Объяснение 5 простых схем предусилителя

Как следует из названия, схема предусилителя предварительно усиливает очень слабый сигнал до определенного уровня, который может быть дополнительно усилен подключенной схемой усилителя мощности. По сути, он действует как буферный каскад между источником входного слабого сигнала и усилителем мощности. Предварительный усилитель используется в приложениях, где входной сигнал слишком мал и усилитель мощности не может обнаружить этот слабый сигнал без каскада предварительного усилителя.

В посте рассказывается о 5 схемах предусилителя, которые можно быстро собрать с помощью пары транзисторов (BJT) и нескольких резисторов. Первая идея основана на просьбе г-на Равиша.

Цели и требования схемы

1. Электроника - мое хобби на протяжении многих лет. Часто просматриваю ваш сайт и находю много полезных проектов. Я требую от тебя одолжения.
2. У меня есть модуль FM-передатчика, который работает от 5 вольт постоянного тока с возможностью подключения с компьютера через USB или от аудиовыхода любого другого устройства через аудиоразъем 3,5 мм.
3. Модуль отлично работает в компьютерном USB-режиме с большой мощностью, качеством и покрытием сигнала. Но когда я подключаю то же самое через аудиовход к приставке DTH, сила сигнала становится слабой даже при полной громкости как в приставке, так и в модуле FM. Я считаю, что уровень аудиосигнала от приставки недостаточен для FM модуля.
4. Пожалуйста, порекомендуйте мне схему предусилителя слабого сигнала стереозвука хорошего качества, которая может работать от однополярного источника питания 5 или 6 вольт, не нагружая телеприставку, предпочтительно с использованием хорошего малошумящего операционного усилителя с подробной схемой и этикеткой деталей.

1) Предварительный усилитель на двух транзисторах

Простую схему предварительного усилителя очень легко построить, собрав пару транзисторов и несколько резисторов, как показано на следующем рисунке:

Схема представляет собой простой двухтранзисторный предварительный усилитель, использующий петлю обратной связи для увеличения усиления.

Любая музыка, как мы знаем, имеет форму постоянно меняющейся частоты, поэтому, когда такой изменяющийся вход подается на указанные концевые клеммы C1, то же самое передается через базу T1 и землю.

Более высокие амплитуды обрабатываются нормально и воспроизводятся с потенциалом, который приблизительно равен напряжению питания, однако для более низких амплитуд несовпадающих сигналов T2 разрешено проводить с более высоким коэффициентом, который может пройти к его эмиттеру.

В это время, когда фактическое улучшение музыки осуществляется путем передачи этого накопленного более высокого потенциала обратно на базу T1, которая, соответственно, насыщается с гораздо оптимальной скоростью.

Это двухтактное действие в конечном итоге приводит к общему усилению незначительно маленькой музыки или входных данных в значительно больший выходной сигнал.

Эта простая схема позволяет повысить очень маленькие или минимальные частоты до заметно больших выходов, которые затем можно использовать для питания больших усилителей.

Обсуждаемая схема фактически широко использовалась в старых записывающих устройствах кассетного типа в их каскадах предусилителя для усиления мельчайших сигналов с магнитофонной головки, так что выходной сигнал этого небольшого усилителя стал совместимым с подключенным усилителем большой мощности.

Список деталей

• R1 = 22 К
• R2 = 220 Ом
• R3 = 100 тыс.
• R4 = 4K7
• R5 = 1 К
• C1 = 1 мкФ / 25 В
• C2 = 10 мкФ / 25 В
• Т1 / Т2 = BC547

Схема регулируемого предусилителя

Эта полезная схема предусилителя является усовершенствованной версией вышеупомянутой конструкции. Он имеет коэффициент усиления по напряжению, который можно установить на любой уровень от пяти до ста раз с помощью резистора обратной связи соответствующего значения. Входной импеданс высокий, обычно около 800 кОм, и получается низкий выходной импеданс около 120 Ом.

Шум и искажения, производимые схемой, очень низкие.

Максимальный уровень выходного сигнала около 6 вольт от пика до пика может быть обработан до того, как произойдет ограничение.

На рисунке показана схема блока, и это прямая схема с двумя транзисторами с прямой связью, причем оба транзистора используются в режиме общего эмиттера. R2 обеспечивает локальную отрицательную обратную связь по Tr1 и обеспечивает удобную точку tn, в которой общая отрицательная обратная связь может быть применена к схеме.

Эта обратная связь получается от коллектора Tr2 через блокирующий конденсатор постоянного тока C3. а значение RF определяет количество обратной связи, применяемой к усилителю. Чем ниже значение этого компонента, тем больше применяется обратная связь и тем ниже коэффициент усиления по напряжению в замкнутом контуре.

