określa wielkość sprzężenia zwrotnego, które jest stosowane do wzmacniacza. Im niższa wartość tego komponentu, tym więcej sprzężenia zwrotnego jest zastosowane i tym niższe wzmocnienie napięcia pętli zamkniętej urządzenia.

Wymaganą wartość Rf uzyskuje się przez pomnożenie wymaganego wzmocnienia napięcia przez 560. Tak więc, na przykład, wzmocnienie napięcia o dziesięć stopni wymaga, aby Rf miało wartość 5,6k. Zaleca się, aby wzmocnienie napięciowe nie przekraczało podanych wcześniej limitów. C2 zwija odpowiedź wysokoczęstotliwościową wzmacniacza i jest to konieczne, ponieważ w przeciwnym razie mogłaby wystąpić niestabilność.

Górna odpowiedź -3dB urządzenia nadal wynosi około 200 kHz, nawet jeśli wzmacniacz jest używany przy stukrotnym wzmocnieniu napięcia. W przypadku użycia jako niższe wzmocnienia górny punkt -3 dB jest przesuwany proporcjonalnie wyżej. Nawiasem mówiąc, dolny punkt -3 dB wynosi około 20 Hz.

Kolejny projekt przedwzmacniacza tranzystorowego

Jest to 2-stopniowy przedwzmacniacz wejściowy o wysokiej impedancji z regulowanym wzmocnieniem napięcia, od 1,5 do 10. Wzmocnienie to można zmieniać, ustawiając VRI i staje się przydatne, gdy wymagana jest częsta zmiana czułości MIC.

Jak pokazano powyżej, obwód jest faktycznie zaprojektowany dla mikrofonów kryształowych lub wkładek ceramicznych.

Lista części

2) Korzystanie z FET

Konstrukcja drugiego przedwzmacniacza wygląda jeszcze prościej, ponieważ działa na jednym, niedrogim JFET-ie. Schemat obwodu można zobaczyć poniżej.
Obwód jest oczywisty i można go zintegrować z dowolnym standardowym wzmacniaczem mocy w celu dalszego wzmocnienia.

Przedwzmacniacz gitarowy

Zwykle konieczne jest podłączenie gitary elektrycznej do panelu miksującego, zestawu audio lub przenośnego studia.

Jeśli chodzi o okablowanie, może to nie stanowić problemu, jednak dopasowanie wysokiej impedancji elementu gitarowego do niskiej impedancji wejścia liniowego panelu miksującego staje się problemem.

Nawet niczego niepodejrzewające wejścia o wysokiej impedancji tych urządzeń nie są dobrze dopasowane do wyjścia gitarowego. Gdy tylko gitara zostanie podłączona do tego rodzaju wejścia, prawie nie widać sygnału możliwego do przetworzenia przez panel lub talerz.

Prawdopodobnie podłączenie gitary do wejścia mikrofonowego (o wysokiej impedancji) jest zwykle zbyt czułe dla tej funkcji, co prowadzi do zbyt łatwego przesterowania sygnału gitary.

Przedstawiony w tym artykule wzmacniacz dopasowujący odpowiada na te trudności: ma wejście o wysokiej impedancji (1M), które wytrzymuje napięcia powyżej 200 V. Impedancja wyjściowa jest dość mała. Wzmocnienie wynosi X2 (6 dB).

Oferowana jest podwójna kontrola tonu, kontrola obecności i regulacja głośności. Obwód jest zaprojektowany dla poziomów wejściowych do 3 V.Powyżej tego poziomu rosną zniekształcenia, ale może to być oczywiście przyzwoity wynik przy muzyce gitarowej.

Prawdziwe obcinanie sygnału wejściowego nie będzie miało miejsca, dopóki ostatecznie nie zostaną wykorzystane znacznie wyższe poziomy powyżej minimalnych specyfikacji gitary. Obwód jest zasilany baterią 9 V (PP3), przez którą obwód pobiera prąd około 3 mA.

