Site Loader
Posted on 29.08.1991

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.

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.

   

Предварительный усилитель

   Был недавно куплен набор деталей с печатной платой для сборки предварительного усилителя, для завершения реконструкции аналогового раздела моей аудио системы, которая состоит из проигрывателя грампластинок Rega с тонармом RB300  и новым Grado Sonata в корпусе из дерева.

Мое возвращение к прослушиванию винила было в некоторой степени неожиданным и для меня самого, сейчас снова всё больше покупаю записанный на виниле рок и классический джаз. В старые времена у меня был встроенный усилитель Harmon Kardon с интегрированным фонокорректором.

Предварительный усилитель на LM833

   Конструктор предварительного усилителя состоит из печатной платы и всех компонентов, которые необходимо смонтировать на ней. Всё разложено и упаковано в соответствии с технологией сборки. К этому необходимо будет добавить подходящий корпус и блок питания. Печатная плата имеет несколько различных вариантов комплектации, выбирайте исходя из ваших потребностей. Существуют комплектации: RIAA, DECCA, EMI LP, NARTB и Колумбии. Для себя выбрал RIAA и DECCA.

   Схема усилителя включает в себя две интегральные микросхема LM833 которые являются малошумящими двухканальными операционными  усилителями, изготовленными по биполярной технологии. Микросхема специально предназначена для использования в схемах высококачественных звуковых предварительных усилителей и фильтров, которым необходим двухполярный источник питания и некоторое количество указанных на схеме деталей в качестве обвязки.

   Сборка платы занимает не более полутора – двух часов. Начал сборку с установки мелких деталей, резисторов и неполярных конденсаторов. Затем поставил все электролитические конденсаторы. Следующими были переменный резистор (регулятор громкости), разъёмы, разделительный экран (отделяющий выпрямитель  питания от усилителя) и светодиод.

   Микросхемы и стабилизаторы напряжения были запаяны в последнюю очередь. Также добавил конденсаторы ёмкостью 0,1 мкФ на выходе фильтра питания, чтобы уменьшить помехи. Светодиод используется в качестве индикатора подачи питания.

Корпус предварительного усилителя

   Корпус для предварительного усилителя был подобран из толстого пластика. Пластик хорошо поддаётся механической обработке (в данном случае сверлится)  и имеет достаточную ударную прочность. На дно корпуса, боковые стороны и его крышку, при помощи эпоксидного клея была приклеена толстая алюминиевая фольга в качестве экрана. Печатная плата установлена на специальных креплениях, применяемых при сборке компьютеров.

Все разъёмы подвода и вывода звука, а также разъём для блока питания разместились на задней стенке нижней части корпуса. На переднюю выведен регулятор громкости с проградуированной шкалой.

   Большим преимуществом данной комплектации предварительного усилителя является наличие возможности плавного регулирования громкости воспроизводимого звука. После многих часов прослушивания композиций с виниловых носителей очень доволен звуком. В том числе и некоторым еле заметным шипением и гулом, которые придают своеобразный и  натуральный звук всем классическим рок и джаз музыкальным композициям.


Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

Список схем предусилителя звука

home :: audio :: Предусилитель звука



Google Реклама

Накачай: Mp3 Booster

MP3-плееры сейчас в моде. Меньшие по размеру карты памяти особенно удобно брать с собой; ваша собственная «персональная звуковая система» на ходу! Когда вы хотите, чтобы другие разделяли ваши музыкальные вкусы, вы обнаруживаете, что этим музыкантам не хватает силы. Вы можете обойти эту проблему с помощью усилителя MP3, небольшого усилителя, который можно использовать для подключения вашего MP3-плеера напрямую к вашему Hi-Fi. Когда вы в следующий раз пригласите своих друзей на вечеринку, вы можете попросить их принести свою «личную музыку», а также обычные напитки!… [подробнее]

Цепь усиления низких частот

Bass Boost — это современный звук… будь то драйвовая пульсация диско или твердая басовая линия мягкого, жесткого или непринужденного рока. Один из способов получить современный звук с усилением басов, не тратя деньги и не покупая совершенно новое дорогое оборудование, — это использовать усилитель басов между гитарой, электронным органом или чем-то еще и усилителем инструмента. … [подробнее]

Усилитель звука

Коэффициент усиления усилителя номинально 20 дБ. Его частотная характеристика определяется в первую очередь значением всего нескольких компонентов — в первую очередь C1 и R1. Значения на схематической диаграмме обеспечивают отклик ±3,0 дБ от примерно 120 Гц до более чем 20 000 Гц. На самом деле частотная характеристика является линейной от примерно 170 Гц до значительно более 20 000 Гц; это нижний предел, который отклоняется от плоской частотной характеристики …. [подробнее]

Симметричный предусилитель класса А

Очень простой, но очень хороший усилитель с низким уровнем искажений. Аналогичная модификация использовалась в качестве предусилителя HAFLER. Однако качество воспроизводимого звука во всех симметричных усилителях вне зависимости от стоимости необходимых материалов, транзисторов, конденсаторов и резисторов…. [подробнее]

