5 Einfache Vorverstärkerschaltungen erklärt

Wie der Name schon sagt, verstärkt eine Vorverstärkerschaltung ein sehr kleines Signal auf einen bestimmten Pegel vor, der durch eine angeschlossene Leistungsverstärkerschaltung weiter verstärkt werden kann. Es wirkt im Grunde wie eine Pufferstufe zwischen der kleinen Eingangssignalquelle und einem Leistungsverstärker. Ein Vorverstärker wird in Anwendungen verwendet, in denen das Eingangssignal zu klein ist und ein Leistungsverstärker dieses kleine Signal ohne eine Vorverstärkerstufe nicht erkennen kann.

In diesem Beitrag werden 5 Vorverstärkerschaltungen erläutert, die mit ein paar Transistoren (BJTs) und einigen Widerständen schnell hergestellt werden können. Die erste Idee basiert auf der Anfrage von Herrn Raveesh.

Schaltungsziele und -anforderungen

1. Elektronik ist seit so vielen Jahren mein Hobby. Oft bin ich auf Ihrer Website und habe viele nützliche Projekte gefunden. Ich verlange einen Gefallen von dir.
2. Ich habe ein FM-Sendemodul, das mit 5 Volt Gleichstrom arbeitet und eine Verbindung vom Computer über USB oder vom Audioausgang eines anderen Geräts über eine 3,5-mm-Audiobuchse vorsieht.
3. Das Modul funktioniert hervorragend im USB-Modus des Computers mit hervorragender Signalstärke, Qualität und Abdeckung. Wenn ich das gleiche jedoch über die Audioeingangsbuchse der DTH-Set-Top-Box anschließe, wird die Signalstärke selbst bei voller Lautstärke sowohl in der Set-Top-Box als auch im FM-Modul schwach. Ich denke, der Audiosignalpegel von der Set-Top-Box reicht für das FM-Modul nicht aus.
4. Bitte schlagen Sie mir eine Stereo-Audio-Kleinsignal-Vorverstärkerschaltung von guter Qualität vor, die mit einer Einzelversorgung von 5 oder 6 Volt arbeiten kann und die Set-Top-Box nicht belastet, vorzugsweise mit einem guten rauscharmen Operationsverstärker mit detaillierter Schaltung und Teilekennzeichnung.

1) Vorverstärker mit zwei Transistoren

Eine einfache Vorverstärkerschaltung kann sehr einfach aufgebaut werden, indem ein paar Transistoren und einige Widerstände zusammengebaut werden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:

Die Schaltung ist ein einfacher Vorverstärker mit zwei Transistoren, der eine Rückkopplungsschleife zur Verbesserung der Verstärkung verwendet.

Jede Musik, wie wir sie kennen, hat die Form einer konstant variierenden Frequenz. Wenn also ein derart variierender Eingang an die angegebenen C1-Endanschlüsse angelegt wird, wird derselbe über die Basis T1 und Masse geliefert.

Die höheren Amplituden werden normal verarbeitet und mit einem Potential wiedergegeben, das ungefähr der Versorgungsspannung entspricht. Bei den niedrigeren Amplituden kann T2 jedoch mit dem höheren Verhältnis leiten, das an seinen Emitter weitergegeben werden darf.

Zu diesem Zeitpunkt, wenn die eigentliche Verbesserung der Musik implementiert wird, indem dieses akkumulierte höhere Potential zurück auf die Basis von T1 übertragen wird, die entsprechend mit einer sehr optimalen Rate gesättigt ist.

Diese Push-Pull-Aktion führt letztendlich zu einer Gesamtverstärkung einer unbedeutend kleinen Musik- oder Dateneingabe zu einer wesentlich größeren Ausgabe.

Diese einfache Schaltung ermöglicht es, extrem kleine oder minimale Frequenzen auf merklich größere Ausgänge zu erhöhen, die dann zum Einspeisen von Lagerverstärkern verwendet werden können.

Die besprochene Schaltung wurde tatsächlich häufig in alten Kassettenwiedergaberecordern in ihren Vorverstärkerstufen verwendet, um die Minuten-Signale vom Bandkopf zu verstärken, so dass der Ausgang dieses kleinen Verstärkers mit dem angeschlossenen Hochleistungsverstärker kompatibel wurde.