3) Przedwzmacniacz stereo wykorzystujący układ scalony LM382

Oto kolejny fajny mały obwód przedwzmacniacza wykorzystujący podwójny układ scalony LM382. Ponieważ układ scalony zapewnia pakiet z dwoma wzmacniaczami operacyjnymi, można stworzyć dwa przedwzmacniacze do zastosowań stereo. Można oczekiwać, że wyjście z tego przedwzmacniacza będzie bardzo dobre.

Lista części

R1, R2 = patrz poniższa tabela.
R3, R4 = 100 K 1/2 W 5%
C1, C2 = poliester 100nF
C3 do C10 = patrz tabela
C11 do C13 = 10 uF / 25 V.
IC1 = LM382

4) zbalansowany przedwzmacniacz

Jeśli szukasz czegoś bardziej wyrafinowanego, możesz wypróbować ten zbalansowany projekt przedwzmacniacza. Obwód jest szczegółowo wyjaśniony w tym artykule które możesz polecić dla przyjemności czytania.

5) Przedwzmacniacz z kontrolą barwy

Kontrola tonów zwykle obejmuje funkcje basów i wysokich tonów, które pozwalają dostosować dynamiczną jakość muzyki. Jednakże, ponieważ regulacja tonów ma również zdolność wzmacniania sygnału wejściowego, może być skutecznie używana jako wyjątkowy stopień obwodu przedwzmacniacza Hi-Fi. Mamy tu system, który działa na dwa sposoby, poprawiając jakość brzmienia muzyki, a także wstępnie wzmacniając muzykę dla kolejnego stopnia wzmacniacza mocy.

Cały obwód tego piątego przedwzmacniacza można zobaczyć poniżej:

AKTUALIZACJA

Oto kilka innych obwodów przedwzmacniacza, które mogą Cię zainteresować.

6) Obwód przedwzmacniacza MIC o niskiej impedancji Z (impedancja)

Opisany dotychczas obwód nadaje się oczywiście tylko do użytku z mikrofonami o wysokiej impedancji i zapewnia niewystarczające wzmocnienie do użytku z typami o niskiej impedancji. Zwykle zapewniają one poziom sygnału wyjściowego około 0,2 mV. R.M.S., czyli około jednej dziesiątej tego generowanego przez mikrofon o wysokiej impedancji.

Schemat obwodu dotyczy przedwzmacniacza, który może być używany z mikrofonami o niskiej impedancji i powinien dawać sygnał wyjściowy około 500 mV. R.M.S. Stwierdzono, że prototyp dobrze współpracuje z mikrofonami dynamicznymi o impedancji 200 i 600 omów, ale powinien również dobrze współpracować z typy elektretowe które mają wbudowany wzmacniacz buforowy FET, ale nie mają transformatora podwyższającego. Nieważony poziom szumów tego obwodu nie jest tak dobry jak w poprzednim obwodzie, ale nadal wynosi około -60 dB w odniesieniu do 500 mV R.M.S.

Ten obwód jest tak naprawdę adaptacją drugiego projektu. Stopień wejściowy FET wykorzystuje tryb wspólnej bramki zamiast wspólnego źródła. Kon fi guracja wspólnej bramki zapewnia w miarę dobre wzmocnienie napięcia wraz z niską impedancją wejściową (kilkaset omów), co w miarę dobrze pasuje do mikrofonu. Jedyną inną zmianą w obwodzie jest to, że emiter Tr2 łączy się bezpośrednio z ujemną szyną zasilającą i nie ma tu rezystora sprzężenia zwrotnego. Ma to na celu zwiększenie wzmocnienia obwodu, które, jak wyjaśniono wcześniej, musi być około dziesięć razy większe dla mikrofonu o niskiej impedancji.

Obwód przedwzmacniacza bez szumu

W wielu zastosowaniach (audio, urządzenia komputerowe, wzmacniacze lotnicze, komunikacja itp.) Niezbędny jest wyjątkowo cichy stopień przedwzmacniacza, a niemal każda strategia modelowa, która mogłaby zminimalizować szum nawet o 1 dB, jest z pasją witana przez wszystkich zaangażowanych.

