Высококачественный предусилитель (вариант 2)

Автор: Род Эллиотт (Rod Elliott — ESP)

Введение

Оригинальный предусилитель (Project 02), описанный выше, в целом показал хорошие результаты, но в интересах улучшения качества и сокращения «излишеств» эта новая версия должна оправдать большинство ожиданий. Качество во многом зависит от использования высококачественных операционных усилителей, таких как Signetics NE5534 или Texas Instruments/Burr Brown OPA2134. Вы также можете использовать LM4562 или другие высококачественные операционные усилители, если это необходимо. При использовании NE5532, вы можете обнаружить небольшое постоянное напряжение на выходе, которое может вызвать некоторый шум. В этом случае можно установить электролиты емкостью 10 мкФ последовательно к переменным резисторам баланса и громкости. Полярность не важна, поскольку на конденсаторах будет меньше 20 мВ постоянного тока, а полярные электролиты будут (почти) всегда с таким низким напряжением.

Несмотря на то, что это обычное устройство с обратной связью по напряжению, существуют некоторые возможности для получения высокого качества звука. Конденсаторы в аудио тракте были сведены к минимуму. Вместо указанных полиэфирных конденсаторов можно использовать полипропиленовые, но из-за очень маленькой печатной платы они должны монтироваться вне ее. Это может представлять некоторые трудности. Должен сказать, что вы не услышите различий между полиэфиром и полипропиленом в хорошо проведенном двойном слепом тесте, несмотря на то, что можете прочитать в другом месте.

Ключевым моментом при разработке рассматривалась гибкость и простота, и ПП была разработана с учетом этих соображений. В данной схеме практически невозможно что-либо изменить, включая добавление регуляторов тембра, если вы захотите их использовать. Для еще большей гибкости вы даже можете использовать две печатные платы, хотя это редко бывает необходимо на практике.

Существует много рекомендаций по использованию переменных резисторов на входах CD и тюнера для согласования уровня с другими источниками сигнала, которые у вас есть. Здесь это не показано, но потенциометры будут использоваться точно так же, как показано на схемах исходного предусилителя.

Ниже приведена фотография завершенной печатной платы, а также некоторые спецификации моего прототипа.

Описание

Схема довольно проста, а использование ПП делает ее чрезвычайно простой в сборке. Этот проект может быть объединен с фонокорректором RIAA (Project 06) и источником питания (Project 05) для получения полного Hi-Fi предусилителя.

В представленном варианте максимальный коэффициент усиления равен 9 дБ (в 2,8 раза), что соответствует большинству современных требований. Увеличение или уменьшение усиления возможно при изменении значение резистора. При использовании 2-х полярного шестипозиционного переключателя вы получите предусилитель с достаточным количеством входов для всех источников.

Селектор входов

На рис. 1 показан селектор входов и дополнительные выходы на запись. Я рекомендую, чтобы переключатель был расположен возле задней панели предусилителя рядом с входами. Это минимизирует вероятность перекрестных помех или высокочастотных потерь из-за емкости кабеля, а также уменьшает количество экранированного.

Рисунок 1 — Селектор входов

Резисторы 4,7k (R1 L + R и R2 L + R) в каждом канале используются, чтобы вернуть уровень сигнала к исходному значению, поскольку коэффициент усиления первого каскада составляет 6 дБ. Эти буферные резисторы защищают сигнал от любого возможного ухудшения, а также обеспечивают выходной уровень на запись таким же, как у оригинала. Эти резисторы не монтируются на плате, но легко размещаются на разъемах. Естественно, нет необходимости их использовать, если вы не планируете выход на запись. В таком случае они могут быть вообще опущены.

Примечание: Если коэффициент усиления первой ступени установлен на 0 дБ, как описано ниже, тогда R1 (L + R) следует заменить перемычкой, а R2 (L + R) не устанавливать (входные и выходные соединения соединяются напрямую).

Первый каскад усиления

В первом каскаде усилителя используется одна половина операционного усилителя OPA2134 с коэффициентом усиления 6 дБ.

При показанных значениях отклик составляет -3 дБ на частоте 3,4 Гц и около 0,5 дБ на частоте 10 Гц. Входное сопротивление составляет 100k — немного выше, чем «промышленный стандарт» 47k.

Сигнал с выход этого каскада переходит на каскад регулировки баланса и громкости. Опять же, потенциометры не установлены на печатной плате, чтобы не ограничивать вас применением тех же типов переменников и теми же расстояниями, что и у меня.

Рисунок 2 – Первый каскад усиления

Ранние платы включали подавление радиопомех путем добавления небольшого конденсатора между двумя входами U1 (место для этого конденсатора можно увидеть на фотографии печатной платы). Впоследствии он был устранен, так как его применение вызвало больше проблем, чем пользы — в частности, самовозбуждение операционных усилителей с некоторыми устройствами.

Несмотря на то, что резисторы 10k обеспечивают требуемое усиления, вы можете уменьшить их номинал для снижения шума, если хотите. С предлагаемыми операционными усилителями OPA2134 (или NE5532) сопротивление этих резисторов может быть снижено до 1k. Номинал резисторов R2L + R2R на входе ОУ также может быть уменьшен, но при этом снижается помехоустойчивость усилителя. Я бы не рекомендовал использовать менее 220 Ом.

