Bir preamptaki amaç ne?

Gitar amperinin bağlamında konuşuyorum ama bu sorunun herhangi bir ses yükseltici türü için geçerli olduğunu düşünüyorum.

Amplifikatör şemalarında çok sık olarak, amplifikasyonun iki aşamasını görüyorum - ilk önce, sinyal, bir ön amplifikatör devresi tarafından daha küçük bir miktar yükseltilir ve daha sonra bir güç amperi devresi tarafından tekrar yükseltilir.

Bu bana gereksiz görünüyor. Bir sinyali daha büyük kazançlı bir amplifikasyondan ziyade iki küçük adımda büyütmenin amacı nedir?

İlk düşüncem şuydu: bu çok aşamalı amplifikasyon sinyalden istenmeyen gürültüyü azaltmaya yardımcı oluyor mu? Ancak bunun hakkında ne kadar çok düşünürsem, o kadar az mantıklıdır, çünkü kesinlikle ikinci aşama da herhangi bir gürültüyü yükseltmek olacaktır.

Ses donanımında, sinyal manipülasyonunun çoğunu "hat seviyesi" olarak bilinen standart bir seviyede yapmak faydalıdır. Bu, karıştırma, eşitleme, sıkıştırma vb. İçerir.

Bazı sinyal kaynakları (mikrofonlar, gitar alıcıları vb.) Doğal olarak hat seviyesi çıkışları üretmez, bu nedenle sinyali bu seviyeye yükseltmek için bir ön yükselteç kullanılır. Bazı sinyal kaynakları (kayıt oynatıcılar) yalnızca bir hızlandırma değil, aynı zamanda frekans tepkisini düzleştirmek için özel bir eşitleme gerektirir.

Ardından, tüm sinyal işlemlerinin gerçekleştirilmesinden sonra, ikinci bir "güç" yükselticisi hoparlörleri sürmek için kullanılır.

Bu tür modülerlik, sinyal kaynaklarının, işlem aşamalarının ve farklı türdeki hoparlörlerin serbestçe karıştırılmasını ve eşleştirilmesini sağlar.

Hızlı ve kirli cevap:

Tamponlama bir nedendir. İşler arasındaki ara bağlantı çok fazla kapasitansa sahip olabilir ve sürmek için çok fazla (nispeten) akım gerektirir.

Gürültü bağışıklığı başka. Bu senaryoyu düşünün: 10mV'lık gürültü toplayan bir tel üzerinden bir sinyal gönderin, ardından 100x yükseltin: toplam gürültü, 1000mV. Bunun yerine 10 kat bunu yükseltmek Ama eğer, o zaman o 10mV gürültü, sonra başka 10 kat yükseltmek alır tel yoluyla gönderebilir toplam sinyal amplifikasyon hala 100x, ancak toplam gürültü sadece 100mV olduğunu.

Gördüğünüz gibi, verilen bir aşamadaki gürültü faktörü, önceki tüm aşamaların kazanç ürünü ile bölünmüştür. Dolayısıyla ilk aşama, gürültü söz konusu olduğunda en önemlisidir. Bu nedenle, sinyal zincirindeki ilk bileşeniniz olarak düşük gürültülü ön yükseliş aşamasına sahipsiniz. Bu konfigürasyon, güç amplifikatörünün gürültü rakamı hakkında endişelenmenize gerek kalmaması avantajına da sahiptir.

Preamp'lar ve poweramplar için ayrı kutular için ana neden, ZEMİN akımları ve ayrıca manyetik kuplajdır. [Konuşmacılara 20KHz ve 6 amperde, bu cevabın sonunda, Preamp Güç amplifikatöründen sadece 10 cm uzakta olan sayısal bir örnek var]

Preamp ile poweramp'ı aynı PCB üzerine kurduğunuzu varsayalım . Neden olmasın?

Hoparlör akımının bazıları, ZEMİN üzerinde akacak ve giriş sinyaliyle birleşerek sona erecektir.

Bu "birleştirmeyi" en aza indirmek için PCB'nin uzun ve ince olmasını sağlayın, böylece PowerAmp Toprakları PreAmp Topraklarından uzakta olacaktır.

