Dans cet article, nous allons apprendre une variété de circuits de préampli ﬁ cateur, et il devrait y avoir une disposition appropriée ici pour presque toutes les applications de préampli ﬁ cateur audio standard.

Comme son nom l'indique, un préamplificateur est un circuit audio qui est utilisé avant un amplificateur de puissance, ou entre une petite source de signal et un amplificateur de puissance. Le travail d'un préamplificateur est d'élever le niveau du petit signal à un niveau raisonnable afin qu'il devienne approprié pour l'amplificateur de puissance pour une amplification supplémentaire dans un haut-parleur.

Contribué par: Matrix

Préampli micro

Le préampli micro ci-dessus présente un gain de tension de plus de 52 dB (400 fois) qui pourrait convenir à une dynamique à haute impédance ou microphone électret à n'importe quelle section d'un équipement audio.

S'il est utilisé en association avec des microphones standard comme mentionné ici, une sortie d'environ 1 volt RMS pourrait être facilement obtenue, bien qu'une commande de gain permette de régler une sortie plus basse pour garantir que la surcharge du circuit par la charge puisse être éliminée. .

Le rapport signal sur bruit du circuit est exceptionnel et est normalement supérieur à 70 dB par rapport à une sortie de 1 V RMS (avec gain maximal et sans charge).

Comment ça fonctionne

Le circuit de préamplificateur MIC d'ampli op proposé se compose de deux étages, qui incluent IC1 comme amplificateur non inverseur. et IC2 comme amplificateur inverseur.

Chaque ampli ﬁ cateur est un type couramment disponible. Le gain en boucle fermée d'IC1 est fixé à environ 45 fois via un circuit de rétroaction négative construit à l'aide du réseau R3 et R5. L'impédance d'entrée du circuit est fixée à une valeur minimale de 27k au moyen de R4, ce qui est suffisant pour s'assurer qu'aucune charge extrême du microphone ne se produit, C2 active le blocage CC à l'entrée du circuit.

Le circuit dispose également d'un réseau de pièces connectées à la prise d'entrée qui supprime tout type de prise de bruit électrique parasite et empêche en outre l'oscillation probable provoquée par une rétroaction parasite. Le dispositif utilisé pour IC1 est un NESS34 ou NE5534A qui est en fait un ampli ﬁ cateur opérationnel haut de gamme. Le NE5534A est légèrement supérieur au i NE5534 bien que les deux circuits intégrés offrent des fonctionnalités exceptionnelles en utilisant des chiffres de bruit et de distorsion minimaux.

C3 est utilisé comme condensateur de couplage sur la sortie de IC1 et VR1. VR1 agit comme une commande de gain de potentiomètre normale. Ensuite, le signal est couplé à l'étage d'amplification suivant. Les résistances R6 et R9 constituent un réseau de rétroaction négative qui assure un gain de tension en boucle fermée de 10 à IC2. Cela permet au circuit d'atteindre un gain de tension global d'environ 450.

En ce qui concerne l'efficacité du bruit, des performances extrêmement élevées ne sont pas essentielles ici, et par conséquent, tout ampli opérationnel approprié à la place de IC2 fonctionnera. Ici, nous avons utilisé un ampli op TL081CP, cependant, tout autre type tel que le LF351 fonctionnerait aussi bien. Ces types d'amplis op BiFET fournissent des amplitudes de distorsions extrêmement faibles.

Conception de PCB

Disposition des composants

Préamplificateur universel utilisant ampli Op LM382

Le schéma de circuit ci-dessous montre un préampli audio universel de base utilisant l'IC LM382, qui offre un très faible bruit, une faible distorsion et un gain raisonnablement élevé, et ce circuit peut être utilisé pour pratiquement toutes les applications de circuit de préamplificateur audio normales.

Comment ça fonctionne

Les résistances R2 et le condensateur C6 permettent une égalisation, visible entre la sortie du préamplificateur et l'entrée inverseuse. Aux basses fréquences, C6 comprend une impédance élevée résultant en une faible fréquence de rétroaction et un gain de tension élevé. À des fréquences plus élevées, l'impédance de C6 diminue lentement, fournissant une rétroaction négative améliorée et réduisant la réponse du circuit aux 6 dB par octave nécessaires.

“tension de sortie du redresseur double alternance ”

Il ne s'étend que jusqu'à une fréquence d'environ 2 kHz, car au-dessus de cette fréquence l'impédance de C6 est assez faible par rapport à celle de R2, qui n'a aucune influence sur le degré de rétroaction du circuit ou le gain de tension.

