Op Amp Preamplifier Circuits - Para sa MICs, Guitars, Pick-up, Buffers

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa post na ito matututunan natin ang iba't ibang mga preamplier circuit, at dapat mayroong isang naaangkop na layout dito para sa halos anumang karaniwang aplikasyon ng audio preampli- er.

Tulad ng ipahiwatig ng pangalan mismo, ang isang preamplifier ay isang audio circuit na ginagamit bago ang isang power amplifier, o sa pagitan ng isang maliit na mapagkukunan ng signal at isang power amplifier. Ang trabaho ng isang preamplifier ay upang itaas ang antas ng maliit na signal sa isang makatwirang antas upang ito ay maging angkop para sa power amplifier para sa karagdagang amplification sa isang loudspeaker.



Ibinigay ni: Matrix

Preamp ng Mikropono

Ang tagapagpauna ng mikropono ipinapakita sa itaas ay nagtatampok ng boltahe na nakuha ng higit sa 52dB (400 beses) na maaaring umangkop sa isang mataas na impedance na pabagu-bago o electret microphone sa halos anumang seksyon ng isang audio gear.



Kung nagtatrabaho kasama ng karaniwang mga mikropono tulad ng nabanggit dito, ang isang output ng humigit-kumulang na 1 volt RMS ay maaaring madaling makuha, kahit na ang isang control control ay posible para sa isang mas mababang output upang maitakda upang matiyak na ang labis na karga ng circuit sa pamamagitan ng pag-load ay maaaring matanggal .

Ang signal to noise ratio ng circuit ay natitira at karaniwang nasa itaas ng 70 dB patungkol sa isang output ng 1 V RMS (na may buong pakinabang at hindi na -load).

Paano ito gumagana

Ang ipinanukalang op amp MIC preamplifier circuit ay binubuo ng isang pares ng mga yugto, na kinabibilangan ng IC1 bilang non-inverting amplifier. at IC2 bilang isang inverting amplifier.

Ang bawat amplifier ay karaniwang magagamit na mga uri. Ang nakuha ng closed loop ng IC1 ay naayos sa paligid ng 45 beses sa pamamagitan ng isang negatibong feedback circuit na binuo gamit ang R3 at R5 network. Ang impedance ng input ng circuit ay naayos sa isang kaunting halaga ng 27k sa pamamagitan ng R4, na sapat upang matiyak na ang matinding paglo-load ng mikropono ay hindi nangyari, pinapagana ng C2 ang pag-block ng DC sa input ng circuit.

Ang circuit ay mayroon ding isang network ng mga bahagi na konektado sa input jack na nagtanggal ng anumang uri ng ligaw na kuryente na ingay na pick up at bukod pa rito ay pinipigilan ang maaaring pag-oscillation na dulot ng maling feedback. Ang aparato na ginagamit para sa IC1 ay isang NESS34 o NE5534A na talagang isang high end na pagpapatakbo ng amplifier. Ang NE5534A ay mararangal na nakahihigit sa i NE5534 bagaman ang dalawang IC ay nagbibigay ng pambihirang pag-andar gamit ang kaunting ingay at pagbaluktot na mga numero.

Ang C3 ay ginagamit bilang isang capacitor ng pagkabit sa kabuuan ng output ng IC1 at VR1. Gumaganap ang VR1 tulad ng isang normal na kontrol sa pagkukuha ng palayok. Susunod, ang signal ay isinama sa sumusunod na yugto ng pagpapalaki. Ang mga resistor R6 at R9 ay bumubuo ng isang negatibong network ng feedback na tinitiyak ang isang closed loop voltage na nakuha ng 10 hanggang IC2. Pinapayagan nito ang circuit upang makamit ang isang pangkalahatang pagtaas ng boltahe na humigit-kumulang 450.

Tungkol sa kahusayan sa ingay, ang matinding mataas na pagganap ay hindi kritikal dito, at samakatuwid ang anumang angkop na op amp bilang kapalit ng IC2 ay gagana. Dito nagamit namin ang isang TL081CP op amp, gayunpaman, ang anumang iba pang uri tulad ng LF351 ay gagana rin bilang mabuti. Ang mga ganitong uri ng pagiging isang BiFET op amps ay nagbibigay ng labis na mababang lakas ng pagbaluktot.

Disenyo ng PCB

Layout ng Bahagi

Universal Preamplifier gamit ang Op amp LM382

Ang circuit diagram sa ibaba ay nagpapakita ng isang pangunahing unibersal na audio preamp gamit ang IC LM382, na nag-aalok ng napakababang ingay, mababang pagbaluktot, at makatuwirang mataas na pakinabang, at ang circuit na ito ay maaaring gamitin para sa halos lahat ng normal na mga aplikasyon ng audio pre-amplifier circuit.

Paano ito gumagana

Ang resistors R2 at ang capacitor C6 ay nagbibigay-daan sa pagpapantay, na maaaring makita sa pagitan ng preamplifier output at pag-invert ng input. Sa mababang mga frequency C6 ay nagsasama ng isang mataas na impedance na nagreresulta sa mababang dalas ng feedback at mataas na boltahe makakuha. Sa mas malaking mga frequency ang impedance ng C6 ay dahan-dahang bumababa, na nagbibigay ng pinahusay na negatibong feedback at pinagsama ang circuit na tugon sa kinakailangang 6dB bawat oktaba.

Ito ay umaabot lamang hanggang sa isang dalas ng humigit-kumulang na 2kHz, sapagkat sa itaas nito dalas ang impedance ng C6 ay medyo maliit kumpara sa R2, na walang impluwensya sa degree ng feedback o nakuha ng boltahe ng circuit.

Ang R1 at C4 ay isang bahagi ng sistema ng puna pati na rin. Ang C2 ay ang input DC na humahadlang sa kapasitor at ang C3 ay isang RF filter condenser na makakatulong upang maiwasan ang pagkagambala ng RF at mga isyu sa kawalang-tatag dahil sa mga signal na naliligaw mula sa mapagkukunan sa non-inverting input (kung saan ang input signal ay isinama).

Ang LM382 ay mayroong isang mataas na antas ng pagbubukod ng ripple ng output, subalit dahil sa mas mababang antas ng signal ng input at ang posibilidad na ang pagdaragdag ng ingay ay maaaring idagdag sa mga linya ng supply.

Kahit na ang IC1 ay lumilikha ng isang makabuluhang halaga ng nakakuha ng boltahe, kahit papaano ay nagbibigay ito sa isang lugar sa pagitan ng 50mV RMS antas ng output, na kung saan ay sa paligid ng ikasampu ng boltahe ng drive na kinakailangan ng karamihan ng mga hi-fr amplifier.

Samakatuwid ang Tr1 ay isinasama sa form ng isang karaniwang emitter amplifier na may boltahe na nakuha na maaaring 20dB. Pinapayagan ng R4 ang isang nakabubuo na puna na nagbabawas ng nakuha ng boltahe ng Tr1 sa tamang antas, na karagdagan ay nagbibigay ng isang mas mababang antas ng pagbaluktot. Ang IC9 ay nagli-link ng output ng Tr1 sa VR1 attenuator para sa pagkuha ng isang naaayos na output.

Tugon ng Dalas

Para sa mga hindi naka-filter na signal, maaaring magawa ang isang maliit na dami ng pagbabawas ng ingay, mahalagang sa pamamagitan ng paggamit ng isang treble cut filter, at isang makinis na average frequency response ay maaaring makuha.

Ang proseso ay ipinatupad sa pamamagitan ng paglalapat ng treble boost subalit ang dami ng boost adapted ay umaasa sa pabago-bagong antas ng signal. Ito ay pinakamataas sa buong mga agwat ng mababang signal at bumababa sa zero sa maximum na may mga signal ng antas ng pabagu-bago.

Kapag ang isang senyas ng musika ay inilapat sa pag-input, nagbibigay-daan ang circuit ng isang treble cut na muling na-optimize ng pabagu-bago, ito ay talagang nangyayari upang mabayaran ang isang mataas na tugon ng boost boost.

Ang unibersal na pre-amplifier circuit ay may isang nangungunang cut filter gamit ang R7 at c8, na nagbibigay-daan sa pagpapalambing ng 5 dB na may 10 kHz na mga frequency. Dahil dito ang mga mataas na frequency ay maaaring mapalakas ng isang lakas na 5 dB para sa mataas na antas ng signal. Para sa mga medium input na signal, ang tugon sa dalas na inaalok ng disenyo ay patag lamang.

Circuit Preamplifier ng Guitar

Ang pangunahing pag-andar ng circuit ng pre-amplifier ng gitara na ito ay upang isama sa anumang pamantayang elektrikal na gitara at itaas ang mga mababang signal ng string ng pag-input sa isang makatwirang mataas na paunang pinalakas na mga signal na maaaring mapakain sa isang mas malaking power amplifier para sa nais na pinalakas na output

Ang dalas ng output signal mula sa mga pick-up ng gitara ay may kaugaliang naiiba mula sa pick-up hanggang sa pick-up, at bagaman ang ilan ay may napakataas na boltahe na maaaring itulak ang halos anumang power amplifier, ang ilan ay humigit-kumulang na 30 millivolts na RMS o kaya boltahe.

Ang mga amplifier ay malinaw na binuo na maaaring magamit sa mga gitara na karaniwang may isang mataas na pagkasensitibo at ang mga ito ay maaaring magamit nang mapagkakatiwalaan para sa halos anumang pick-up, subalit kapag gumagamit ng isang gitara na may ilang iba pang anyo ng amplifier (tulad ng isang hi-fl amplifier) ​​ang pangkalahatang dami ng nakamit ay palaging itinuturing na hindi sapat.

Ang isang madaling lunas sa isyung ito ay ang paggamit ng isang preamplifier tulad ng ipinakita sa itaas, bago pakainin ito sa power amplifier upang itaas ang signal frequency amplitude. Ang pangunahing pagsasaayos na nabanggit dito ay may nakuha na boltahe na maaaring talagang mag-iba mula sa yunit hanggang sa higit sa 26dB (20 beses), samakatuwid dapat itong umangkop sa halos bawat pick-up ng gitara sa halos bawat power amplifier.

Ang input impedance ng preamplifier ay dapat na halos 50k, at ang output impedance ay mababa. Samakatuwid ang circuit ay maaaring magamit bilang isang pangunahing buffer amplifier na may pagkakaisa na nakakuha ng boltahe upang umangkop sa medyo mataas na impedance ng isang pick-up ng gitara sa isang power amplifier na may mababang impedance sa pag-input kung kinakailangan.

Ang isang nag-iisa na mababang-ingay na BIFET na pagpapatakbo ng amplifier (IC1) ay ginamit bilang isang batayan para sa yunit, na kung gayon ay may mga antas ng pagbaluktot sa gilid pati na rin ang isang signal-to-ingay ratio ng sa paligid -70dB o mas mataas kahit na ang unit orksw na may napakababang output instrumento tulad ng isang gitara.

Paano ito gumagana

Ang disenyo na ito ay talagang isang normal na pagpapatakbo na amplifier na hindi inverting na circuit ng pagsasaayos na may R2 at R3 na nagtatrabaho upang makiling ang hindi pag-invert na pag-input ng IC1 sa halos 50% ng boltahe ng suplay.

Itinakda din nito ang impedance ng input ng circuit sa humigit-kumulang 50k. Ang R1 at R4 ay bumubuo sa network na may negatibong feedback, kasama rin ang R4 sa minimum na halaga ng 1C1 na pag-invert signal ng kontrol ay direktang isinama sa bawat isa, at ang circuit ay nagbibigay ng boltahe ng yunit ng yunit.

Tulad ng R4 ay na-calibrate para sa mas mataas na pagtutol ang AC boltahe nakuha ay bumabagal nang paunti-unti, gayunpaman ipinakilala ng C2 ang DC na hinaharangan na tulad ng DC boltahe makakuha ng mananatiling variable, at ang output ng amplifier ay mananatiling kiling sa @ supply ang supply boltahe.

Ang nakuha ng boltahe ng amplifier ay halos katumbas ng R1 + R4, na hinati ng R1, na nagreresulta sa isang nominal na pangkalahatang pagtaas ng boltahe na marahil sa itaas ng 22 beses na may R4 sa pinakamataas na halaga.

Ang kasalukuyang pagkonsumo ng circuit ay nasa paligid ng 2 milliamp sa pamamagitan ng isang supply ng 9 volt, na tumataas sa humigit-kumulang na 2.5 milliamp kapag ginamit ang isang 30 volt supply.

Ang isang mabisang supply ng boltahe para sa aparato ay isang compact na 9 volt na baterya tulad ng isang uri ng PP3. Kapag ginamit ang isang supply ng 9 volt, ang average na unclipped output boltahe ay nasa paligid ng 2 volts RMS, at ito ay gumagana nang maayos.

Mga Detalye ng Koneksyon ng Strip Board PCB at Diagram ng Layout ng Mga Bahagi

Listahan ng Mga Bahagi

Mataas na Impedance Buffer Amplifier

Gumagawa din ang isang buffer amplifier tulad ng isang perpektong pre-amplifier para sa karamihan ng mga application, gayunpaman kasama ang pre-amplification ay gumagana rin ito tulad ng isang mataas na buffer ng impedance sa pagitan ng yugto ng pag-input ng signal at ang yugto ng power amplifier. Lalo na pinapayagan nitong gamitin ang mga ganitong uri ng preamplifiers na may napakababang kasalukuyang mga signal ng pag-input, na hindi kayang mag-load sa iba pang mga mababang uri ng impedance preamp.