Liste der Einzelteile

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

Einstellbare Vorverstärkerschaltung

Diese nützliche Vorverstärkerschaltung ist eine verbesserte Version des obigen Entwurfs. Es hat eine Spannungsverstärkung, die mit einem Rückkopplungswiderstand des entsprechenden Wertes auf einen beliebigen Wert zwischen fünf und hundert eingestellt werden kann. Die Eingangsimpedanz ist hoch und beträgt typischerweise etwa 800 K, und es wird eine niedrige Ausgangsimpedanz von etwa 120 Ohm erhalten.

Das Rauschen und die Verzerrung, die von der Schaltung erzeugt werden, sind beide sehr gering.

Ein maximaler Ausgangssignalpegel von ungefähr 6 Volt Spitze zu Spitze kann behandelt werden, bevor ein Übersteuern auftritt.

Die Figur zeigt die Schaltung der Einheit, und dies ist eine geradlinige, direkt gekoppelte Vorwärtsanordnung mit zwei Transistoren, wobei beide Transistoren im gemeinsamen Emittermodus verwendet werden. R2 liefert eine lokale negative Rückkopplung über Tr1 und liefert einen geeigneten Punkt tn, an dem insgesamt eine negative Rückkopplung auf die Schaltung angewendet werden kann.

Diese Rückkopplung wird vom Kollektor von Tr2 über den Gleichstrom-Sperrkondensator C3 erhalten. und der Wert von RF bestimmt den Betrag der Rückkopplung, der an den Verstärker angelegt wird. Je niedriger der Wert dieser Komponente ist, desto mehr Rückkopplung wird angelegt und desto geringer ist die Spannungsverstärkung des Geräts.

Der erforderliche Wert von Rf wird durch Multiplizieren der erforderlichen Spannungsverstärkung mit 560 ermittelt. Somit erfordert eine Spannungsverstärkung von zehn Limes beispielsweise, dass Rf einen Wert von 5,6 k hat. Es wird empfohlen, die Spannungsverstärkung innerhalb der zuvor angegebenen Grenzen zu halten. C2 rollt vom Hochfrequenzgang des Verstärkers und ist notwendig, da sonst Instabilität auftreten könnte.

Die obere -3dB-Antwort des Geräts liegt immer noch bei etwa 200 kHz, selbst wenn der Verstärker mit einer hundertfachen Spannungsverstärkung verwendet wird. Bei Verwendung als niedrigere Verstärkung wird der obere -3dB-Punkt proportional höher verschoben. Der untere -3dB-Punkt liegt übrigens bei ungefähr 20 Hertz.

Ein weiteres Transistorized Preamp Design

Dies ist ein hochohmiger 2-stufiger Eingangsvorverstärker mit einer einstellbaren Spannungsverstärkung von 1,5 bis 10. Diese Verstärkung kann durch Einrichten von VRI variiert werden und ist praktisch, wenn die MIC-Empfindlichkeit häufig variiert werden muss.

Wie oben gezeigt, ist die Schaltung tatsächlich für Kristallmikrofone oder Keramikpatronen ausgelegt.

Liste der Einzelteile

2) Verwenden eines FET

Das zweite Vorverstärkerdesign sieht noch einfacher aus, da es mit einem einzigen kostengünstigen JFET funktioniert. Das Schaltbild ist unten zu sehen.
Die Schaltung ist selbsterklärend und kann zur weiteren Verstärkung in jede Standard-Endstufe integriert werden.

Gitarrenvorverstärker

In der Regel muss eine E-Gitarre mit einem Mischpult, einem Audio-Deck oder einem tragbaren Studio verbunden werden.

Was die Verkabelung betrifft, ist dies möglicherweise kein Problem. Die Anpassung der hohen Impedanz der Gitarrenkomponente an die niedrige Impedanz des Line-Eingangs des Mischpults wird jedoch zu einem Problem.

Selbst die ahnungslosen hochohmigen Eingänge dieser Geräte sind für den Gitarrenausgang nicht gut geeignet. Sobald die Gitarre an diese Art von Eingang angeschlossen ist, sehen Sie kaum ein Signal, das das Panel oder Deck verarbeiten kann.

Es ist wahrscheinlich, dass die Gitarre an den (hochohmigen) Mikrofoneingang angeschlossen wird. Dies ist jedoch normalerweise viel zu empfindlich für die Funktion, was zu einem zu leichten Übersteuern des Gitarrensignals führt.

Der in diesem Artikel vorgestellte Anpassungsverstärker löst diese Schwierigkeiten: Er verfügt über einen hochohmigen Eingang (1 M), der Spannungen über 200 V standhält. Die Ausgangsimpedanz ist relativ klein. Die Verstärkung beträgt X2 (6 dB).