R1 et C4 font également partie du système de rétroaction. C2 est le condensateur de blocage CC d'entrée et C3 est un condensateur de filtre RF qui aide à éviter les interférences RF et les problèmes d'instabilité dus aux signaux parasites de la source à l'entrée non inverseuse (à laquelle le signal d'entrée est couplé).

Le LM382 a un niveau élevé d'exclusion d'ondulation de sortie, cependant en raison de son niveau de signal d'entrée plus bas et de la probabilité que des fluctuations de bruit puissent être ajoutées aux lignes d'alimentation.

Même si IC1 crée une quantité significative de gain de tension, il fournit en quelque sorte un niveau de sortie compris entre 50 mV RMS, soit environ un dixième de la tension d'entraînement nécessaire à la majorité des amplificateurs hi-fr.

Par conséquent, Tr1 est incorporé sous la forme d'un amplificateur à émetteur commun avec un gain de tension de peut-être 20 dB. R4 permet une rétroaction constructive qui diminue le gain de tension de Tr1 au bon niveau, ce qui fournit en outre un degré de distorsion inférieur. IC9 relie la sortie Tr1 à l'atténuateur VR1 pour obtenir une sortie réglable.

Fréquence de réponse

Pour les signaux non filtrés, une petite quantité de réduction de bruit pourrait être accomplie, essentiellement en utilisant un filtre de coupure des aigus, et une réponse en fréquence moyenne relativement régulière peut être obtenue.

Le processus est mis en œuvre en appliquant une amplification des aigus cependant la quantité de boost adaptée dépend du niveau dynamique du signal. Il est le plus élevé tout au long des intervalles de signal faible et diminue jusqu'à zéro au maximum avec des signaux de niveau dynamique.

Lorsqu'un signal musical est appliqué à l'entrée, le circuit permet une coupure des aigus qui est à nouveau optimisée dynamiquement, cela se produit en fait afin de compenser une réponse d'amplification des aigus élevée.

Le circuit préamplificateur universel a un filtre coupe-haut utilisant R7 et c8, ce qui permet une atténuation d'environ 5 dB avec des fréquences de 10 kHz. Pour cette raison, les hautes fréquences peuvent être amplifiées d'une magnitude de 5 dB pour des niveaux de signal élevés. Pour les entrées de signal moyen, la réponse en fréquence offerte par la conception est juste plate.

Circuit de préamplificateur de guitare

La fonction de base de ce circuit préamplificateur de guitare est de s'intégrer à n'importe quelle guitare électrique standard et d'élever ses signaux de cordes d'entrée bas en signaux préamplifiés raisonnablement élevés qui pourraient ensuite être transmis à un amplificateur de puissance plus grand pour la sortie amplifiée souhaitée.

La fréquence du signal de sortie des micros de guitare a tendance à différer considérablement d'un pick-up à pick-up, et bien que certains aient une tension très élevée qui peut pousser presque n'importe quel amplificateur de puissance, certains ont juste environ 30 millivolts de tension RMS ou plus.

Les amplificateurs spécialement conçus pour être utilisés avec des guitares ont généralement une sensibilité relativement élevée et peuvent être utilisés de manière fiable pour à peu près n'importe quel micro, mais lorsque vous utilisez une guitare avec une autre forme d'amplificateur (comme un amplificateur hi-fl), le le volume global atteint est toujours considéré comme insuffisant.

Une solution simple à ce problème consiste à utiliser un préamplificateur comme indiqué ci-dessus, avant de le fournir à l'amplificateur de puissance pour augmenter l'amplitude de la fréquence du signal. La configuration de base mentionnée ici a un gain de tension qui pourrait vraiment varier d'une unité à plus de 26 dB (20 fois), elle devrait donc convenir à pratiquement tous les micros de guitare à pratiquement tous les amplificateurs de puissance.

L'impédance d'entrée du préamplificateur doit être d'environ 50k et l'impédance de sortie est faible. Par conséquent, le circuit pourrait être utilisé comme un amplificateur tampon de base avec un gain de tension unitaire pour s'adapter à l'impédance de sortie assez élevée d'un micro de guitare à un amplificateur de puissance ayant une faible impédance d'entrée si nécessaire.

Un amplificateur opérationnel BIFET à faible bruit solitaire (IC1) a été utilisé comme base pour l'unité, qui a donc des niveaux de distorsion marginaux ainsi qu'un rapport signal / bruit d'environ -70 dB ou plus, même lorsque l'unité fonctionne avec un instrument de sortie très faible comme une guitare.

Comment ça fonctionne

Cette conception est en fait un circuit de configuration non inverseur d'amplificateur opérationnel normal avec R2 et R3 utilisés pour polariser l'entrée IC1 non inverseuse à environ 50% de la tension d'alimentation.