Ang buffer amplifier na nakalarawan dito ay may isang normal na higit sa 100 M input impedance sa 1kHz, at ang input impedance ay maaaring ayusin lamang sa halos anumang katanggap-tanggap na antas sa ibaba ng puntong iyon. Ang nakuha ng boltahe ng circuit ay pagkakaisa.

Paano ito gumagana

Ang figure sa itaas ay ipinapakita ang diagram ng circuit ng High Impedance Buffer Amplifier, at ang yunit ay mahalagang isang operating amplifier lamang na nagtrabaho bilang isang non-inverting amplifier para sa pagkakamit ng pagkakaisa. Sa pamamagitan ng pagkabit ng output ng IC1 nang direkta sa pag-invert ng input nito, 100 porsyento ng negatibong feedback ang idinagdag sa system upang makamit ang kinakailangan ng boltahe ng yunit kasama ng napakataas na impedance ng pag-input.

Sinabi na, ang bias circuit, na sa sitwasyong ito ay nagsasama ng R1 hanggang R3, na tinatanggal ang impedance ng input ng amplifier upang ang pangkalahatang circuit ay nagbibigay ng isang impedance ng input na mas maliit kaysa sa IC1 lamang. Ang input impedance ay nasa paligid ng 2.7 megohms, at para sa karamihan ng mga application, maaaring ito ay sapat.

Gayunpaman, ang nakakagalit na pagkilos ng mga bias resistors ay maaaring alisin, at ito ang layunin ng C2 capacitor 'bootstrapping.' Kinokonekta nito ang output signal sa tatlong bias resistors junction, at sa gayon ang anumang pag-aayos sa input boltahe ay balansehin ng isang pantay na boltahe na paglipat sa output ng IC1 at sa intersection ng tatlong bias resistors.

Sa papel na IC1, isang pangunahing 741 C pagpapatakbo amplifier ay nagtatrabaho, at tulad ng nakasaad dati, nagbibigay ito ng isang input impedance na karaniwang lumalagpas sa 100 megohms sa 1 kHz na dapat ay sapat na sapat para sa anumang karaniwang pagpapatupad.

Ang mas mataas na impedance ng pag-input na maaaring makamit gamit ang isang operating amplifier para sa mga input ng FET ay talagang walang praktikal na kahalagahan, kaya't may ilang mga drawbacks na may karamihan sa mga FET input system sa circuit na ito.

Una na sila ay talagang may isang hilig sa pag-oscillate kapag ang input ay bukas (kapag ang input ay nakakabit sa aparato, ang mga oscillation ay pinalambing at tinanggal).

Ang iba pang sagabal ay ang lakas ng pag-input ng napakaraming mga aparato ng pag-input ng FET na higit na mas mataas kaysa sa mga bipolar na aparato tulad ng 741 IC. Sa pamamagitan ng mga kilos na pagkilos na ito, sa karamihan ng mga frequency ang impedance ng input ay nabawasan ngayon habang sa mababang mga bass at gitnang frequency, ang input impedance ay mas mataas lamang.

Para sa hangaring ito, isang medyo mababang impedance sa pag-input (tulad ng pickup na mayroong isang inirekumendang singil na impedance ng maraming 100 k ohm at M ohm ay kinakailangan), isang paraan upang makamit ito ay upang maalis ang C2 at baguhin ang dami ng R1 hanggang R3 upang makamit isang nais na impedance sa pag-input.

Listahan ng Mga Bahagi

Layout ng PCB

Op Amp Preamplifier para sa 2.5 mV Signals

Ang partikular na op amp preamplifier circuit na ito ay labis na sensitibo at papayagan kang palakasin ang mga signal na mas mababa sa 2.5 mV sa isang 100 mV. Talagang nagmula ito sa isang lumang konsepto ng preamplifier ng RIAA.

Sa mga naunang araw, ang output ng isang gumagalaw na coil cartridge ng isang magnet o mataas na boltahe ay karaniwang 2.5 hanggang 10 millivolt range, upang ang pickup ay maaaring balansehin sa power amplifier (maaaring mangailangan ito ng isang signal ng output ng ilang daang millivolts RMS).

Kahit na ang output ng magnetic at paglipat ng mga coil cartridge ay tumaas sa 6dB bawat oktaba na magagawa nito nang hindi nangangailangan ng anumang pagpapantay upang mapigilan ito dahil ang angkop na pagpapantay ay dapat na kasangkot sa panahon ng proseso ng pagrekord.