Точки, обозначенные AL и BL на рисунках 1 и 3, относятся только к левому каналу. Правый канал идентичен и использует вторую половину операционного усилителя. Правый канал использует точки соединения AR и BR (не показаны на рисунках).

Регулировка баланса и громкости

На рисунке 3 показаны регуляторы баланса и громкости. Я настоятельно рекомендую сохранить контроль баланса, поскольку из личного опыта я знаю, что редко имеется возможность правильно центрировать акустический образ. Перемещение акустических систем и мебели не всегда практично и безопасно. Если вы не хотите использовать регулятор баланса, он может быть полностью исключен из схемы.

Регуляторы громкости и баланса используются с линейной характеристикой. Как правило, у них выше точность, чем у логарифмических, а характеристику можно изменить путем добавления дополнительных резисторов.

Регулятор баланс практически не влияет на качество звука, поскольку он не находится в сигнальном тракте (он просто выполняет роль делителя). Относительные сопротивления двух цепей отличается в 10 раз, поэтому их взаимодействие крайне низкое.

Рисунок 3 – Регуляторы баланса и громкости

В секции управления балансом происходит потеря 3dB, а это означает, что если баланс установлен на полный левый (или правый канал), то общая мощность системы останется примерно такой же, поскольку выбранный канал увеличивается по мощности. На самом деле, всегда будет слышимое различие, но максимальные настройки баланса L-R обычно используются использоваться только для тестирования. Управление балансом имеет широкую центральную область, что делает очень точной настройку баланса системы. Это сделано преднамеренно, поскольку часто неудобно, когда небольшое изменение позиции регулятора вызывает значительное изменение относительных уровней по каналам.

Второй каскад усиления

Рисунок 4 — Второй каскад усиления

Вторая ступень усиления практически идентична первой, причем основным отличием является наличие выходных конденсаторов.

Поскольку каскады предусилителя имеют коэффициент усиления по постоянному току (в цепи обратной связи нет постоянного блокирующего конденсатора), очень важно, чтобы постоянный ток не попадал в усилитель мощности. Для этого предназначен конденсатор емкостью 2мкФ на выходе предусилителя.

Параллельное включение конденсаторов на выходе предназначено для обеспечения «раскачки» мощного усилителя с сопротивлением до 22k и около 1 дБ на частоте 10 Гц. Если предусилитель будет подключаться к электронному кроссоверу или усилителю мощности, у которых уже есть входной конденсатор, то выходные конденсаторы могут быть опущены и заменены проводной связью.

Если вам требуется больше усиления, чем показано на схеме, вы можете использовать таблицу ниже, чтобы выбрать значение для R7, оставив R8 равным 10k в каждом случае. Я предлагаю изменить только коэффициент усиления второй ступени, чтобы предотвратить возможность перегрузки (искажения) первого этапа.

Как и было предусмотрено, маловероятно, что любой нормальный линейный сигнал может искажаться на первом этапе, и этот каскад может безопасно принимать входной сигнал напряжением менее 5 В без ограничения. Это дает наилучшее соотношение сигнал / шум.

Возможно, что шум будет немного выше, если первый этап не получит усиления, но несмотря на это, сомнительно, что шум будет слышен при  использовании малошумящих операционных усилителей.

Таблица настройки усиления

Усиление каскада 1 (dB)	Ослабление на регулировках (dB)	Усиление каскада 2 (dB)	R7 (кОм)	Общее усиление (dB)	Чувствитель-ность, мВ
0	-3	6,02	10	3,02	706
0	-3	6,93	8,2	3,93	636
0	-3	7,86	6,8	4,86	572
0	-3	8,90	5,6	5,90	507
0	-3	9,90	4,7	6,90	452
6	-3	6,02	10	9,02	354
6	-3	6,93	8,2	9,93	319
6	-3	7,86	6,8	10,86	287
6	-3	8,90	5,6	11,90	254
6	-3	9,90	4,7	12,90	226

Каскад 1 может иметь усиление 0 или 6 дБ (коэффициент усиления 1 или 2 соответственно). На схеме коэффициент усиления равен 6 дБ, а для уменьшения его до 0 дБ необходимо заменить R3 перемычкой и оставить R4 в каждом канале.

В таблице показаны различные коэффициенты усиления, доступные для всего предусилителя при различных значениях R7 в каждом канале, а на этапе 1 с коэффициентом усиления 0 и 6 дБ. Как правило, довольно редко нужно больше 10 дБ усиления в предусилителе. Чувствительность показывает входное напряжение, необходимое для 1В RMS на выходе при максимальной громкости.

Работа второй ступени без усиления не рекомендуется, так как она, вероятно, будет возбуждаться из-за широкой полосы пропускаемых частот используемых ОУ. Усиление 0 дБ для второго каскада вряд ли потребуется на практике.

Например, с усилителем мощности, имеющим типичную чувствительность 1,0 В RMS, усиление предусилителя 10 дБ означает, что вход 320 мВ будет обеспечивать максимальную выходную мощность на максимальной громкости. Сигналы более высокого уровня потребуют уменьшения громкости для предотвращения перегрузки усилителя мощности.

Последняя версия ПП немного отличается от приведенной выше схемы. На ней присутствуют DIP-переключатели или 0,1-дюймовые перемычки для настройки коэффициента усиления.