Dual-Tone-Regler, Präsenzregler und Lautstärkeregler werden angeboten. Die Schaltung ist für Eingangspegel von bis zu 3 V ausgelegt. Über diesen Pegel steigt die Verzerrung an, aber das kann natürlich ein anständiges Ergebnis bei Gitarrenmusik sein.

Ein echtes Clipping des Eingangssignals wird erst stattfinden, wenn schließlich deutlich größere Pegel über den minimalen Gitarrenspezifikationen verwendet werden. Die Schaltung wird von einer 9-V-Batterie (PP3) gespeist, durch die die Schaltung einen Strom von knapp 3 mA zieht.

3) Stereo-Vorverstärker mit IC LM382

Hier ist eine weitere nette kleine Vorverstärkerschaltung mit einem Dual-Opamp-IC LM382. Da der IC ein Dual-Opamp-Paket bietet, könnten zwei Vorverstärker für Stereoanwendungen erstellt werden. Die Ausgabe dieses Vorverstärkers ist voraussichtlich sehr gut.

Liste der Einzelteile

R1, R2 = siehe nachstehende Tabelle.
R3, R4 = 100 K 1/2 Watt 5%
C1, C2 = 100 nF Polyester
C3 bis C10 = siehe Tabelle
C11 bis C13 = 10 uF / 25 V.
IC1 = LM382

4) Ausgeglichener Vorverstärker

Wenn Sie auf der Suche nach etwas Anspruchsvollerem sind, sollten Sie dieses ausgewogene Vorverstärker-Design ausprobieren. Die Schaltung wird ausführlich erklärt In diesem Artikel die Sie für Ihr Lesevergnügen beziehen können.

5) Vorverstärker mit Tonregelung

Eine Klangregelung enthält normalerweise Bass- und Höhenfunktionen, um die dynamische Qualität der Musik zu optimieren. Da eine Tonsteuerung jedoch auch die Fähigkeit hat, den Eingang zu verstärken, kann sie effektiv wie eine hervorragende HiFi-Vorverstärker-Schaltungsstufe verwendet werden. Wir haben ein System, das auf zwei Arten funktioniert: Feind, der die Tonqualität der Musik verbessert und auch die Musik für die nachfolgende Leistungsverstärkerstufe vorverstärkt.

Die komplette Schaltung dieses fünften Vorverstärkers ist unten zu sehen:

AKTUALISIEREN

Hier sind einige weitere Vorverstärkerschaltungen, die Sie interessieren könnten.

6) MIC-Vorverstärkerschaltung mit niedriger Z-Impedanz (Impedanz)

Die bisher beschriebene Schaltung ist natürlich nur für die Verwendung mit hochohmigen Mikrofonen geeignet und bietet eine unzureichende Verstärkung für die Verwendung mit niederohmigen Typen. Diese liefern normalerweise einen Ausgangssignalpegel von etwa 0,2 mV. R.M.S., was ungefähr einem Zehntel der von einem hochohmigen Mikrofon erzeugten entspricht.

Der Schaltplan ist für einen Vorverstärker vorgesehen, der mit niederohmigen Mikrofonen verwendet werden kann und ein Ausgangssignal von etwa 500 mV liefern sollte. R.M.S. Es wurde festgestellt, dass der Prototyp sowohl mit dynamischen Mikrofonen mit 200 Ohm als auch mit 600 Ohm Impedanz gut funktioniert, aber er sollte auch gut mit funktionieren Elektretentypen die einen eingebauten FET-Pufferverstärker, aber keinen Aufwärtstransformator haben. Das ungewichtete Rauschverhalten dieser Schaltung ist nicht ganz so gut wie das der vorherigen Schaltung, liegt aber immer noch bei etwa -60 dB, bezogen auf 500 mV U / min.

Diese Schaltung ist wirklich eine Anpassung des zweiten Entwurfs. Die FET-Eingangsstufe verwendet den Common-Gate-Modus anstelle des Common-Source-Modus. Die Common-Gate-Konfiguration bietet eine ziemlich gute Spannungsverstärkung zusammen mit einer niedrigen Eingangsimpedanz (einige hundert Ohm), die ziemlich gut zum Mikrofon passt. Die einzige andere Änderung in der Schaltung besteht darin, dass der Emitter von Tr2 direkt mit der negativen Versorgungsschiene verbunden ist und hier kein Rückkopplungswiderstand vorhanden ist. Dies geschieht, um die Verstärkung der Schaltung zu erhöhen, die, wie zuvor erläutert, für ein Mikrofon mit niedriger Impedanz etwa zehnmal höher sein muss.