Gayunpaman, ang pagpapantay ay kinakailangan pa rin dahil sa panahon ng proseso ng pagrekord ng bass cut at treble boost ay gagamitin, bilang karagdagan sa pag-aayos, ang tugon ng dalas ay madalas na kontra sa isang 6dB oktave na pagtaas sa pick-up output.

Ang bass cut ay dapat na isama upang ihinto ang hindi kinakailangang mababang dalas na mga modyul na uka at ang triple boost (na may triple cut sa pag-playback) ay magbibigay ng isang simple ngunit mahusay na pasilidad sa pagbawas ng ingay.

Ang figure sa itaas ay talagang isang tipikal na lumang RIAA preamplifier circuit's frequency response graph na nagpapakita ng mga kinakailangang parameter na kinakailangan para matagumpay na maipatupad ang isang lubos na sensitibong preamplifier tulad nito.

Paano Gumagana ang Circuit

Sa totoong paggamit ng RIAA equalization amplifier ay karaniwang lilihis nang kaunti mula sa perpektong tugon, kahit na ang mga pagtutukoy ng aparato ay hindi itinuring na kritikal.

Sa totoo lang, gayunpaman kahit na isang prangka na network ng pagpapantay-pantay na binubuo ng anim na mga set ng resistensya-capacitor ay karaniwang nagreresulta sa isang maximum na error na hindi hihigit sa isa o 2 dBs, na talagang OK lang.

Ginamit ng R2, R3 upang i-link ang boltahe ng pagbaluktot sa IC1. R2. Sinasala ng C2 ang anumang pagbaluktot o hum sa power supply, pinipigilan ang pagkagambala na maidagdag sa feed ng amplifier.

Ang mataas na halaga ng R3 ay nagbibigay ng isang mataas na impedance ng pag-input para sa circuit gayunpaman, inililipat ito ng R4 sa kinakailangang antas ng humigit-kumulang na 47k.

Ang ilang iba pang mga pick-up ay maaaring magpakita ng isang hadlang sa pag-load na 100k at samakatuwid ang R4 ay dapat na tumaas sa 100k kung ang unit ay ipapatupad sa pamamagitan ng isang input signal na tulad ng sa mga dating pick-up.

Ang mataas na impedance ng input ng amplifier ay nagbibigay-daan sa isang napakaliit na halaga ng bahagi upang magamit para sa C3 nang hindi isinasakripisyo ang tugon ng bass ng circuit.

Ito ay bentahe sapagkat tinatanggal nito ang isang makabuluhang antas ng kasalukuyang pag-akyat mula sa pag-input ng mga signal na pick-up na switch ON, sa sandaling tumagal ang aparatong ito sa normal na proseso ng paggana nito.

Ang isang piling dalas na negatibong puna sa IC1 ay nagbibigay ng kinakailangang pagsasaayos ng tugon sa dalas.

Sa mid-frequency na R5 at R7 ang pangunahing tumutukoy sa nakuha ng circuit, ngunit sa mga mas mababang frequency frequency ay nagdaragdag ang C6 ng isang malaking impedance ng R5 upang mabawasan ang negatibong feedback at mapalakas ang kinakailangang nakuha.

Gayundin, ang impedance ng C5 ay maliit sa mataas na frequency kumpara sa impedance ng R5, at ang epekto ng C5 shunting ay humahantong sa mas malaking feedback at kinakailangan ang high frequency roll-off.

Dahil ang circuit ay bumubuo ng isang voltages makakuha ng higit sa 50db sa kalagitnaan ng mga frequency ng audio, ang output ay nagiging sapat na mataas upang patakbuhin ang anumang karaniwang power amplifier kahit na ginagamit ito ng isang input signal na halos 2.5 mV RMS lamang.

Ang circuit ay pinalakas mula sa anumang boltahe sa pagitan ng humigit-kumulang 9 at 30 volts, ngunit pinapayuhan na magtrabaho kasama ang isang makatwirang mataas na potensyal na supply (humigit-kumulang 20-30 volts) upang paganahin ang isang makatwirang porsyento ng labis na karga.

Kapag ang circuit ay inilapat na may isang mataas na signal ng output ngunit may halos 9 volt supply boltahe lamang, isang maliit na labis na karga ay malamang na maganap sa minimum.

Listahan ng Mga Bahagi

Layout ng PCB




Nakaraan: Laboratory Power Supply Circuit Susunod: Paano Magdisenyo ng MOSFET Power Amplifier Circuits - Ipinaliwanag ang Mga Parameter