Предлагаемый макет

Схема на рисунке 5 является одним из возможных способов компоноски предусилителя. Поскольку он питается от наружного трансформатора, выключатель питания может быть низковольтным. Этот метод построения очень безопасен, а также удерживает трансформаторы, потенциально создающие помехи, вдали от предусилителя, обеспечивая тем самым низкий уровень шума.

Рисунок 5 — Предлагаемая внутренняя компоновка

Как показано на рисунке 5, устройство включает плату питания, фонокорректор и плату предусилителя. Детали конструкции оставляются на ваше усмотрение, так как конкретные особенности в какой-то мере будут диктовать окончательное расположение различных узлов.

Приведенная общая компоновка обеспечивает минимальное  количество внутренней проводки и должна обеспечивать создание очень тихого предусилителя с абсолютно первоклассными характеристиками. Здесь проводка не показана, но она должна соотвествовать схемам, приведенным выше.

Для максимальной защиты корпус должен быть металлическим, но если требуется деревянный корпус, оклейка его алюминиевой фольгой может дать очень хорошие результаты. Убедитесь, что фольга хорошо заземлена, а все соединения должны быть винтовыми для обеспечения постоянства электрической целостности.

Качество деталей, используемых в этом проекте, полностью зависит от конструктора. Если вы используете высококачественные детали, качество предусилителя сможет конкурировать со многими лучшими представителями.

Все резисторы — 1% металлопленочные. Операционные усилители должны быть зашунтированы керамическими конденсаторами емкостью 100 нФ. Конденсаторы в сигнальном тракте лучше использовать полиэфирные с рабочим напряжением 63 В или выше. Электролитические конденсаторы должны быть с минимальным напряжением 35В.

Фото и измеренные характеристики прототипа

После сборки тестовой платы предлагаю вам некоторые параметры, а также фотографию завершенной печатной платы.

Рисунок 6 — Завершенный проект 88

Измерения на этом предусилителе были весьма затруднительными, главным образом, потому, что шум и искажения слишком малы для точного измерения. Я даже не пытался измерить искажения, но значения, которые у меня есть, следующие:

• Полоса пропускания —  от 10 Гц до 250 кГц, -0,4 дБ
• Шум  — <0,5 мВ RMS при полном усилении (вход открыт)
• Перекрестные помехи — <-58 дБ при 100 кГц

Эти цифры были получены с помощью устройства, находящегося в непосредственной близости от люминесцентных ламп и без экранирования. После монтажа в корпусе с надлежащей проводкой (вместо зажимов!) уровень шума и перекрестные помехи будут ниже, чем указано. Перекрестные помехи измерялись на частоте 100 кГц, потому что я не мог получить точное считывание на более низких частотах.

Я использовал 680 нФ входные и выходные конденсаторы, потому что у меня закончились 1мкФх63В, а конденсаторы 1мкФх100В MKT слишком велики, чтобы вписаться в доступное пространство. Тем не менее, низкочастотный отклик оказался вполне приемлем, как и было указано выше. Уровень 3 дБ на частоте 2,3 Гц достаточен для всех обычных прослушиваний.

Оригинал статьи

Теги:

• Предусилитель
• ОУ
• Перевод

Схема предварительного усилителя — как собрать предусилитель?

Схема предварительного усилителя — современные аудиосистемы, несмотря на высокую степень оцифровки, иногда не требуют поддержки со стороны аналоговых систем. Примером может служить дефицит усиления, вызванный слишком низкой амплитудой сигнала, поступающего от цифро-аналогового преобразователя. Описанная здесь схема может решить эту проблему.

Содержание

1. Сборка миниатюрного предварительного усилителя
2. Как работает схема предварительного усилителя?
3. Сборка и ввод в эксплуатацию

Описанная схема представляет собой двухканальный неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления по напряжению около 4,3 В/В (12,7 дБ). Схема предварительного усилителя отличается высоким входным импедансом, и низким выходным сопротивлением.

Предварительный усилитель имеет широкую полосу пропускание и плавные Амплитудно-частотные характеристики в полосе пропускания. Он рассчитан на питание от одного напряжения, то есть, несимметричен. Изменить коэффициент усиления схемы можно путем замены двух резисторов.

Как работает схема предварительного усилителя?

Принципиальная схема предусилителя представлена ​​на рисунке 1. Активным элементом является двойной быстродействующий операционный усилитель с входами на полевых транзисторах, это хорошо известный и популярный ОУ TL082. Благодаря использованию на входах полевых транзисторов можно не беспокоиться о необходимости компенсации входных поляризующих токов. Низкая цена также является весомым преимуществом.

Принципиальная схема предварительного усилителя звука

Оба операционных усилителя были настроены одинаково: как неинвертирующие усилители с коэффициентом усиления 4,3 В/В (G = 1 + 3,3 кОм/1 кОм), поскольку такая схема характеризуется высоким входным сопротивлением и сохранением фазы входного сигнала по отношению к выходному сигналу в широком диапазоне частот, что важно в аудиоустройствах.

Неинвертирующие входы усилителей поляризованы напряжением, равным половине напряжения питания, что является классической реализацией так называемого искусственного заземления. При этом, операционный усилитель «кажется» питается симметричным напряжением.