Требуемое значение Rf находится путем умножения требуемого коэффициента усиления по напряжению на 560. Таким образом, для увеличения напряжения в десять раз, например, требуется, чтобы Rf имел значение 5,6 кОм. Рекомендуется поддерживать коэффициент усиления по напряжению в указанных ранее пределах. C2 переключает высокочастотную характеристику усилителя и необходим, поскольку в противном случае может возникнуть нестабильность.

Верхний уровень -3 дБ отклика устройства по-прежнему составляет около 200 кГц, даже если усилитель используется с усилением напряжения в сотни раз. При использовании в качестве нижнего усиления верхняя точка -3 дБ сдвигается пропорционально выше. Кстати, нижняя точка -3 дБ находится примерно на уровне 20 Гц.

Другой дизайн транзисторного предусилителя

Это входной двухступенчатый предусилитель с высоким импедансом, который имеет регулируемое усиление по напряжению от 1,5 до 10. Это усиление можно изменять, настраивая VRI, и становится удобным там, где требуется частое изменение чувствительности микрофона.

Как показано выше, схема на самом деле предназначена для кварцевых микрофонов или керамических картриджей.

Список деталей

2) Использование полевого транзистора

Дизайн второго предусилителя выглядит еще проще, поскольку он работает с одним недорогим полевым транзистором. Принципиальную схему можно увидеть ниже.
Схема не требует пояснений и может быть интегрирована с любым стандартным усилителем мощности для дальнейшего усиления.

Гитарный предусилитель

Обычно возникает необходимость подключить электрогитару к микшерному пульту, аудиодеке или портативной студии.

Что касается проводки, это может не быть проблемой, однако согласование высокого импеданса гитарного компонента с низким импедансом линейного входа микшерной панели действительно становится проблемой.

Даже ничего не подозревающие высокоимпедансные входы этих устройств плохо подходят для гитарного выхода. Как только гитара подключена к такому типу входа, вы вряд ли увидите сигнал, который может обработать панель или дека.

Возможно, гитара будет подключена к микрофонному входу (с высоким импедансом), однако это обычно слишком чувствительно для этой функции, что приводит к слишком легкому отсечению гитарного сигнала.

Согласующий усилитель, представленный в этой статье, решает эти трудности: он имеет вход с высоким импедансом (1 МОм), который выдерживает напряжения более 200 В. Выходное сопротивление довольно мало. Усиление - X2 (6 дБ).

Предлагается двойной контроль тембра, контроль присутствия и регулировка громкости. Схема рассчитана на входные уровни до 3 В. При превышении этого уровня искажения возрастают, но это, естественно, может быть неплохим результатом для гитарной музыки.

Истинное ограничение входного сигнала не произойдет до тех пор, пока в конечном итоге не будут использоваться значительно более высокие уровни, превышающие минимальные характеристики гитары. Схема питается от батареи 9 В (PP3), через которую схема потребляет ток около 3 мА.

3) Стерео предусилитель с использованием микросхемы LM382

Вот еще одна симпатичная небольшая схема предусилителя, использующая двойную микросхему операционного усилителя LM382. Поскольку ИС обеспечивает двойной операционный усилитель, можно создать два предусилителя для стерео приложений. Можно ожидать, что выходной сигнал этого предусилителя будет очень хорошим.

Список деталей

R1, R2 = см. Таблицу ниже.
R3, R4 = 100K 1/2 Вт 5%
C1, C2 = 100 нФ полиэстер
От C3 до C10 = см. Таблицу
C11 - C13 = 10 мкФ / 25 В
IC1 = LM382

4) Сбалансированный предусилитель

Если вы ищете что-то более сложное, вы можете попробовать этот сбалансированный дизайн предусилителя. Схема подробно объяснена в этой статье которую вы можете использовать для удовольствия от чтения.

5) предусилитель с регулятором тембра

Регулятор тембра обычно включает функции низких и высоких частот для настройки динамического качества музыки. Однако, поскольку регулятор тембра также имеет возможность усиливать входящий сигнал, его можно эффективно использовать как выдающийся каскад предусилителя Hi-Fi. У нас есть система, которая работает двумя способами: для улучшения качества звука музыки, а также для предварительного усиления музыки для последующего каскада усилителя мощности.

Полную схему этого пятого предусилителя можно увидеть ниже:

ОБНОВИТЬ

Вот еще пара схем предусилителя, которые могут вас заинтересовать.

6) Цепь предусилителя MIC с низким Z (импедансом)

Описанные до сих пор схемы, конечно, подходят только для использования с микрофонами с высоким импедансом и обеспечивают недостаточное усиление для использования с микрофонами с низким импедансом. Обычно они обеспечивают уровень выходного сигнала около 0,2 мВ. R.M.S., что примерно в десять раз меньше, чем у микрофона с высоким сопротивлением.

