Vysvetlenie 5 jednoduchých obvodov predzosilňovača

Ako naznačuje názov, obvod predzosilňovača predzosilňuje veľmi malý signál na určitú špecifikovanú úroveň, ktorú je možné ďalej zosilniť pripojeným obvodom výkonového zosilňovača. V zásade funguje ako vyrovnávacia fáza medzi vstupným zdrojom malého signálu a výkonovým zosilňovačom. Predzosilňovač sa používa v aplikáciách, kde je vstupný signál príliš malý a výkonový zosilňovač nie je schopný detekovať tento malý signál bez stupňa predzosilňovača.

V príspevku je vysvetlených 5 obvodov predzosilňovača, ktoré je možné rýchlo vyrobiť pomocou niekoľkých tranzistorov (BJT) a niekoľkých rezistorov. Prvý nápad je založený na žiadosti pána Raveesha.

Ciele a požiadavky obvodov

1. Elektronika je mojím koníčkom už toľko rokov. Často budem prechádzať vaše webové stránky a nájdem veľa užitočných projektov. Vyžadujem od vás láskavosť.
2. Mám modul FM vysielača, ktorý pracuje na 5 voltoch DC, s možnosťou pripojenia z počítača cez USB alebo zo zvukového výstupu z iného zariadenia cez 3,5 mm zvukový konektor.
3. Modul funguje skvele v režime USB počítača so skvelou silou, kvalitou a pokrytím signálu. Ale keď pripojím to isté cez audio vstupný konektor z DTH set top boxu, sila signálu bude slabá aj pri plnej hlasitosti v set top boxe aj FM module. Myslím si, že úroveň zvukového signálu zo set top boxu nie je dostatočná pre modul FM.
4. Prosím, navrhnite mi kvalitný stereofónny audio malý predzosilňovač obvodu, ktorý môže pracovať z 5 alebo 6 voltov na jedno napájanie, ktoré by nezaťažovalo set top box, najlepšie pomocou dobrého nízkošumového operačného zosilňovača s podrobným štítkom obvodu a dielov.

1) Predzosilňovač využívajúci dva tranzistory

Jednoduchý obvod predzosilňovača je možné ľahko zostaviť zostavením niekoľkých tranzistorov a niektorých rezistorov, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku:

Obvod je jednoduchý predzosilňovač s dvoma tranzistormi, ktorý na zvýšenie zosilnenia využíva spätnoväzbovú slučku.

Akákoľvek hudba, ako ju poznáme, má formu neustále sa meniacej frekvencie, takže keď sa taký premenlivý vstup použije na označené koncové svorky C1, bude sa vysielať cez základňu T1 a zem.

Vyššie amplitúdy sa spracúvajú normálne a reprodukujú sa s potenciálom, ktorý sa približne rovná napájaciemu napätiu, avšak pre nižšie rôzne amplitúdy sa T2 nechá viesť pri vyššom pomere, ktorý môže prechádzať k jej emitoru.

V tejto dobe, keď sa skutočné vylepšenie hudby realizuje prenosom tohto nahromadeného vyššieho potenciálu späť na základňu T1, ktorá zodpovedajúcim spôsobom saturuje oveľa optimálnejšou rýchlosťou.

Táto akcia push pull nakoniec vedie k celkovému zosilneniu nevýznamne malého vstupu hudby alebo údajov do výrazne väčšieho výstupu.

Tento jednoduchý obvod umožňuje zvýšenie extrémne malých alebo minimálnych frekvencií na podstatne väčšie výstupy, ktoré sa potom dajú použiť na napájanie ležiacich zosilňovačov.

Diskutovaný obvod sa v skutočnosti populárne používal v starých kazetových prehrávačoch na prehrávanie v ich predzosilňovacích stupňoch na zosilnenie minútových signálov z hlavy pásky, takže výstup z tohto malého zosilňovača sa stal kompatibilným s pripojeným vysokovýkonným zosilňovačom.

Zoznam položiek

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

Nastaviteľný obvod predzosilňovača

Tento užitočný obvod predzosilňovača je vylepšenou verziou vyššie uvedeného dizajnu. Má zosilnenie napätia, ktoré je možné nastaviť na ľubovoľnej úrovni medzi piatimi a stokrát pomocou spätnoväzbového odporu príslušnej hodnoty. Vstupná impedancia je vysoká, zvyčajne je okolo 800 K a dosahuje sa nízka výstupná impedancia okolo 120 ohmov.

Šum a skreslenie vytvárané obvodom sú veľmi nízke.

Pred uskutočnením orezania je možné zvládnuť maximálnu úroveň výstupného signálu asi 6 voltov medzi špičkami.

Na obrázku je znázornený obvod jednotky. Jedná sa o priame dva tranzistory v priamom prepojení s priamym prepojením, pričom obidva tranzistory sa používajú v režime spoločného vysielača. R2 poskytuje miestnu negatívnu spätnú väzbu cez Tr1 a poskytuje vhodný bod tn, ktorý môže na obvod aplikovať celkovú negatívnu spätnú väzbu.

Táto spätná väzba sa získava z kolektora Tr2 cez DC blokujúci kondenzátor C3. a hodnota RF určuje množstvo spätnej väzby, ktorá sa aplikuje na zosilňovač. Čím nižšia je hodnota tohto komponentu, tým viac spätnej väzby sa použije, a tým nižší je zosilnenie napätia v uzavretej slučke jednotky.

Požadovaná hodnota Rf sa zistí vynásobením požadovaného zosilnenia napätia číslom 560. Napríklad zosilnenie napätia desať limetiek napríklad vyžaduje, aby hodnota Rf mala hodnotu 5,6k. Odporúča sa, aby sa zosilnenie napätia udržiavalo v medziach uvedených skôr. C2 valčeky vysokofrekvenčnej odozvy zosilňovača a sú nevyhnutné, pretože inak by mohlo dôjsť k nestabilite.

Horná -3dB odozva jednotky je stále na približne 200 kHz, aj keď sa zosilňovač používa pri stokrát zosilnenom napätí. Ak sa použije ako nižší zisk, horný -3 dB bod sa posunie proporcionálne vyššie. Dolný bod -3 dB je mimochodom približne 20 Hz.

Ďalším dizajnom tranzistorového predzosilňovača

Jedná sa o dvojstupňový predzosilňovač s vysokou impedanciou vstupu, ktorý má nastaviteľný zosilnenie napätia od 1,5 do 10. Tento zisk je možné meniť nastavením VRI a stáva sa praktickým v prípadoch, keď je potrebné často meniť citlivosť MIC.

Ako je uvedené vyššie, obvod je skutočne navrhnutý pre kryštalické mikrofóny alebo keramické kazety.

Zoznam položiek

2) Pomocou FET

Dizajn druhého predzosilňovača vyzerá ešte jednoduchšie, pretože pracuje s použitím jediného nízkonákladového JFET. Schéma zapojenia je uvedená nižšie.
Obvod je samozrejmý a je možné ho integrovať do ľubovoľného štandardného zosilňovača pre ďalšie zosilnenie.

Gitarový predzosilňovač

Zvyčajne je potrebné pripojiť elektrickú gitaru s mixážnym pultom, audioprehrávačom alebo prenosným štúdiom.

Pokiaľ ide o zapojenie, nemusí to byť problém, problémom však bude zosúladenie vysokej impedancie gitarového komponentu s nízkou impedanciou linkového vstupu mixovacieho panela.

Dokonca aj nič netušiace vstupy týchto jednotiek s vysokou impedanciou nie sú vhodné pre výstup na gitaru. Akonáhle je gitara zapojená do tohto druhu vstupu, ťažko vidíte signál, ktorý by bol schopný vykonať panel alebo deck.

Je pravdepodobné, že gitaru pripevníte na mikrofónny vstup (s vysokou impedanciou), čo je však zvyčajne príliš citlivé na funkciu, čo vedie k príliš ľahkému orezaniu signálu gitary.

Zodpovedajúci zosilňovač predstavený v tomto článku odpovedá na tieto ťažkosti: je vybavený vstupom s vysokou impedanciou (1 M), ktorý odolá napätiu nad 200 V. Výstupná impedancia je dosť malá. Zosilnenie je X2 (6 dB).

K dispozícii je duálne ovládanie tónu, kontrola prítomnosti a ovládanie hlasitosti. Obvod je navrhnutý pre vstupné úrovne až 3 V. Nad touto úrovňou stúpa skreslenie, čo však môže byť samozrejme pri gitarovej hudbe slušný výsledok.

K skutočnému orezaniu vstupného signálu nedôjde, kým sa nakoniec nevyužijú podstatne vyššie úrovne, ako sú minimálne gitarové parametre. Obvod je napájaný 9-V (PP3) batériou, cez ktorú obvod ťahá prúd iba okolo 3 mA.

3) Stereofónny predzosilňovač využívajúci IC LM382

Je tu ďalší pekný malý obvod predzosilňovača využívajúci duálny zosilňovač IC LM382. Pretože IC poskytuje duálny zosilňovač, mohli by byť vytvorené dva predzosilňovače pre stereo aplikáciu. Dá sa očakávať, že výstup z tohto predzosilňovača bude veľmi dobrý.

Zoznam položiek

R1, R2 = pozri nižšie uvedenú tabuľku.
R3, R4 = 100K 1/2 watt 5%
C1, C2 = 100 nF polyester
C3 až C10 = pozri tabuľku
C11 až C13 = 10uF / 25V
IC1 = LM382

4) Vyvážený predzosilňovač

Ak hľadáte niečo sofistikovanejšie, možno budete chcieť vyskúšať tento vyvážený dizajn predzosilňovača. Okruh je zložito vysvetlený v tomto článku ktoré môžete odkázať pre svoje potešenie z čítania.

5) Predzosilňovač s ovládaním tónov

Ovládanie tónov zvyčajne obsahuje funkcie basov a výšok na doladenie dynamickej kvality hudby. Pretože však ovládač tónu má tiež schopnosť zosilniť prichádzajúci signál, je možné ho efektívne použiť ako vynikajúci obvodový stupeň predzosilňovača Hi-Fi. Máme systém, ktorý funguje dvoma spôsobmi: nepriateľom, ktorý zvyšuje kvalitu tónu hudby a tiež predzosilňuje hudbu pre nasledujúci výkonový zosilňovač.

Celý obvod tohto piateho predzosilňovača je uvedený nižšie:

AKTUALIZÁCIA

Tu je niekoľko ďalších obvodov predzosilňovača, ktoré by vás mohli zaujímať.

6) Obvod predzosilňovača MIC s nízkou Z (impedanciou)

Doteraz popísaný obvod je samozrejme vhodný iba na použitie s mikrofónmi s vysokou impedanciou a poskytuje nedostatočný zisk pre použitie s typmi s nízkou impedanciou. Spravidla poskytujú hladinu výstupného signálu asi 0,2 mV. R.M.S., čo je asi jedna desatina hodnoty generovanej mikrofónom s vysokou impedanciou.

Schéma zapojenia je pre predzosilňovač, ktorý je možné použiť s mikrofónmi s nízkou impedanciou, a mal by vydávať výstupný signál okolo 500 mV. R.M.S. Zistilo sa, že prototyp funguje dobre s dynamickými mikrofónmi s impedanciou 200 ohmov aj 600 ohmov, ale mal by tiež dobre fungovať s typy elektretov ktoré majú zabudovaný zosilňovač vyrovnávacej pamäte FET, ale žiadny zosilňovací transformátor. Nevážený výkon šumu v tomto obvode nie je taký dobrý ako v predchádzajúcom obvode, stále je to asi -60 dB, čo sa týka 500 mV R.M.S.

Tento obvod je skutočne adaptáciou druhého dizajnu. Vstupný stupeň FET používa skôr režim spoločnej brány ako režim spoločného zdroja. Spoločná konfigurácia hradla poskytuje primerane dobrý zisk napätia spolu s nízkou vstupnou impedanciou (niekoľko stoviek ohmov), ktorá sa primerane dobre zhoduje s mikrofónom. Jedinou ďalšou zmenou v obvode je, že sa vysielač Tr2 pripája priamo na zápornú napájaciu lištu a nie je tu žiadny spätnoväzbový rezistor. Toto sa deje na zvýšenie zosilnenia obvodu, ktorý musí byť, ako už bolo vysvetlené vyššie, asi desaťkrát vyšší pre mikrofón s nízkou impedanciou.

Obvod predzosilňovača nulového šumu

V mnohých aplikáciách (audio, výpočtové zariadenia, kozmické zosilňovače, komunikácia atď.) Je nevyhnutne potrebný mimoriadne nízkošumový predzosilňovač a všetci zainteresovaní vítajú takmer každú modelovú stratégiu, ktorá by mohla minimalizovať hluk čo i len o 1 dB.

R11 je = 6k8

Obvod demonštrovaný nižšie poskytuje základnú koncepciu návrhu, aj keď nie celkom ideálnu, doterajšie konečné výsledky sú povzbudivé. Aj keď sme mali na dosah ruky aj vysoko citlivé meracie prístroje, stále sme nedokázali určiť prakticky žiadny výstupný šumový signál! Napriek tomu sa zdá, že v súčasnosti stále existuje jeden zvyškový problém: zisk obvodu je nulový.

Obvod predzosilňovača automatického zosilnenia

Tento mikrofónový predzosilňovač je vybavený automatickou reguláciou zosilnenia, ktorá udržuje výstupnú kvalitu relatívne konzistentnú v širokom výbere vstupných rozsahov. Obvod je zvlášť vhodný na riadenie modulátora rádiového vysielača a umožňuje dosiahnutie veľkého typického indexu modulácie. Toto je možné uplatniť v zosilňovačoch a interkomoch na zabezpečenie lepšej zrozumiteľnosti a na vyrovnanie rôznych špecifikácií reproduktorov.

Špecifickým stupňom zosilňovača signálu je T2, ktorý pracuje v spoločnom režime vysielača a výstupný signál sa extrahuje z jeho kolektora. Časť výstupného signálu je dodávaná pomocou emitorového sledovača T3 smerom k špičkovému usmerňovaču obsahujúcemu D1 / D2 a C4. Napätie na C4 sa používa na reguláciu základného prúdu T1, ktorý predstavuje časť vstupného zoslabovača.

Pri znížených koncentráciách signálu je napätie na C4 minimálne a T1 priťahuje veľmi malý prúd. Keď hladina vstupného signálu stúpa, napätie na C4 stúpa a T1 sa silnejšie zapína, čo spôsobuje väčšie potlačenie vstupného signálu. Celkový efekt je taký, že pri zvyšovaní vstupného signálu musí prechádzať zvýšeným stupňom útlmu a výstupný signál tak zostáva primerane konštantný v širokom rozsahu vstupných signálov. Obvod je vhodný pre vstupy so špičkovou vstupnou úrovňou do 1 voltu. Mikrofón by mohol byť nahradený malým reproduktorom na premenu obvodu na interkom.

Obvod predzosilňovača 1,5 V

Zatiaľ čo väčšina zosilňovačov nemá dostatočnú vstupnú citlivosť a takmer žiadnu miestnosť v ich kryte, môžu byť veľmi užitočné nezávislé nízkoenergetické predzosilňovače, ktoré by sa dali externe integrovať.

Musia mať minimálny minimálny počet častí a pravdepodobne musia byť napájané iba z jednej suchej bunky.

Nižšie vysvetlený nezávislý obvod predzosilňovača 1,5 V pozostáva z individuálneho zosilňovacieho tranzistora predchádzajúceho sledovaču emitorov. Záporná spätná väzba DC udržuje prevádzkovú úroveň stabilnú.

Zisk je zhruba x 10 až x 20. Ak zdroj signálu poskytuje impedanciu viac ako 100 k ohmov, je možné prostredníctvom P1 dosiahnuť určité riadenie zosilnenia. Primerane dlhodobé zálohovanie batérie bolo možné získať použitím niekoľkých 1,5 voltových suchých článkov (v sérii), a nie jedného.

Ak výkon klesne pod 1 volt, zosilňovač môže prestať fungovať. Typické suché články sa často rýchlo vyčerpajú na 1 volt a musia sa následne vyhodiť, hoci pokles každého z dvoch článkov na 0,5 voltu môže trvať dlhšie. Aktuálny odber pri napájaní 3 V bude pravdepodobne okolo 450 mikroampérov.