Celles-ci définissent également l'impédance d'entrée du circuit à environ 50k. R1 et R4 forment le réseau avec une rétroaction négative, également avec R4 à la valeur minimale 1C1, les signaux de commande inverseurs sont directement couplés l'un à l'autre, et le circuit fournit un gain de tension unitaire.

Lorsque R4 est calibré pour une résistance plus élevée, le gain de tension alternative diminue progressivement, cependant C2 introduit un blocage CC de sorte que le gain de tension continue reste variable et que la sortie de l'amplificateur reste polarisée à @ ½ la tension d'alimentation.

Le gain de tension de l'amplificateur est à peu près équivalent à R1 + R4, divisé par R1, ce qui entraîne un gain de tension global nominal peut-être supérieur à 22 fois avec R4 à la valeur la plus élevée.

La consommation de courant du circuit est d'environ 2 milliampères via une alimentation de 9 volts, ce qui augmente à environ 2,5 milliampères lorsqu'une alimentation de 30 volts est utilisée.

Une alimentation en tension efficace pour l'appareil est une batterie 9 volts compacte comme un type PP3. Lorsqu'une alimentation de 9 volts est utilisée, la tension de sortie moyenne non écrêtée est d'environ 2 volts RMS, et cela fonctionne assez bien.

Détails de connexion de la carte à circuit imprimé et schéma de disposition des composants

Liste des pièces

Amplificateur tampon haute impédance

Un amplificateur tampon fonctionne également comme un préamplificateur idéal pour la plupart des applications, mais avec la pré-amplification, il fonctionne également comme un tampon à haute impédance entre l'étage d'entrée de signal et l'étage d'amplificateur de puissance. Cela permet notamment à ces types de préamplificateurs d'être utilisés avec des signaux d'entrée de courant extrêmement faible, qui ne peuvent pas se permettre de charger avec d'autres préamplis de type basse impédance.

L'amplificateur tampon illustré ici a une impédance d'entrée normalement supérieure à 100 M à 1 kHz, et l'impédance d'entrée pourrait être simplement ajustée à à peu près n'importe quel niveau acceptable en dessous de ce point. Le gain de tension du circuit est de l'unité.

Comment ça fonctionne

La figure ci-dessus montre le schéma de circuit de l'amplificateur tampon haute impédance, et l'unité est essentiellement juste un amplificateur opérationnel fonctionnant comme un amplificateur non inverseur pour un gain unitaire. En couplant la sortie de IC1 directement à son entrée inverseuse, une rétroaction négative de 100% est ajoutée sur le système pour obtenir le gain de tension unitaire nécessaire avec une impédance d'entrée très élevée.

Cela étant dit, le circuit de polarisation, qui dans cette situation comprend de R1 à R3, dérive l'impédance d'entrée de l'amplificateur de sorte que le circuit fournit globalement une impédance d'entrée beaucoup plus petite que IC1 seul. L'impédance d'entrée est d'environ 2,7 mégohms, et pour la plupart des applications, cela peut être suffisant.

Cependant, l'action de shunt des résistances de polarisation pourrait être supprimée, et c'est l'objectif du «bootstrap» du condensateur C2. Il connecte le signal de sortie à la jonction des trois résistances de polarisation, et ainsi tout ajustement de la tension d'entrée est équilibré par un décalage de tension égal à la sortie de IC1 et à l'intersection des trois résistances de polarisation.

Dans le rôle IC1, un amplificateur opérationnel 741 C de base est utilisé, et comme indiqué précédemment, cela fournit une impédance d'entrée dépassant généralement 100 mégohms à 1 kHz qui devrait être tout à fait adéquate pour toute mise en œuvre standard.

L'impédance d'entrée plus élevée qui peut être obtenue en utilisant un amplificateur opérationnel pour les entrées FET n'a vraiment aucune importance pratique, il y a donc quelques inconvénients avec la plupart des systèmes d'entrée FET dans ce circuit.

Premièrement, ils ont en fait une propension à osciller lorsque l'entrée est ouverte (lorsque l'entrée est reliée à l'appareil, les oscillations sont atténuées et éliminées).

L'autre inconvénient est que la puissance d'entrée de tant de dispositifs d'entrée FET est sensiblement plus élevée que les dispositifs bipolaires comme le 741 IC. Grâce à ces actions de dérivation, à la plupart des fréquences, l'impédance d'entrée est maintenant réduite tandis qu'aux fréquences basses et moyennes, l'impédance d'entrée est simplement plus élevée.