Принципиальная схема предназначена для предусилителя, который может использоваться с микрофонами с низким импедансом и должен давать выходной сигнал около 500 мВ. R.M.S. Было обнаружено, что прототип хорошо работает с динамическими микрофонами с сопротивлением 200 и 600 Ом, но он также должен хорошо работать с электретные типы которые имеют встроенный буферный усилитель на полевых транзисторах, но не имеют повышающего трансформатора. Невзвешенные шумовые характеристики этой схемы не так хороши, как у предыдущей схемы, но все же составляют около -60 дБ относительно 500 мВ R.M.S.

Эта схема действительно является адаптацией второй конструкции. Входной каскад полевого транзистора использует режим общего затвора, а не общий режим истока. Конфигурация общего затвора дает достаточно хорошее усиление по напряжению вместе с низким входным импедансом (несколько сотен Ом), который достаточно хорошо соответствует микрофону. Единственное другое изменение в схеме заключается в том, что эмиттер Tr2 подключается напрямую к отрицательной шине питания, и здесь нет резистора обратной связи. Это сделано для увеличения усиления схемы, которое, как объяснялось ранее, должно быть примерно в десять раз выше для микрофона с низким сопротивлением.

Цепь предусилителя с нулевым шумом

Во многих приложениях (аудио, вычислительные устройства, аэрокосмические усилители, средства связи и т. Д.) Становится необходим исключительно малошумящий каскад предусилителя, и практически любая модельная стратегия, которая могла бы минимизировать шум даже на 1 дБ, с энтузиазмом приветствуется всеми участниками.

R11 = 6k8

Схема, показанная ниже, обеспечивает фундаментальную концепцию дизайна, хотя и не совсем идеальную, но окончательные результаты на сегодняшний день обнадеживают. Применяя даже высокочувствительные измерительные устройства под рукой, мы по-прежнему не могли определить практически любой выходной шумовой сигнал! Сказав это, в настоящее время, похоже, все еще остается одна проблема: коэффициент усиления схемы равен нулю.

Цепь предусилителя с автоматической регулировкой усиления

Этот микрофонный предусилитель имеет автоматическую регулировку усиления, которая поддерживает относительно стабильное качество вывода в широком диапазоне входных диапазонов. Схема особенно хорошо подходит для управления модулятором радиопередатчика и позволяет достичь большого типичного индекса модуляции. Это, возможно, может быть применено в системах усилителя мощности и домофонах, чтобы обеспечить лучшую разборчивость речи и компенсировать различные характеристики динамиков.

Конкретным каскадом усилителя сигнала является Т2, который работает в режиме общего эмиттера, выходной сигнал извлекается из его коллектора. Часть выходного сигнала подается через эмиттерный повторитель T3 на выпрямитель пиков, содержащий D1 / D2 и C4. Напряжение на C4 используется для регулирования базового тока T1, который составляет часть входного аттенюатора.

При пониженных концентрациях сигнала напряжение на C4 минимально, и T1 потребляет очень небольшой ток. Когда уровень входного сигнала повышается, напряжение на C4 повышается, и T1 включается сильнее, вызывая более сильное подавление входного сигнала. Общий эффект заключается в том, что по мере увеличения входного сигнала он должен проходить через повышенную степень ослабления, и, таким образом, выходной сигнал остается достаточно постоянным для широкого диапазона входных сигналов. Схема подходит для входов с пиковым входным уровнем до 1 В. Микрофон можно было заменить крошечным громкоговорителем для преобразования схемы в домофон.

Цепь предусилителя 1,5 В

В то время как большинство усилителей не имеют достаточной входной чувствительности и почти не имеют места в корпусе, независимые маломощные предварительные усилители, которые можно было бы интегрировать извне, могут оказаться очень полезными.

Они должны состоять из минимального количества деталей и, вероятно, питаться только от одного сухого элемента.

Схема независимого предусилителя 1,5 В, описанная ниже, состоит из отдельного транзистора усиления, предшествующего эмиттерному повторителю. Отрицательная обратная связь постоянного тока поддерживает стабильный рабочий уровень.

Коэффициент усиления составляет примерно от x 10 до x 20. Если источник сигнала обеспечивает импеданс более 100 кОм, некоторое регулирование усиления возможно через P1. Достаточно длительное резервное питание от батареи может быть получено за счет использования пары сухих элементов на 1,5 В (последовательно), а не одного.

Если напряжение упадет ниже 1 вольт, усилитель может перестать работать. Типичные сухие элементы часто быстро разряжаются до 1 вольт и впоследствии должны быть выброшены, хотя для каждой из двух ячеек может потребоваться больше времени, чтобы упасть до 0,5 вольт. Потребляемый ток при питании 3 В, вероятно, составит около 450 мкА.