Для деления этого напряжения используются два резистора R11 и R12, которые вместе с конденсатором C11 образуют своего рода фильтр нижних частот с частотой среза около 4 Гц. Это немного снижает проникновение в сигнал нежелательной составляющей 50 Гц (или 60 Гц), которая может исходить от источника питания.

Верхняя граничная частота работы схемы устанавливается на уровне около 480 кГц, в основном с помощью конденсаторов 100 пФ. Благодаря этому схема не искажает фазу сигнала во всей полосе пропускания.

Определение нижней рабочей частоты сложнее, потому что она ограничена тремя контурами.

• На входе: полярные конденсаторы C1/C5 и резисторы R2/R7, который устанавливает предельную частоту отсечки значительно ниже 1 Гц.
• В цепи обратной связи: конденсатор C3/C7 и резистор R3/R8, который устанавливает частоту среза примерно на 7 Гц.
• На выходе: конденсаторы C4/C8 и резисторы R5/R10, что дает частоту среза примерно 2 Гц. Если следующий каскад существенно нагружает выход схемы, эта частота может оказаться выше.

Таким образом, можно сделать вывод, что вторая цепь доминирует, а результирующая нижняя граничная частота схемы ниже предела, необходимого для Hi-Fi систем (которая составляет 20 Гц в соответствии с DIN 45500).

Отключение компонента постоянного тока на входе и выходе означает, что вам не нужно беспокоиться о его влиянии на следующий сегмент звукового тракта, а также на саму схему предварительного усилителя.

Сборка и ввод в эксплуатацию

Образец схемы собран на односторонней печатной плате размером 43×30 мм, которая представлена ​​на рисунке 2. Монтажные отверстия расположены в 3 мм от края платы.

Печатная плата предварительного усилителя

Предлагаю начать сборку с пайки SMD-компонентов, то есть резисторов, керамических конденсаторов и интегральной схемы US1. Далее следует одна тонкая проволочная перемычка, которую нужно продеть через соответствующие отверстия. Наконец, остаются разъемы ARK и электролитические конденсаторы. Печатную плату с компонентами можно увидеть на фото ниже.

Верх платы

Низ платы

Правильно собранная схема начинает работать сразу после подключения питания к клеммам GND и VCC, а значения напряжения питания, могут варьироваться от 9 В до примерно 30 В. Это напряжение не нужно стабилизировать, но оно обязательно должно быть хорошо отфильтровано от помех. Ток потребления зависит от напряжения:

• при 9В — 4мА,
• при 15В — 5мА,
• при 24 В — 6,5 мА.

Величина напряжения питания влияет на максимальную амплитуду выходного напряжения. Выход микросхемы TL082 не достигает потенциалов цепи питания и должен иметь определенный запас для получения линейной работы. Таким образом, на частоте 1 кГц максимальная амплитуда синусоидального выходного сигнала, при которой отсутствуют видимые искажения, составляет:

• при 9В — 2,5В
• при 15В — 5В
• при 24В — 9В

На рисунке 3 показан график зависимости амплитуды от частоты: ku[dB] = f(f). Это было сделано при напряжении питания 15 В и амплитуде входного напряжения 100 мВ. Оранжевая линия отмечает условный конец полосы пропускания, то есть значение на 3 дБ ниже максимального, которое составляло около 13,2 дБ.

Амплитудная характеристика как функция частоты

Из этого графика видно, что нижняя частота среза составляет около 7 Гц, верхняя частота среза — около 300 кГц, а полоса пропускания плавная в диапазоне от около 30 Гц до около 100 кГц.

Коэффициент усиления схемы можно изменить, заменив резисторы R4 и R9 на резисторы с другим сопротивлением. Полученный коэффициент усиление напряжения будет равен ku[V/V] = 1+ Rx/1kΩ, где Rx — новое значение сопротивления R4/R9.

Вместо стандартной микросхемы TL082 можно использовать малошумящую версию TL072 или другой аналогичный сдвоенный операционный усилитель с лучшими параметрами.

   

Схемы предусилителей на операционных усилителях — для микрофонов, гитар, звукоснимателей, буферов

В этом посте мы познакомимся с различными схемами предусилителей на операционных усилителях, и здесь должна быть подходящая компоновка практически для любого стандартного применения предусилителя звука.

Как следует из названия, предусилитель — это аудиосхема, которая используется перед усилителем мощности или между небольшим источником сигнала и усилителем мощности. Работа предварительного усилителя состоит в том, чтобы поднять уровень слабого сигнала до разумного уровня, чтобы он стал пригодным для усилителя мощности для дальнейшего усиления в громкоговоритель.

Предоставлено: Matrix

Микрофонный предусилитель

Микрофонный предусилитель, показанный выше, имеет коэффициент усиления по напряжению более 52 дБ (в 400 раз), что позволяет использовать высокоимпедансный динамический или электретный микрофон практически для любой части звукового оборудования.

При использовании вместе со стандартными микрофонами, упомянутыми здесь, можно легко получить среднеквадратичное выходное напряжение приблизительно 1 В, хотя регулировка усиления позволяет установить более низкий выходной сигнал, чтобы гарантировать, что перегрузка схемы нагрузкой может быть устранены.

Отношение сигнал/шум в схеме отличное и обычно превышает 70 дБ при выходном напряжении 1 В RMS (при полном усилении и без нагрузки).

