webdonsk.ruПредусилитель своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 10.09.2024
Нередко при построении аудиосистемы возникает задача согласования источника звукового сигнала, имеющего низкий уровень или малую нагрузочную способность с основным каскадом усиления. Усилитель, который преобразует слабый (по напряжению или по нагрузочной способности) электрический сигнал в более мощный называется предварительным усилителем, или предусилителем. Такой предусилитель, как правило, размещают как можно ближе к источнику сигнала, чтобы передать этот сигнал без значительных искажений и шумов для последующей обработки (например, по кабелю). Предварительный усилитель может также выполнять роль развязывающего устройства, защищающего источник сигнала от нестабильного входного импеданса следующего тракта.
Идеальный предусилитель должен быть линейным (то есть иметь постоянный коэффициент усиления во всем рабочем диапазоне частот), иметь, как правило, высокий входной импеданс (требовать минимальный ток для определения входного сигнала) и низкий выходной импеданс (обеспечивать минимальное падение выходного напряжения на полезной нагрузке), а также иметь низкий уровень собственных шумов. Для специфических применений предусилителя и его схемотехнических решений возможны некоторые вариации этих требований.
В аудиосистемах высокого класса (Hi-Fi, Hi-End) предусилитель используется в качестве концентратора для подключения других компонентов аудиосистемы (например, проигрывателей компакт-дисков и грампластинок, микрофонов, усилителей мощности). Предусилители могут быть как интегрированными в микшерные пульты или звуковые карты, так и автономными устройствами. Как правило, на передней панели автономного предусилителя размещаются средства управления и регулировки, на задней панели — набор разъёмов для подключения аудиокомпонентов.
Если говорить о числовых значениях уровней сигналов, то предусилитель должен обеспечивать усиление слабого сигнала порядка 10 мВ до необходимого для дальнейшей обработки уровня 250 мВ (так называемый линейный выход) или единиц вольт. Сигнал низкого уровня может поступать, например, со звукоснимателей и микрофонов.
Типичный звуковой предусилитель состоит из коммутатора входов, регулятора громкости и выходного усилителя, который обеспечивает на выходе достаточное напряжение. Звуковые предусилители часто снабжаются регулятором тембра, а также цепью отключаемой тонкомпенсации для исправления амплитудно-частотной характеристики некоторых источников сигналов, таких, например, как пьезоэлектрический звукосниматель, применяемый при проигрывании виниловых пластинок, или звукосниматель электрогитары.
Нередко предварительный усилитель по своим схемотехническим решениям не уступает по сложности основному тракту усиления и усилителю мощности.
В этом материале мы рассмотрим два несложных предварительных усилителя от компании Мастер Кит. Эти модули не претендуют на Hi-End, но при своей простоте и компактности могут обеспечить существенное улучшение звука в домашнем и автомобильном усилителях.
Встраиваемый темброблок-предусилитель BM2112 представляет собой готовый собранный на печатной плате модуль и предназначен для встраивания в корпус звукоусилительной аппаратуры при разработке оригинальных звуковых систем, а также при доработке существующих систем.
Модуль BM2112 построен на специализированной микросхеме XR1075 и имеет совмещенную двухканальную регулировку уровня сигнала, а также раздельную регулировку тембра по низким и высоким частотам. Примененная микросхема, специально предназначенная для решения таких задач, реализует запатентованный американской фирмой BBE Sound, Inc. алгоритм, улучшающий качество звука.
Усилитель имеет следующие технические характеристики:
Напряжение питания (переменное или постоянное), В 6. 18
Ток потребления, мА 50
Диапазон частот, Гц 20. 20000
Отношение сигнал/шум, дБ 95
Разделение каналов, дБ 75
Коэффициент гармоник на частоте 1 кГц, % 0,06
Выходное сопротивление, Ом 20
Диапазон регулировки громкости, дБ 75
Диапазон регулировки тембра, дБ 15
Габаритные размеры, мм 70х55х30
Питать темброблок можно как постоянным, так и переменным напряжением. Причем постоянное напряжение можно подключать, не заботясь о полярности. Провода питания подключаются с помощью винтового разъема. При подаче питающего напряжения загорается красный светодиод. Для выпрямления переменного питающего напряжения применен диодный мост, а для сглаживания пульсаций используются конденсаторы достаточно большой емкости – 2х2200мкФ. Питающее напряжение стабилизируется интегральным параметрическим стабилизатором.