Симметричный предусилитель класса A

Это симметричная схема блока усиления, более сложная, модифицированная конструкцией, предложенной несколько лет назад Лисли Худом. Наиболее важной причиной является получение правильного полевого транзистора в дифференциальном усилителе на входе. Несмотря на все это, это схема, которая обеспечивает токовый зеркальный каскад с обеих сторон, в результате чего уменьшается общая отрицательная обратная связь…. [подробнее]

Модульный буферный предусилитель класса А

Блок, который часто очень полезен, если нам нужно изолировать в звуковых цепях два каскада между ними. Тогда мы можем использовать эту схему, которая имеет усилительный блок с усилением X1, мы не используем полную отрицательную обратную связь, только локальную, в результате чего искажения остаются на очень низком уровне. Соответствие должно быть сделано с большой осторожностью по типам транзисторов, резисторов между ними…. [подробнее]

Схема предусилителя Moduler

Чтобы дополнить 60-ваттный аудиоусилитель MosFet Audio Amplifier, был необходим высококачественный предусилитель. Была выбрана топология дискретных компонентов с использованием шин питания + и -24 В, что позволило свести к минимуму количество транзисторов, но при этом обеспечить низкий уровень шума, очень низкий уровень искажений и высокий запас по входной перегрузке. Очевидно, что модули, образующие этот предусилитель, могут использоваться в различных комбинациях и управлять различными усилителями мощности при условии, что следующие каскады имеют достаточно высокое входное сопротивление (т. е. выше 10 кОм)… [подробнее]

Схема предусилителя портативного микрофона

Эта схема в основном предназначена для обеспечения обычных домашних стереоусилителей микрофонным входом. Аккумуляторное питание является хорошим компромиссом: таким образом, входная цепь свободна от сетевых низкочастотных шумов, а подключение к усилителю упрощается из-за отсутствия сетевого кабеля и блока питания. При использовании стереомикрофона цепь должна быть дублирована. В этом случае два отдельных регулятора уровня лучше, чем двойной стереопотенциометр. Низкий потребляемый ток (около 2 мА) обеспечивает длительный срок службы батареи…. [подробнее]

Стереопредусилитель с усилением басов

Этот предусилитель был разработан для работы с проигрывателями компакт-дисков, тюнерами, магнитофонами и т. д., обеспечивая коэффициент усиления по переменному напряжению, равный 4, для управления менее чувствительными усилителями мощности. Поскольку современное домашнее оборудование Hi-Fi часто оснащено небольшими корпусами громкоговорителей, диапазон низких частот приносится в жертву. Эта схема также имеет усиление басов, чтобы решить эту проблему. Вы можете использовать переменный резистор, чтобы установить усиление басов от 0 до максимум +16 дБ при 30 Гц. Если требуется фиксированное максимальное значение усиления, переменный резистор можно не использовать и заменить переключателем…. [подробнее]

Фонокорректор

В последние годы, после появления компакт-дисков, виниловые записи почти исчезли. Тем не менее, фонокорректор все еще полезен для прослушивания старых виниловых дисков из хорошо сохранившейся коллекции. Эта простая, но эффективная схема, разработанная для дешевых картриджей с подвижным магнитом, может использоваться в сочетании с усилителями мощности звука, показанными на этих веб-страницах, с низким уровнем шума, хорошей кривой частотной характеристики RIAA, низким уровнем искажений и хорошим поведением высокочастотных переходных процессов благодаря пассивному эквализация в диапазоне от 1 до 20 кГц…. [подробнее]

Коммутационный центр модульного предусилителя

Этот модуль может быть необходимым дополнением к Modular Preamplifier Control Center, когда к цепи предусилителя необходимо подключить более двух источников. С помощью переключателя SW1 можно выбрать четыре входа высокого уровня и направить их на выход. Выход этого модуля должен быть подключен подходящим кабелем к одному из двух входов модуля Центра управления. Таким образом, пользователю этой комбинации модулей будет доступно всего пять входов…. [подробнее]

Портативный микрофонный предусилитель

Эта схема в основном предназначена для обеспечения обычных домашних стереоусилителей микрофонным входом. Аккумуляторное питание является хорошим компромиссом: таким образом, входная цепь свободна от сетевых низкочастотных шумов, а подключение к усилителю упрощается из-за отсутствия сетевого кабеля и блока питания…. [подробнее]

Фонокорректор

В последние годы, после появления компакт-дисков, виниловые записи почти исчезли. Тем не менее, фонокорректор все еще полезен для прослушивания старых виниловых дисков из хорошо сохранившейся коллекции… [подробнее]

Электронный стетоскоп

Стетоскопы полезны не только для врачей, но и для домашних механиков, дезинсекторов, шпионажа и многих других целей. Стандартные стетоскопы не обеспечивают усиления, что ограничивает их использование. Эта схема использует операционные усилители для значительного усиления стандартного стетоскопа и включает фильтр нижних частот для удаления фонового шума…. [подробнее]

Простая принципиальная схема предусилителя

Опубликовано   28 июля 2017 г.