Как это работает

Предлагаемая схема микрофонного предусилителя на операционном усилителе состоит из пары каскадов, включающих IC1 в качестве неинвертирующего усилителя. и IC2 в качестве инвертирующего усилителя.

Все усилители являются широко доступными типами. Коэффициент усиления замкнутого контура IC1 фиксируется примерно в 45 раз за счет схемы отрицательной обратной связи, построенной с использованием сети R3 и R5. Входной импеданс схемы фиксируется на минимальном значении 27 кОм с помощью резистора R4, что достаточно для того, чтобы не происходило чрезмерной нагрузки микрофона, C2 включает блокировку по постоянному току на входе схемы.

Схема также имеет сеть частей, соединенных с входным разъемом, которая устраняет любые паразитные электрические помехи и дополнительно подавляет вероятные колебания, вызванные ложной обратной связью. Устройство, используемое для IC1, представляет собой NESS34 или NE5534A, который на самом деле является операционным усилителем высокого класса. NE5534A незначительно превосходит i NE5534, хотя обе микросхемы обеспечивают исключительную функциональность при минимальных показателях шума и искажений.

C3 используется в качестве разделительного конденсатора между выходами IC1 и VR1. VR1 действует как обычный регулятор прироста банка. Затем сигнал подается на следующий каскад усиления. Резисторы R6 и R9образуют сеть с отрицательной обратной связью, которая обеспечивает коэффициент усиления по напряжению в замкнутом контуре от 10 до IC2. Это позволяет схеме достичь общего коэффициента усиления по напряжению около 450.

Что касается шумоэффективности, то чрезвычайно высокая производительность здесь не критична, поэтому вместо IC2 подойдет любой подходящий операционный усилитель. Здесь мы использовали операционный усилитель TL081CP, однако любой другой тип, например LF351, также будет работать так же хорошо. Эти типы, будучи операционными усилителями BiFET, обеспечивают чрезвычайно низкие величины искажений.

Конструкция печатной платы

Компоновка компонентов

Универсальный предусилитель на операционном усилителе LM382

На приведенной ниже принципиальной схеме показан базовый универсальный аудиопредусилитель на микросхеме LM382, обеспечивающей очень низкий уровень шума, низкий уровень искажений и достаточно высокий коэффициент усиления, а также эта схема. может использоваться практически во всех обычных схемах предварительного усилителя звука.

Как это работает

Резисторы R2 и конденсатор C6 обеспечивают выравнивание, которое видно между выходом предусилителя и инвертирующим входом. На низких частотах C6 имеет высокий импеданс, что приводит к низкой частоте обратной связи и высокому коэффициенту усиления по напряжению. На более высоких частотах импеданс C6 медленно уменьшается, обеспечивая усиленную отрицательную обратную связь и снижая отклик схемы до необходимых 6 дБ на октаву.

Он распространяется только до частоты около 2 кГц, потому что выше этой частоты импеданс C6 довольно мал по сравнению с импедансом R2, что не влияет на степень обратной связи схемы или коэффициент усиления по напряжению.

R1 и C4 также являются частью системы обратной связи. C2 — входной блокировочный конденсатор по постоянному току, а C3 — конденсатор ВЧ-фильтра, который помогает предотвратить ВЧ-помехи и проблемы нестабильности из-за паразитных сигналов от источника к неинвертирующему входу (с которым связан входной сигнал).

LM382 имеет высокий уровень исключения пульсаций на выходе, однако из-за более низкого уровня входного сигнала и вероятности того, что шумовые колебания могут быть добавлены к линиям питания.

Несмотря на то, что IC1 создает значительное усиление по напряжению, каким-то образом она обеспечивает среднеквадратичное значение выходного уровня где-то между 50 мВ, что составляет примерно одну десятую от напряжения возбуждения, необходимого для большинства усилителей Hi-Fr.

Поэтому Tr1 выполнен в виде усилителя с общим эмиттером с коэффициентом усиления по напряжению, возможно, 20 дБ. Резистор R4 обеспечивает конструктивную обратную связь, которая снижает коэффициент усиления по напряжению Tr1 до нужного уровня, что дополнительно обеспечивает меньшую степень искажений. IC9связывает выход Tr1 с аттенюатором VR1 для получения регулируемого выхода.

Частотная характеристика

Для нефильтрованных сигналов может быть достигнуто небольшое снижение уровня шума, в основном с помощью фильтра высоких частот, и может быть получена относительно гладкая средняя частотная характеристика.

Процесс реализуется путем применения усиления высоких частот, однако величина адаптированного усиления зависит от динамического уровня сигнала. Он максимален во всех интервалах с низким уровнем сигнала и уменьшается до нуля в максимуме с сигналами динамического уровня.

Когда на вход подается музыкальный сигнал, схема включает обрезку высоких частот, которая опять-таки оптимизируется динамически, это фактически происходит для того, чтобы компенсировать усиление высоких частот.

Универсальная схема предварительного усилителя имеет верхний обрезной фильтр с использованием резисторов R7 и c8, что обеспечивает ослабление около 5 дБ на частотах 10 кГц. Благодаря этому высокие частоты могут быть усилены на величину 5 дБ для высоких уровней сигнала. Для средних входных сигналов частотная характеристика, предлагаемая конструкцией, просто плоская.