“Circuit émetteur et récepteur rf 433 mhz ”

À cette fin, une impédance d'entrée relativement faible (comme le capteur qui a une impédance de charge recommandée de plusieurs 100 k ohm et M ohm est nécessaire), un moyen d'y parvenir est d'éliminer C2 et de changer les quantités de R1 à R3 pour obtenir une impédance d'entrée souhaitée.

Liste des pièces

Disposition PCB

Préamplificateur ampli opérationnel pour signaux 2,5 mV

Ce circuit de préamplificateur d'ampli op particulier est extrêmement sensible et vous permettra d'augmenter les signaux aussi bas que 2,5 mV à 100 mV. Il est en fait dérivé d'un ancien concept de préamplificateur RIAA.

Auparavant, la sortie d'une cartouche à bobine mobile d'un aimant ou d'une haute tension était généralement comprise entre 2,5 et 10 millivolts, de sorte que le capteur pouvait être équilibré avec l'amplificateur de puissance (cela nécessiterait éventuellement un signal de sortie de quelques centaines de millivolts. RMS).

Bien que la sortie des cartouches à bobine magnétique et mobile augmente de 6 dB par octave, elle pourrait se passer de la nécessité d'une égalisation pour contrer cela, car une égalisation appropriée devait être impliquée pendant le processus d'enregistrement.

Néanmoins, l'égalisation serait toujours nécessaire car pendant le processus d'enregistrement, la réduction des basses et l'augmentation des aigus seraient utilisées, en plus du réglage, la réponse en fréquence était souvent compensée par une augmentation d'octave de 6 dB de la sortie de lecture.

La coupure des basses devait être incluse pour arrêter inutilement les modulations de groove à basse fréquence et le triple boost (avec triple coupure en lecture) fournirait une fonction de réduction du bruit simple mais efficace.

La figure ci-dessus est en fait un graphique de réponse en fréquence d'un ancien circuit de préamplificateur RIAA typique qui montre les paramètres nécessaires pour mettre en œuvre avec succès un préamplificateur hautement sensible comme celui-ci.

Comment fonctionne le circuit

En utilisation réelle, les amplificateurs d'égalisation RIAA s'écarteraient généralement un peu de la réponse parfaite, bien que les spécifications des appareils n'aient pas été prises en compte de manière critique.

En fait, même un réseau d'égalisation simple composé de six ensembles de résistance-condensateur entraîne généralement une erreur maximale de pas plus d'un ou 2 dB, ce qui semble en fait tout à fait correct.

R2, R3 utilisé pour relier cette tension de distorsion à IC1. R2. C2 filtre toute distorsion ou bourdonnement sur l'alimentation électrique, évitant que les interférences ne soient ajoutées à l'alimentation de l'amplificateur.

La valeur R3 élevée fournit une impédance d'entrée élevée pour le circuit, cependant, celle-ci est transférée par R4 au niveau nécessaire d'environ 47k.

Quelques autres capteurs peuvent présenter une barrière de charge de 100k et donc R4 doit être augmenté à 100k si l'unité doit être implémentée via un signal d'entrée comme nous l'avons fait dans les anciens capteurs.

L'impédance d'entrée élevée de l'amplificateur permet d'utiliser une très petite valeur de partie pour C3 sans sacrifier la réponse des graves du circuit.

Elle est avantageuse car elle élimine un niveau important de surtension lors de la mise sous tension des signaux de détection d'entrée, dès que ce dispositif reprend son fonctionnement normal.

Une rétroaction négative sélective en fréquence sur IC1 fournit l'ajustement nécessaire de la réponse en fréquence.

Aux fréquences moyennes, R5 et R7 sont les principaux déterminants du gain du circuit, mais à des fréquences plus basses, C6 ajoute une impédance substantielle de R5 pour minimiser la rétroaction négative et augmenter le gain requis.

De même, l'impédance de C5 est faible aux fréquences élevées par rapport à l'impédance de R5, et l'impact du shunt C5 conduit à une plus grande rétroaction et à la réduction des hautes fréquences nécessaire.

Etant donné que le circuit génère un gain de tension supérieur à 50 dB dans les fréquences audio moyennes, la sortie devient suffisamment élevée pour faire fonctionner n'importe quel amplificateur de puissance standard même lorsqu'il est utilisé avec un signal d'entrée d'environ 2,5 mV RMS seulement.

Le circuit est alimenté par n'importe quelle tension comprise entre environ 9 et 30 volts, mais il est conseillé de travailler avec un potentiel d'alimentation raisonnablement élevé (environ 20-30 volts) pour permettre un pourcentage de surcharge raisonnable.

Lorsque le circuit est appliqué avec un signal de sortie élevé mais avec une tension d'alimentation d'environ 9 volts seulement, une petite surcharge est susceptible de se produire au minimum.