Bu nasıl geliştirilir? Preamp ve Poweramp arasında uzun ince bölgeler kullanın.

Aşırı, bir koaksiyel kablo, giriş ve çıkış akımlarının çok küçük birleştirilmesini sağlamak için uzun-ince bir bölge sağlar.

Örneğin: Neden JFET'in MOSFET'e göre avantajları veya neden JFET hala kullanılıyor?

Bir vinil rekorlu Düşük Milivolt sinyalleri göz önüne alındığında, Hareketli Mıknatıs kartuş, hatta 100 Vat'a yakın ses çıkışlarına yükseltilen Hareketli Bobin kartuşlarından 0,5 milivolt verilmişse, tüm sistemin ~ 100,000: 1 izolasyona ihtiyacı vardır. Ve bu izolasyon bile, sadece salınımı çok az engelleyen, birliğin sadece Sinyal Gürültü Oranını sağlıyor; 80dB sinyal-geri bildirim oranı için, yalıtımın Milyar başına 10,000: 1 ila 1 kısım daha iyileştirilmesi gerekir.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

=============================================

(Manyetik alan) karışma / geri besleme ne kadar kötü olabilir? çıkış akımının 20.000 Hz'de 6 amper tepe olduğunu varsayalım. DI / dT, 6 * d'dir (günah (2 * pi * 20,000 * Zaman)) / dT = 6 * 2 * pi * 20,000 * cos (2 * pi * 20000 * T)

veya dI / dT = saniyede 700.000 amp.

Preamp girişini (kartuştan 1 milivolt sinyal alacağını ve en az 10.000: 1 SNR veya ton geri beslemesi istediğinizi, bu nedenle 0.1 mikrovolt geri beslemenin istenen kat olduğunu istediğinizi unutmayın) Hoparlör çıkışından 0,1 metredir.

V_magnetic_induce = (2.0e-7 * Alan / Mesafe) * dI / dT

ve giriş döngüsü alanının (toprağa sinyal) 1 cm x 4 cm olduğunu varsayalım.

Şimdi matematiği çalıştırın; Unutmayın , 0,1 microvolt geribildirimi LESS istiyoruz .

Vinduce *** = 2e-7Henry / meter * (mağdur döngü alanı = 1cm * 4cm) / 10cm * 700.000

Vinduce = 2e-7 * 0,0004 metre / 0,1 metre * 700,000

Vinduce = 2e-7 * 0.004 * 7e + 5

Vinduce = 2e-7 * 4e-3 * 7e + 7 = 56 e-3 = 56 milliVolt. [YANLIŞ! Matematik hatası]

Vinduce = 2e-7 * 4e-3 * 7e + 5 = 56e-5 = 560e-6 = 0.56 milliVolt [7e-5 idi; 7e + 5'e düzeltildi]

Poweramplifer'ın Preamplifikatörün yanında olması nedeniyle meydana gelen manyetik geri besleme, "temiz" müziğin tolere edebileceğinden daha güçlü olan 0.56mV / 0.1 mikrovolt veya 5.600X daha güçlüdür. (bazı makaleler kulağın kokleasının -106dBc'ye duyabildiğini söylüyor, bu da 20x temizlik için başka bir faktör gerekli olduğunu gösteriyor)

====================================

Tasarımcı bu sistemlerin kalitesini nasıl artırabilir? Çelik durumlarda METAL SLABS; çıkış sinyalleri (dokuma çok telli hoparlör kabloları kullanın) ve kutulara güç hattı kablolaması için bükülmüş çift kablolar; Dönüş için hemen bitişik olacak şekilde rota sinyalini yönlendiren PCB düzeni; Gevşek sinyal / topraklama kablolamasını engelleyen koaksiyel kablolar yerine, sinyal ve toprak akımı akımlarının minimum ayrılması için PCB'ye takılan fişler kullanın; minimum alan verici döngülerine ulaşmak için hoparlör çıkış terminallerinin yanına yerleştirilen PowerAmp'lardaki büyük şarj rezervleri (örnekte kullanılan uzun düz kablo modeli, gerçek dünya çıkış + dönüş akımı hareketinin bir parçasıdır); diyot dalgalanmalarını yavaşlatmak ve itici (hızlı kenar) 120Hz güç akışının kötü "şarkı" sesini önlemek için doğrultucu diyotlarla birlikte indüktörler kullanan güç kaynakları.