Rauschfreie Vorverstärkerschaltung

In zahlreichen Anwendungen (Audio, Computergeräte, Luft- und Raumfahrtverstärker, Kommunikation usw.) wird eine außergewöhnlich rauscharme Vorverstärkerstufe erforderlich, und nahezu jede Modellstrategie, die das Rauschen um sogar 1 dB minimieren könnte, wird von allen Beteiligten mit Leidenschaft begrüßt.

R11 ist = 6k8

Die unten gezeigte Schaltung bietet ein grundlegendes Designkonzept, obwohl es nicht ganz ideal ist. Die bisherigen Endergebnisse sind ermutigend. Selbst mit den hochempfindlichen Messgeräten, die uns zur Verfügung stehen, konnten wir praktisch kein Ausgangsrauschsignal ermitteln! Allerdings scheint es derzeit noch ein Problem zu geben: Die Verstärkung der Schaltung ist Null.

Vorverstärkerschaltung mit automatischer Verstärkungsregelung

Dieser Mikrofonvorverstärker verfügt über eine automatische Verstärkungsregelung, die die Ausgangsqualität innerhalb einer breiten Auswahl von Eingangsbereichen relativ konstant hält. Die Schaltung ist besonders gut zum Ansteuern des Funksendermodulators geeignet und ermöglicht das Erreichen eines großen typischen Modulationsindex. Dies kann möglicherweise in Leistungsverstärkersystemen und Gegensprechanlagen angewendet werden, um eine bessere Verständlichkeit zu erzielen und unterschiedliche Lautsprecherspezifikationen auszugleichen.

Die spezifische Signalverstärkerstufe ist T2, die im Common-Emitter-Modus arbeitet, wobei das Ausgangssignal aus seinem Kollektor extrahiert wird. Ein Teil des Ausgangssignals wird mittels des Emitterfolgers T3 einem Spitzengleichrichter zugeführt, der D1 / D2 und C4 enthält. Die Spannung an C4 wird verwendet, um den T1-Basisstrom zu regeln, der einen Abschnitt des Eingangsdämpfers bildet.

Bei reduzierten Signalkonzentrationen ist die Spannung an C4 minimal und T1 zieht sehr wenig Strom. Wenn der Eingangssignalpegel ansteigt, steigt die Spannung an C4 an und T1 schaltet sich härter ein, was zu einer höheren Unterdrückung des Eingangssignals führt. Der Gesamteffekt besteht darin, dass das Eingangssignal mit zunehmendem Anstieg einen erhöhten Dämpfungsgrad durchlaufen muss und das Ausgangssignal somit über einen weiten Bereich von Eingangssignalen hinweg einigermaßen konstant bleibt. Die Schaltung ist für Eingänge mit einem Spitzeneingangspegel von bis zu 1 Volt geeignet. Das Mikrofon könnte durch einen winzigen Lautsprecher ersetzt werden, um die Schaltung in eine Gegensprechanlage umzuwandeln.

1,5 V Vorverstärkerschaltung

Während die meisten Verstärker ohne ausreichende Eingangsempfindlichkeit und kaum Platz in ihrem Gehäuse sind, können unabhängige Vorverstärker mit geringer Leistung, die extern integriert werden könnten, sehr nützlich sein.

Diese müssen eine minimale Anzahl von Teilen haben und wahrscheinlich mit nur einer Trockenzelle betrieben werden.

Die nachstehend erläuterte unabhängige 1,5-V-Vorverstärkerschaltung besteht aus einem einzelnen Verstärkungstransistor, der einem Emitterfolger vorausgeht. Gleichstrom-Gegenkopplung hält den Betriebspegel stabil.

Die Verstärkung beträgt ungefähr x 10 bis x 20. Wenn die Signalquelle eine Impedanz von mehr als 100 kOhm liefert, ist eine gewisse Verstärkungsregelung über P1 möglich. Eine einigermaßen langfristige Batteriesicherung könnte durch die Verwendung von ein paar 1,5-Volt-Trockenzellen (in Reihe) anstelle von einer erreicht werden.

Wenn die Leistung unter 1 Volt fällt, funktioniert der Verstärker möglicherweise nicht mehr. Typische Trockenzellen gehen häufig schnell auf 1 Volt zurück und müssen anschließend weggeworfen werden, obwohl es länger dauern kann, bis jede von zwei Zellen auf 0,5 Volt abfällt. Die Stromaufnahme bei 3-Volt-Versorgung wird wahrscheinlich etwa 450 Mikroampere betragen.