Источник входного сигнала и выходная нагрузка могут быть подключены к устройству как при помощи аудиоразъема Jack 3,5mm, так и с помощью трехштырькового разъема с шагом 2,5 мм.
Регулировка уровней низких и высоких частот, а также громкости осуществляется сдвоенными потенциометрами с углом поворота около 300° и очень мягким ходом.
Весьма интересным и необычным примером предварительного усилителя низкой частоты является набор для сборки предварительного усилителя на лампах NM2119box .
Набор предназначен для самостоятельной сборки лампового предусилителя на двух пентодах 6Ж1П и размещается в оригинальном прозрачном корпусе. Набор включает в себя полный комплект деталей для самостоятельной сборки качественного предварительного усилителя мощности: печатную плату, электронные компоненты, пластиковые детали из прозрачного оргстекла для сборки корпуса. Собрав это устройство, вы получите классический предварительный усилитель, предназначенный для преобразования слабого аудиосигнала в более мощный сигнал для дальнейшего усиления или обработки.
В основу конструкции предварительного усилителя положена достаточно распространённая в свое время советская радиолампа 6Ж1П - "высокочастотный пентод с короткой характеристикой". Его развёрнутые характеристики и особенности применения легко найти в интернете. Главная особенность этой лампы заключается в ее способности работать с низким анодным напряжением. Такая особенность этого пентода позволила разработать устройство без тяжелого и дорогостоящего высоковольтного анодного трансформатора, питающееся от безопасного напряжения 12 В.
Модуль выполняет основную функцию предварительного усилителя - согласование по уровню и выходному сопротивлению источника сигнала с нагрузкой, а также вносит в сигнал небольшие специфические искажения, свойственные электронным усилительным лампам в звуковом диапазоне.
Источником стереофонического сигнала для него может быть проигрыватель, цифро-аналоговый преобразователь (возможно, в составе звуковой карты) или электронный музыкальный инструмент (в т.ч. с высоким выходным сопротивлением). Выход с предусилителя подаётся непосредственно на оконечный усилитель, или любое устройство с линейным входом.
Предварительный усилитель NN2119box может быть успешно использовано, например, в следующих случаях:
- для звукозаписи электронного музыкального инструмента, в т.ч. с высоким выходным сопротивлением или после цифрового устройства спецэффектов (гитарного процессора). Предусилитель поможет установить нужный уровень сигнала и внести ламповые тембры в звучание инструмента.
Усилитель имеет следующие технические характеристики:
Напряжение питания, В 12
Ток потребления, мА 500
Диапазон воспроизводимых частот, Гц 20…20000
Динамический диапазон, дБ более 100
Коэффициент нелинейных искажений, % менее 0,1
Выходное сопротивление, кОм 100
Выходное напряжение, В 2
Габаритные размеры с выступ. элементами, мм 70х95х105
Помимо полезного применения, вы получите несомненное удовольствие от самостоятельной сборки несложного электронного устройства, состоящего из чуть более пятидесяти электронных компонентов и броского прозрачного корпуса.
Предлагаем также ознакомиться с другими материалами по теме усиления звука и построения домашних и автомобильных звукоусилительных систем в нашей ленте:
Делись с друзьями, подписывайся на наш канал Мастер Кит DIY и жми лайк, чтобы не пропустить новые публикации.
Звукотехника Предварительные УНЧ
Транзисторный предварительный унч с регулятором тембра
Попцов Г.
Не менее важной частью УНЧ чем усилитель мощности является так же и предварительный усилитель в котором осуществляется не только предварительное усиление сигнала, но и его частотная коррекция с помощью регулятора тембра.
Предварительный усилитель с регулятором тембра
Попцов Г.
Важной частью аудио усилителя является предварительный усилитель. Желательно чтобы он мог не только усиливать сигнал, но и регулировать его АЧХ.
На рисунке приводится схема несложного предварительного стерео-усилителя с регулировкой громкости раздельно в каждом канале и общей в обоих каналах регулировкой тембра по низким, средним и высоким частотам.
Предварительный усилитель с темброблоком
Многие радиолюбители сроят УМЗЧ на основе микросхем-интегральных УМЗЧ, обычно предназначенных для автомобильной аудиотехники. Главное достоинство их в том, что вполне качественный УМЗЧ получается в кратчайший срок и с минимальными трудовыми затратами. Недостаток только в том, что УНЧ получается не полный, без предусилителя с регулировками громкости и тембра.