Схема гитарного предусилителя

Основная функция этой схемы гитарного предусилителя состоит в том, чтобы интегрироваться с любой стандартной электрогитарой и повышать низкие входные сигналы струн до достаточно высоких предварительно усиленных сигналов, которые затем можно подавать на более мощный усилитель мощности. для желаемого усиленного выхода

Частота выходного сигнала гитарных звукоснимателей имеет тенденцию сильно отличаться от звукоснимателя к звукоснимателю, и хотя некоторые из них имеют очень высокое напряжение, которое может раскачать практически любой усилитель мощности, некоторые имеют всего около 30 милливольт RMS или около того напряжения.

Усилители, специально разработанные для использования с гитарами, обычно имеют относительно высокую чувствительность, и их можно надежно использовать практически для любого звукоснимателя, однако при использовании гитары с каким-либо другим типом усилителя (например, усилителем Hi-Fl) ) достигнутый общий объем всегда считается недостаточным.

Простым решением этой проблемы является использование предусилителя, как показано выше, перед подачей его на усилитель мощности для увеличения амплитуды частоты сигнала. Упомянутая здесь базовая конфигурация имеет усиление по напряжению, которое действительно может варьироваться от единицы до более чем 26 дБ (в 20 раз), поэтому она должна подходить практически для любого гитарного звукоснимателя практически для любого усилителя мощности.

Входное сопротивление предварительного усилителя должно быть около 50 кОм, а выходное сопротивление низкое. Таким образом, схему можно использовать в качестве базового буферного усилителя с коэффициентом усиления по напряжению, равным единице, для соответствия достаточно высокому выходному сопротивлению гитарного звукоснимателя или усилителя мощности с низким входным сопротивлением, если это необходимо.

В качестве основы устройства используется одиночный малошумящий операционный усилитель BIFET (IC1), который поэтому имеет предельные уровни искажений, а также отношение сигнал/шум около -70 дБ или выше, даже когда устройство работает с очень низким выходным инструментом, таким как гитара.

Как это работает

Эта схема на самом деле представляет собой схему конфигурации обычного операционного усилителя с неинвертирующими резисторами R2 и R3, используемыми для смещения неинвертирующего входа IC1 примерно на 50 % от напряжения питания.

Они также устанавливают входное сопротивление схемы примерно на 50 кОм. R1 и R4 образуют цепь с отрицательной обратной связью, также при минимальном значении R4 1C1 инвертирующие управляющие сигналы напрямую связаны друг с другом, и схема обеспечивает единичный коэффициент усиления по напряжению.

Поскольку резистор R4 откалиброван на более высокое сопротивление, коэффициент усиления по переменному току постепенно снижается, однако C2 вводит блокировку по постоянному току, так что коэффициент усиления по постоянному напряжению остается переменным, а выходной сигнал усилителя остается смещенным при @ ½ напряжения питания.

Коэффициент усиления усилителя по напряжению примерно равен R1 + R4, разделенному на R1, в результате чего номинальное общее усиление по напряжению может быть более чем в 22 раза при максимальном значении R4.

Потребляемый ток цепи составляет около 2 миллиампер через 9источник питания вольт, который увеличивается примерно до 2,5 миллиампер, когда используется источник питания 30 вольт.

Эффективным источником питания для устройства является компактная 9-вольтовая батарея типа PP3. Когда используется источник питания 9 В, среднее выходное напряжение без ограничения составляет около 2 В (среднеквадратичное значение), и это работает очень хорошо.

Ленточная плата Детали подключения печатной платы и схема компоновки компонентов

Список деталей

Буферный усилитель с высоким импедансом буфер импеданса между каскадом ввода сигнала и каскадом усилителя мощности. Это особенно позволяет использовать эти типы предусилителей с входными сигналами с очень низким током, которые не могут быть загружены другими предусилителями с низким импедансом.

Показанный здесь буферный усилитель обычно имеет входное сопротивление более 100 МОм на частоте 1 кГц, и входное сопротивление можно просто отрегулировать практически до любого приемлемого уровня ниже этой точки. Коэффициент усиления по напряжению в цепи равен единице.

Как это работает

На приведенном выше рисунке показана принципиальная схема высокоимпедансного буферного усилителя, который, по сути, представляет собой просто операционный усилитель, работающий как неинвертирующий усилитель для единичного усиления. Путем подключения выхода IC1 непосредственно к его инвертирующему входу в систему добавляется 100-процентная отрицательная обратная связь для достижения необходимого единичного усиления по напряжению наряду с очень высоким входным сопротивлением.

При этом схема смещения, которая в данном случае включает резисторы R1–R3, шунтирует входное сопротивление усилителя, так что в целом схема обеспечивает входное сопротивление, намного меньшее, чем только IC1. Входное сопротивление составляет около 2,7 МОм, и для большинства приложений этого может быть достаточно.

Однако шунтирующее действие резисторов смещения можно было бы устранить, и в этом заключается цель «самоподстройки» конденсатора C2. Он соединяет выходной сигнал с соединением трех резисторов смещения, и, таким образом, любая регулировка входного напряжения уравновешивается равным сдвигом напряжения на выходе IC1 и на пересечении трех резисторов смещения.