*** Vinduce, agresif / verici akımını dI / dT ile taşıyan uzun düz bir kablo ile kurban / alıcı devresinin dikdörtgen halkası arasındaki kuplajın doğal olmayan yaklaşımını kullanır. Faraday İndüksiyon Yasası ve Biot-Savart Yasasının bir kombinasyonundan denklem,

Vinduce = [MU0 * MUr * LoopArea / (2 * pi * Mesafe_wire_to_Loop)] * dI / dT

ve doğal log gerektiren 2. sıra efektleri görmezden geliyoruz.

Bu aynı zamanda kablo ve döngü arasında WORST CASE kuplajını varsayar. Böylece tel, ilmek düzlemindedir. Bu denklemin harika yanı, üç serbestlik derecesinin keşfidir (aslında 4: alan derinliği, cilt derinliği tarafından kontrol edilir, bu nedenle preamp şasisinde çelik ihtiyacı). Özgürlük derecesi

(1) tel ve ilmek arasındaki yön

(2) döngü alanı, bu nedenle bükümlü çift veya dikkatli PCB yerleşimi veya koaksiyel kabloların kullanımı

(3) PowerAmp / PA_powersupply / Preamp_powersupply ile gerçek Preamp ve / veya giriş koaksiyel kabloları arasında daha fazla ayrım.

(4) 'dI / dT', bize (a) saldırganın yükselişlerini FİLTRE, veya (b) ana akım kuvvetlerini azaltmak veya (c) büyük ölçüde azaltmak için bakır levha veya demir veya çelik levha kullanmak, ses sinyali manyetik alan geribildirimi; çok düşük frekanslar çok kalın bakır (60Hz 8 mm kalınlık gerektirir) veya ince demir / çelik kutular gerektirir.

Böylece, küratif yaklaşımlar önermek için formülü kullanabiliriz.

Daha önce söylenenlere ek olarak, gitar amplifikatörleri ile sık sık amaçlanan kullanım senaryosu, amplifikatöre aşırı yüklenerek kasıtlı olarak bir miktar bozulma getirmektedir. Eğer sadece bir kazanç bloğu olsaydı, bir bütün olarak abartmadan, aşırı amplifikatör ve hoparlör aşınmasıyla sonuçlanıp, pencere kırıcı, komşu sağır edici, antisosyal hacimde oynamanı istemediğiniz sürece, aşırı hızlanma olasılığı yoktur.

Gitarist olmayanlar için: Bozuk mod ("aşırı hızlanma") sadece pling-pling-pling seslerini değil, vızıltı vızıltı seslerini ve whee-whee-whee seslerini istiyorsanız, ihtiyacınız olan şeydir.

Bir dereceye kadar, ayrı vaizlerin kullanılması tarihsel bir akşamdan kalmadır.

O günlerde, bir tüketici ses sistemi, belki de bir tuner atılmış bir döner tabla ve teyp destesinden oluşabilir. Özel ilgi, uzaktan düz bir frekans tepkisi olmayan vinil girdiydi; bkz. RIAA telafisi. Bu nedenle, farklı bileşenler farklı amplifikasyon zincirleri gerektiriyordu. Güç amplifikatöründen ayrı bir birimde giriş amplifikasyonu / frekans telafisi / ton kontrollerini ayırmak, tüm elektronik zincirini değiştirmeden istenen performans seviyelerinin karıştırılmasını ve eşleştirilmesini sağlamak yaygınlaştı.

Günümüzde, turntable'lerin hemen hemen niş bir pazarı ve kaset kaydedicileri katı hal kaynaklarıyla değiştirildiğinden, hemen hemen oynamak isteyebileceğiniz her cihaz, mikrofonlar hariç, istisnai bir seviye ve düz frekans tepkisine sahip olacak. Çoğunlukla, gerçekten özel işitsel sesler dışında ayrı preamp'lara çok fazla ihtiyaç duyulmuyor (ve bu pazar için önemli bir statü / marka bileşeni var gibi görünüyor).