Схемотехника предварительных усилителей с повышением напряжения питания на таймере NE555
Петр Петров, г. София, Болгария
В последнее время в быту, и не только, широко используются низковольтные источники питания 4,5. 6 В, такие, как аккумуляторы, например мотоциклетные, батареи гальванических элементов, USB порты компьютеров и т.д. Как правило, такого низкого напряжения питания недостаточно для нормальной работы многих устройств и получения на их их выходах требуемого размаха сигнала. Поэтому, в питаемые от таких источников устройства, встраивают преобразователи постоянных напряжений. Хотелось бы, что бы стоимость таких преобразователей была минимальной. В представленной ниже статье приведено описание двух схем предварительных усилителей для питания которых используются повышающие преобразователи на интегральном таймере NE555.
О проблемах бытовых акустических систем и о регулировке тембра
А.Г. Зызюк, г. Луцк РА 3-4’ 2010
В данной статье рассматриваются проблемные вопросы бытовой акустики, а также предлагается схема несложного темброблока. От многих других конструкций аналогичного предназначения она отличается тем, что регулировка происходит не в широкой полосе частот, как общепринято. В данной конструкции преднамеренно использовано два гиратора для сужения частотных полос, где происходит регулировка тембров.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НЧ С НЕОБЫЧНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ ТЕМБРА
Обычно, регуляторы тембра, как одно-двух-полосные, так и многополосные эквалайзеры, допускают регулировку уровня в определенных полосах частот. Поэтому, чтобы .получить возможность отстроиться от нежелательной помехи или призвука или усилить звук определенной частоты, нужно делать как можно больше полос эквалайзера, чтобы нужная частота точно оказалась в зоне действия одного из регуляторов.
Эта схема предварительного УНЧ может пригодится при проектировании Hi-Fi усилителя низкой частоты. Схема выполнена на сдвоенном операционном усилителе TL072.
Малошумящий микрофонный усилитель HaLA3161
А.Л. Бутов, с. Курба, Ярославская обл. РА 7/8' 2009
ЭКВАЛАЙЗЕРЫ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ на BA3822LS, LS2009, BA3842F, ТЕА6360
В. БРЫЛОВ, г. Москва Радио №8 2000г.
Наряду с обобщением сведений о различных видах эквалайзеров автор приводит несколько схем
многополосных устройств на основе новых импортных специализированных микросхем, дает рекомендации по налаживанию самих устройств и настройке аудиосистем с блоком эквалайзера.
Предусилитель для микрофона, он же предварительный усилитель или усилитель для микрофона — это такой вид усилителя, назначение которого — усиление слабого сигнала до величины линейного уровня (порядка 0,5-1,5 вольт), то есть до приемлемой величины, при которой работают обычные усилители звуковой мощности.
Схема простого микрофонного предусилителя на одном транзисторе
Данная схема микрофонного предусилителя работает как с динамическим, так и с электретными микрофонами.
Динамические микрофоны по конструкции схожи с громкоговорителями. Акустическая волна оказывает воздействие на мембрану и на прикрепленную к ней акустическую катушку. В момент колебания мембраны, в катушке, находящейся под воздействием магнитного поля постоянного магнита, образуется электрический ток.
Работа электретных микрофонов базируется на возможности определенных видов материалов с повышенной диэлектрической проницаемостью (электретов) менять поверхностный заряд под воздействием акустической волны. Данный тип микрофонов отличается от динамического высоким входным сопротивлением.
При использовании электретного микрофона, для смещения напряжения на микрофоне, необходимо установить сопротивление R1
микрофонный усилитель на одном транзисторе
Поскольку эта схема микрофонного усилителя для динамического микрофона, то при использовании электродинамического микрофона его сопротивление должно быть в диапазоне от 200 до 600 Ом. При этом конденсатор C1 необходимо поставить до 10 мкф. Если это будет электролитический конденсатор, то его плюсовой вывод необходимо подключить в сторону транзистора.
Питание осуществляется от батареи крона или же от стабилизированного источника питания. Хотя лучше от батареи, чтобы исключить шумы. Биполярный транзистор BC547 можно заменить на отечественный КТ3102. Конденсаторы электролитические на напряжение 16 вольт. Для предотвращения помех, подключать предусилитель к источнику сигнала и к входу усилителя необходимо экранированным проводом. Если необходимо дальнейшее мощное усиление звука, то можно собрать усилитель на микросхеме TDA2030.