В роли IC1 используется базовый операционный усилитель 741 C, который, как указывалось ранее, обеспечивает входное сопротивление, обычно превышающее 100 МОм на частоте 1 кГц, что должно быть вполне адекватным для любой стандартной реализации.

Более высокий входной импеданс, которого можно достичь с помощью операционного усилителя для входов на полевых транзисторах, на самом деле не имеет никакого практического значения, поэтому у большинства входных систем на полевых транзисторах в этой схеме есть несколько недостатков.

Во-первых, они действительно имеют склонность к колебаниям, когда вход открыт (когда вход подключен к устройству, колебания затухают и устраняются).

Другим недостатком является то, что входная мощность многих устройств ввода на полевых транзисторах значительно выше, чем у биполярных устройств, таких как 741 IC. Благодаря этому шунтированию на большинстве частот входное сопротивление теперь снижается, а на низких и средних частотах входное сопротивление просто выше.

Для этой цели необходим относительно низкий входной импеданс (например, датчик с рекомендованным сопротивлением заряда в несколько 100 кОм и МОм). для достижения желаемого входного импеданса.

Перечень деталей

Схема печатной платы

Предусилитель на операционном усилителе для сигналов 2,5 мВ

Эта конкретная схема предварительного усилителя на операционном усилителе чрезвычайно чувствительна и позволяет вам усиливать сигналы от 2,5 мВ до 100 мВ. На самом деле он основан на старой концепции предусилителя RIAA.

В прежние дни выход картриджа с подвижной катушкой магнита или высокого напряжения обычно составлял диапазон от 2,5 до 10 милливольт, так что звукосниматель можно было сбалансировать с усилителем мощности (для этого, возможно, потребовался бы выходной сигнал пары сотни милливольт RMS).

Несмотря на то, что выходная мощность картриджей с магнитной и подвижной катушкой будет возрастать на 6 дБ на октаву, это может обойтись без какой-либо коррекции, чтобы противодействовать этому, поскольку в процессе записи необходимо было использовать соответствующую коррекцию.

Тем не менее, эквализация по-прежнему необходима, потому что в процессе записи будет использоваться обрезание басов и усиление высоких частот, в дополнение к регулировке частотной характеристики часто противодействует увеличение выходного сигнала на октаву на 6 дБ.

Обрезка басов должна была быть включена, чтобы остановить ненужные низкочастотные модуляции грува, а тройное усиление (с тройным обрезанием при воспроизведении) обеспечило бы простое, но эффективное средство шумоподавления.

На приведенном выше рисунке показан график частотной характеристики типичной старой схемы предусилителя RIAA, на котором показаны необходимые параметры, необходимые для успешной реализации такого высокочувствительного предусилителя, как этот.

Как работает схема

При реальном использовании усилители выравнивания RIAA обычно немного отклоняются от идеального отклика, хотя технические характеристики устройства не рассматривались критически.

На самом деле, однако, даже простая схема выравнивания, состоящая из шести наборов резистивных конденсаторов, обычно приводит к максимальной ошибке не более одного или 2 дБ, что на самом деле выглядит вполне нормально.

R2, R3 используются для связи этого напряжения искажения с IC1. Р2. C2 отфильтровывает любые искажения или гул в источнике питания, предотвращая добавление помех к питанию усилителя.

Большое значение R3 обеспечивает высокий входной импеданс схемы, однако R4 переводит его на необходимый уровень примерно 47k.

Некоторые другие звукосниматели могут иметь предел нагрузки 100 кОм, поэтому R4 должно быть увеличено до 100 кОм, если устройство должно быть реализовано с помощью входного сигнала, как в старых звукоснимателях.

Высокий входной импеданс усилителя позволяет использовать очень малую часть номинала для С3, не жертвуя низкочастотным откликом схемы.

Выгодно тем, что устраняет значительный уровень броска тока от включения входных сигналов наводки, как только это устройство переходит в нормальный режим работы.

Частотно-избирательная отрицательная обратная связь через IC1 обеспечивает необходимую настройку частотной характеристики.

На средних частотах R5 и R7 являются основными факторами, определяющими усиление схемы, но на более низких частотах C6 добавляет значительный импеданс R5, чтобы минимизировать отрицательную обратную связь и увеличить требуемое усиление.

Аналогично, импеданс C5 мал на высоких частотах по сравнению с импедансом R5, и влияние шунтирования C5 приводит к усилению обратной связи и необходимому спаду высоких частот.

Поскольку схема генерирует усиление напряжения более 50 дБ на средних звуковых частотах, выходной сигнал становится достаточно высоким для работы любого стандартного усилителя мощности, даже если он используется с входным сигналом всего около 2,5 мВ RMS.

Цепь питается от любого напряжения примерно от 9 до 30 вольт, но рекомендуется работать с достаточно высоким потенциалом питания (примерно 20-30 вольт), чтобы обеспечить разумный процент перегрузки.

Когда схема применяется с высоким выходным сигналом, но только примерно 9вольт питания, как минимум, может иметь место небольшая перегрузка.

Перечень деталей

Компоновка печатной платы

Микрофонный предусилитель с высокой стабильностью

В предусилителях звукового оборудования низкий коэффициент шума должен сопровождаться функцией переменного усиления. Малошумящие операционные усилители обычно этого не делают, хорошо сочетаются с входами с низким импедансом, например, динамический микрофон, который в результате популярен только с входными трансформаторами или малошумящими транзисторами с петлей обратной связи, настройка которых часто связана с отсутствием стабильности наряду со значительными различиями в настройке усиления.

Переопределение входной дифференциальной пары IC 748, как указано, избавляет от потенциальной нестабильности.

Транзистор определяется по любому малошумящему атрибуту при питании от источника 200 Ом, ток его коллектора является переменным для точного дополнения.

Микросхема с высокой стабильностью, использующая только один операционный усилитель, является исключительной благодаря своему низкому шуму, высокой стабильности и уменьшенному искажению, несмотря на довольно простую динамику схемы и использование только операционного усилителя общего назначения. Резистор R2 расположен для регулировки симметрии цепи.

Схема предусилителя звука с операционным усилителем на ne5532 или tl072 или — общий проект

• HID2AMI HID MOUSE AND GAMEPAD to AMIGA ADAPTER (REV 2.0 board)Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4. 0 International Public Licensehttps://github.com/EmberHeavyIndustries/HID2AMIHID2A…

  HID2AMI v2.0 с поддержкой колесика мыши

  5403 0 11

  EmberHeavyIndustries

  ЭмберХэвиИндастриз

  ИТАЛИЯ

• Превращает Raspberry PI в 3-канальный монитор напряжения и тока для других устройств. Этот HAT содержит три микросхемы INA219, подключенные к шине I2C и измеряющие ток по трем независимым каналам. Шу…

  Шляпа монитора мощности RaspberryPI

  2649 2 3

  Рафал Витчак

  Рафал Витчак

  ПОЛЬША

• TL; DR Модуль представляет собой простой способ подключения широко используемого (по крайней мере, в Германии) блока управления Buderus Logamatic 2107M для систем отопления на жидком топливе к вашей домашней сети и вашей домашней автоматизации. Этот…

  KM271 Модуль связи Buderus Logamatic Wi-Fi

  2520 0 4

  Глейзер

  Глейзер

  ГЕРМАНИЯ

• Watchible — это дополнительная плата NB-IOT для Raspberry Pi Pico. Это низкая стоимость и низкая мощность. Он предназначен для мониторинга любого триггера с интерфейсом с низким импедансом. Как Pico, так и Quectel BCC-66…

  Наблюдаемая плата NB-IOT

  2103 6 0

  Дума

  Дума

  СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ

• WheelOfJoy — это открытый аппаратный адаптер джойстика для 8 игроков для Commodore 16 и Plus/4. Первоначальная цель состояла в том, чтобы выяснить, как работает адаптер Solder для 3 джойстиков. Это было довольно легко, как только я понял…

  WheelOfJoy — адаптер для джойстика Commodore 16/116/+4 на 8 игроков

  1547 2 4

  СуккоПера

  СуккоПера

  ИТАЛИЯ

• https://martin-piper. itch.io/bomb-jack-display-hardwareМодульное аудио- и видеооборудование для ретро-машин, таких как Commodore 64. Разработано для использования интегральных схем TTL серии 74, доступных еще в 1…

  MegaWang 2000 Turbo Edition — Аудио V9.2

  2112 2 2

  Пайпер

  Пайпер

  СИНГАПУР

• Картриджная плата для 8-разрядных компьютеров ATARI 65XE/130XE/800XE/800XL на базе универсальной микросхемы флэш-памяти SST39SF040 CMOS. В проекте не используются микросхемы программируемой логики, такие как GAL-чипы.

  Картридж SXEGS для ATARI 65XE/130XE/800XE

  3058 1 5

  продюсер

  кодер

  РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ,

• LittleSixteen — это римейк домашнего компьютера Commodore 16 с открытым оборудованием, отличающийся множеством улучшений по сравнению с исходным дизайном. В V3 мы начали вносить улучшения в плату: перешли на внешний …

  LittleSixteen V3 — улучшенная материнская плата Commodore 16

  3044 6 5

  СуккоПера

  СуккоПера

  ИТАЛИЯ

• Эй, ребята, что случилось? Итак, это PALPi, портативная игровая консоль в стиле ретро на базе Raspberry Pi Zero W, которая может запускать практически все ретро-игры, от SNES до PS1. Мозгом этого проекта является RECAL…

  Портативная ретро игровая консоль PALPi V5

  4368 1 4

  Арнов шарма

  Арнов шарма

  ИНДИЯ

• В течение 3 лет я пробовал несколько ножных механизмов, сначала я решил сделать простую конструкцию с большеберцовым двигателем, размещенным на бедренном суставе. У этой конструкции было несколько проблем, так как она была не очень…

  Создание динамически эффективной роботизированной ноги.

  2956 1 7

  Мигель Асд

  Мигель Асд

  ИСПАНИЯ

• ESP32-S в форм-факторе Arduino ESP32-S, по крайней мере, на мой взгляд, является одним из самых универсальных микроконтроллеров, доступных производителям на данный момент. Он отвечает почти всем моим требованиям по функциям, требуемым …

  Плата для разработки ESP32-S в форм-факторе «Arduino Uno»

  3086 4 10

  СоздательIoT2020

  MakerIoT2020

  ТАИЛАНД

• Аналоговые усилители звука достаточно мощны, чтобы издавать высокий уровень шума со стабильной добротностью.