R11 = 6k8

Obwód przedstawiony poniżej zapewnia podstawową koncepcję projektową, chociaż nie do końca idealną, ostateczne wyniki do tej pory są zachęcające. Stosując nawet bardzo czułe urządzenia pomiarowe na wyciągnięcie ręki, nadal nie byliśmy w stanie określić praktycznie żadnego wyjściowego sygnału szumu! Mimo to wydaje się, że obecnie pozostaje jeszcze jeden problem: wzmocnienie obwodu wynosi zero.

Obwód przedwzmacniacza automatycznej kontroli wzmocnienia

Ten przedwzmacniacz mikrofonowy posiada funkcję automatycznej regulacji wzmocnienia, która utrzymuje stosunkowo stałą jakość wyjściową w szerokim wyborze zakresów wejściowych. Obwód jest szczególnie dobrze przystosowany do sterowania modulatorem nadajnika radiowego i umożliwia uzyskanie dużego typowego wskaźnika modulacji. Można to prawdopodobnie zastosować w systemach wzmacniaczy mocy i domofonach, aby zapewnić lepszą zrozumiałość i zrekompensować zróżnicowane specyfikacje głośników.

Specyficznym stopniem wzmacniacza sygnału jest T2, który pracuje w trybie wspólnego emitera, a sygnał wyjściowy jest pobierany z jego kolektora. Część sygnału wyjściowego jest dostarczana za pomocą wtórnika emitera T3 w kierunku prostownika szczytowego zawierającego D1 / D2 i C4. Napięcie na C4 jest wykorzystywane do regulacji prądu podstawowego T1, który stanowi część tłumika wejściowego.

Przy zmniejszonych stężeniach sygnału napięcie na C4 jest minimalne, a T1 pobiera bardzo mały prąd. Gdy poziom sygnału wejściowego rośnie, napięcie na C4 rośnie, a T1 włącza się mocniej, powodując większe tłumienie sygnału wejściowego. Ogólnym efektem jest to, że w miarę wzrostu sygnału wejściowego, musi on przejść przez zwiększony stopień tłumienia, a zatem sygnał wyjściowy pozostaje w miarę stały w szerokim zakresie sygnałów wejściowych. Obwód jest odpowiedni dla wejść o szczytowym poziomie wejściowym do 1 wolta. Mikrofon mógłby zostać zastąpiony małym głośnikiem do przekształcenia obwodu w domofon.

Obwód przedwzmacniacza 1,5 V.

Podczas gdy większość wzmacniaczy nie ma odpowiedniej czułości wejściowej i prawie nie ma miejsca w ich obudowie, niezależne przedwzmacniacze małej mocy, które można zintegrować na zewnątrz, mogą być bardzo przydatne.

Muszą one mieć minimalną liczbę części i prawdopodobnie być zasilane tylko jednym suchym ogniwem.

Objaśniony poniżej niezależny obwód przedwzmacniacza 1,5 V składa się z indywidualnego tranzystora wzmacniającego poprzedzającego wtórnik emitera. Ujemne sprzężenie zwrotne DC utrzymuje stabilny poziom operacyjny.

Wzmocnienie wynosi w przybliżeniu x 10 do x 20. Jeśli źródło sygnału zapewnia impedancję większą niż 100 kiloomów, możliwa jest pewna regulacja wzmocnienia poprzez P1. Rozsądnie długoterminowe podtrzymanie bateryjne można uzyskać poprzez użycie kilku suchych ogniw 1,5 V (szeregowo) zamiast jednego.

Jeśli moc spadnie poniżej 1 V, wzmacniacz może przestać działać. Typowe suche ogniwa często szybko się wyczerpują do 1 wolta, a następnie muszą zostać wyrzucone, chociaż spadek napięcia każdego z dwóch ogniw do 0,5 wolta może trwać dłużej. Pobór prądu przy zasilaniu 3 V prawdopodobnie wyniesie około 450 mikroamperów.