Микрофонный предварительный усилитель на 2-х транзисторах
Структура построения любого предусилителя очень сильно влияет на его шумовые характеристики. Если брать во внимание тот факт, что используемые в схеме предусилителя качественные радиодетали все равно в той или иной мере приводят к искажениям (шумам), то очевидно, что единственный выход получить более-менее качественный микрофонный усилитель — это сократить число радиокомпонентов схемы. Примером может послужить следующая схема двухкаскадного предварительного усилителя на транзисторах.
В данном варианте количество разделительных конденсаторов сведено к минимуму, поскольку транзисторы включены по схеме с общим эмиттером. Так же между каскадами существует непосредственная связь. Для стабилизации режима работы схемы, при изменении внешней температуры и напряжения питания, в схему добавлена ООС по постоянному току.
Предусилитель для электретного микрофона на трех транзисторах
Это еще один вариант микрофонного усилителя для электретного микрофона. Особенность данной схемы усилителя для микрофона в том, что подача питания на схему предусилителя осуществляется по тому же проводнику (фантомное питание) по которому идет входной сигнал.
Данный микрофонный предусилитель предназначен для совместной работы с электретным микрофоном, например, МКЭ-3. Напряжение питания на микрофон идет через сопротивление R1. Аудио сигнал с выхода микрофона поступает на базу VT1 через конденсатор С1. Делителем напряжения, состоящим из сопротивлений R2, R3 создается необходимое смещение на базе VT1 (примерно 0,6 В). Усиленный сигнал с резистора R5, выступающий в роли нагрузки, идет на базу VT2 который является частью эмиттерного повторителя на VT2 и VT3.
Возле разъема на выходе, установлены дополнительно два элемента: нагрузочное сопротивление R6, через которое идет питание, и разделительный конденсатор СЗ, отделяющий выходной аудио сигнал от напряжения питания.
Предварительный микрофонный усилитель на микросхеме 4558
Операционный усилитель 4558 выпускается фирмой ROHM. Он характеризуется как маломощный и малошумящий усилитель. Применяется данная микросхема в усилителе микрофона, звуковых усилителях, активных фильтрах, генераторах управляемых напряжением. Микросхема 4558 имеет внутреннюю фазовую компенсацию, увеличенный порог входного напряжения, большой коэффициент усиления и малый уровень шума. Также у данного операционного усилителя имеется защита от короткого замыкания.
предусилитель микрофона на 4558
Это хороший вариант для постройки микрофонного предусилителя на микросхеме. Схема предусилителя для микрофона отличается высоким качеством усиления, простотой и не требует большой обвязки. Этот микрофонный усилитель для динамического микрофона также хорошо работает и с электретными микрофонами.
При безошибочной сборке, схема не требует настройки и начинает работать сразу. Наибольший ток потребления – 9 мА, а в состоянии покоя потребляемый ток в районе 3 мА.
Схема лампового буфера
Схема лампового буфера для проигрывателя CD
Здесь 6Н23П полный аналог более дорогой зарубежной ECC88, так что у кого какие возможности — то и берите. При запуске иногда испытывают трудности с выбором элементов для установки правильного катодного напряжения и анодного тока, но в конце концов это удаётся сделать, особенно применяя резисторы хорошего качества и точного допуска. Подробнее смотрите в этом материале.
Печатная плата предусилителя
Плата печатная для лампового буфера
С вводом в эксплуатацию проблем не было, за исключением слишком высокого напряжения на лампе из-за используемого трансформатора, но как оказалось напряжение несколько падает после того, как лампа прогревается.
Блок питания УНЧ на лампах
Блок питания УНЧ на лампах — схема электрическая
Элементом, который занимает при самостоятельной сборке больше всего времени, является красивый корпус. Он сделан из деревянных реек, купленных в магазине мебели. Корпус склеен и скручен изнутри, так что винты не видны. Дно изготовлено из панелей для пола типа ламинат, а верхняя из МДФ.
Трансформатор был слишком высоким, поэтому пришлось его разместить еще выше и сделать крышку из решетки динамика. Идея о ламповых основаниях была в голове давно: они сделаны из алюминия жестких дисков.
Предусилитель будет управлять усилителем на микросхемах ЛМ3886, который тоже самодельный. На данный момент он прошел все испытания, прослушивания. Звук стал мягче, а бас более утонченным.
Читайте также: