Предусилитель на оу – Простой высококачественный Hi-Fi предусилитель

Предварительный усилитель (часть I) | РадиоГазета

Предварительный усилительВ статье “Предварительный усилитель с претензией на Hi-End!” мы представили конструкцию Дугласа Селфа, которая обладала очень высокими характеристиками и богатым функционалом.

Но, судя по отзывам наших читателей, балансные входы и выходы, столь популярные в профессиональной аппаратуре, у радиолюбителей востребованы меньше. Да и регулятор тембра у аудиофилов не в почёте. Кроме того, Дуглас Селф пытался получить ультра низкие показатели шумов и искажений, используя доступную и дешёвую элементную базу. Из-за этого конструкция получилась относительно сложной.

Сегодня микросхемы нового поколения, которые обладают гораздо лучшими характеристиками, стали вполне доступны для радиолюбителей, что позволяет существенно упростить схему без ухудшения её параметров.

Представляем вам предварительный усилитель конструкции Питера Смита.

Дискретный или интегральный.

Изначально была идея сделать усилитель работающий в классе “А” на дискретных элементах, полагая что это лучший способ получить минимальные значения искажений и шумов. Однако, такая конструкция из-за большого количества элементов может оказаться сложной для повторения, да и по размерам она будет существенно больше, чем конструкции с применением операционных усилителей, а значит, будет более чувствительная к внешним шумам и помехам.

Типовые и популярные до сих пор операционные усилители NE5534 и LM833 тоже не подошли, так как на сегодняшний день их параметры не достаточно высокие.

Более современные, не дорогие и доступные ОУ серии Burr-Brown (Texas Instruments) OPA134 позволяют получить уровень искажений 0,00008% на частоте 1 кГц! Это более чем на порядок (в 25 раз) лучше параметров операционных усилителей упомянутых выше. Кстати, выходные каскады этих ОУ не работают в режиме класса А, несмотря на их отличную линейность. Документация от производителя не раскрывает секрет, как удалось достичь этих впечатляющих результатов.

Эти микросхемы и решено было использовать в конструкции.

Технические характеристики предварительного усилителя:

  • Диапазон частот (абсолютно плоский) 10 Hz — 20 kHz,
  • Максимальный входной сигнал………………………… 2.9V RMS (9.5V RMS на выходе)
  • Входное сопротивление………………………………………………………………~90 кОм
  • Выходное сопротивление……………………………………………………………..100 Ом
  • Гармонические искажения…………………………………. <0.0005%
  • Сигнал/шум……………………………………………… -102 dB
  • Разделение каналов……………….. -96 dB на частоте 1 kHz, -73 dB на частоте 10 kHz
  • Проникновение между входами. . -110 dB на частоте 1 kHz, -93 dB на частоте 10 kHz

Внимание! Заявленные характеристики можно получить только при соблюдении всех рекомендаций авторов по выбору элементов, монтажу и конструктивных особенностей усилителя.

Можете сравнить характеристики этого предварительного усилителя с вариантом Дугласа Селфа.

Функционал.

Первая проблема при проектировании предварительного усилителя связана с коммутатором входов. Считается, что меньше искажений получается при использовании галетного переключателя. Но, если расположить переключатель на лицевой панели, то от входных разъёмов, установленных на задней панели усилителя, к переключателю будут идти длинные проводники, что ухудшит уровень шумов. Если переключатель расположить ближе к задней стенке усилителя, то потребуется механический удлинитель для переключения. Это усложнит конструкцию и сделает невозможным использование дистанционного управления.

Поэтому было решено в коммутаторе входов использовать качественные электро-механические реле. Если для каждого входа использовать отдельное реле, это даст минимальные перекрёстные искажения и шумы.

Мы также решили снабдить предварительный усилитель модулем усилителя для наушников. Обычно для прослушивания через наушники используют (основной) усилитель мощности. Но зачем задействовать мощный аппарат, если требуется всего несколько миллиВатт?

В нашей конструкции усилитель для наушников выполнен в виде отдельного модуля (устанавливается по желанию), а выход предварительного усилителя переключается на него с помощью реле.

Принципиальная схема

Предусилитель состоит из двух идентичных каналов. На всех схемах будет представлен левый канал. Кроме того схема разделена на две секции: коммутатор входов и непосредственно сам усилитель.

Принципиальная схема коммутатора входов:

Предварительный усилитель - коммутатор входов

Увеличение по клику

В конструкции предусмотрено 5 входов RCA для подключения различных устройств. Они обозначены «CD», «DVD» и «TAPE» (разумеется можете обозвать их по-своему).
Шестой разъём (CON13) служит для прямой трансляции сигнала с выбранного входа. Эта функция подсмотрена в промышленных аппаратах и была актуальна в эпоху магнитной записи. Может кому-то и сегодня пригодится.

Реле коммутатора управляются транзисторами и запитаны от источника с напряжением +5В. Общий провод (земля) этого источника не связан с общим проводом источника питания самого предварительно усилителя (на схеме они имеют разные обозначения). Это сделано для снижения помех при коммутации.

Реле срабатывают при подключении базы управляющего транзистора к общему проводу. В самом простом случае для управления можно использовать галетный переключатель.

Коммутатор входов предварительного усилителя.

Увеличение по клику

На схеме также показаны реле RLY6 и RLY7 и их цепи управления. Они служат для коммутации выходного сигнала усилителя, но об этом мы расскажем позже.

Усилительная часть

Основное усиление в схеме обеспечивается двумя сдвоенными операционными усилителями от Burr-Brown OPA2134 (IC1 и IC2).

Предварительный усилитель

Увеличение по клику

Аудиосигнал от выбранного источника поступает на вход первого операционного усилителя (IC1a). Простой фильтр нижних частот, сформированный резистором 1,2 кОм и конденсатором 56 пФ, ослабляет радиочастоты на входе ОУ. Здесь можно использовать относительно большое значение резистора, благодаря чрезвычайно высокому (10 ТераОм) входному сопротивлению OPA2134 (входная цепь реализована на полевых транзисторах).

Усиление напряжения этого каскада составляет около 3,3 (10,5 дБ) и определяется номиналами резисторов в цепи обратной связи (4,7 кОм и 2 кОм).

Резистор  4,7 кОм совместно с конденсатором 220 пФ образуют цепь частотной коррекции для повышения устойчивости усилителя во всём диапазоне частот.

Сигнал с выхода IC1a (вывод ОУ 1) поступает через неполярный конденсатор ёмкостью 22 мкФ на регулятор громкости. Им служит переменный резистор номиналом 10 кОм.

С выхода (движка) регулятора громкости сигнал, также через неполярный конденсатор, поступает на вход второго каскада (IC1b). Благодаря применению конденсаторов устраняются неприятные шорохи и трески при регулировании громкости.

Второй операционный усилитель используется в качестве буфера с единичным усилением, что позволяет усилителю стабильно работать с любой низкоомной нагрузкой, независимо от уровня громкости.

Выход ОУ подключён к выходным разъёмам через неполярный конденсатор, резистор номиналом 100 Ом и ферритовую “бусинку”. Это позволяет сделать выход усилителя нечувствительным к ёмкости межблочного кабеля, входному импедансу усилителя мощности и защищает от радиопомех, которые через цепи обратной связи могут проникнуть на вход усилителя.

Согласование импеданса

Как уже упоминалось, второй ОУ IC1b сконфигурирован для единичного усиления, поэтому его выход (вывод 7) должен быть подключен к его инвертирующему входу (вывод 6). Тем не менее в цепи ООС показан резистор R1. Для уменьшения искажений “видимое” сопротивление по инвертирующему и неинвертирующему входам должны быть равны. Однако, к одному входу подключен регулятор громкости, сопротивление которого меняется.

Если вместо R1 установить перемычку, то уровень искажения будет всё равно очень низкий, см. графики характеристик. Если есть желание предельно минимизировать искажения, замерьте сопротивление регулятора громкости в том положении, в котором вы слушаете музыку чаще всего и именно такого номинала установите резисторы R1 (R2).

Конечно, для этого сначала потребуется установить перемычки и провести несколько тестовых прослушиваний на вашем тракте и после этого… есть подозрение, что вы не захотите менять перемычки на сопротивления.

Коммутация выходных цепей

В конструкции предусмотрено переключение выхода предварительного усилителя между выходными разъёмами RCA на задней панели конструкции и клеммной колодкой (CON6), которая предназначена для подключения усилителя для наушников.

Два реле (RLY6 и RLY7) неиспользуемые выходы подключают к земле. Реле управляются с помощью контактов, расположенных внутри гнезда для наушников. Поэтому переключение происходит автоматически при подключении штекера головных телефонов.

Диод, конденсатор и резисторы включены в базовую цепь управляющего транзистора Q6 служат для задержки переключения реле, чтобы исключить неприятные щёлчки при коммутации.

Источник питания

Для получения высоких заявленных характеристик мы разработали малошумящий источник питания для предварительного усилителя.

Блок питания предварительного усилителя

Увеличение по клику

Он обеспечивает стабилизированные выходные напряжения  ± 15 В и + 5 В для самого предварительного усилителя и дополнительных блоков. Плата блока подключена к трансформатору с выходным напряжением переменного тока ~15В (две обмотки). Диодный мост (D1-D4) и два конденсатора по 2200мкФ выпрямляют и фильтруют переменное напряжение и обеспечивают примерно ± 21 В постоянного напряжения. Регулируемые стабилизаторы LM317 и LM337 выдают на выходе ± 15 В благодаря резисторам 100 Ом и 1,1 кОм, подключенным к выводам «OUT» и «ADJ».

Мы использовали регулируемые стабилизаторы, потому что их управляющие выводы «ADJ» можно «оторвать» от земли, чтобы улучшить подавление пульсаций, что мы сделали с использованием конденсаторов 10 мкФ. Защитные диоды (D5 и D7) обеспечивают разрядный путь для конденсаторов, если выход случайно замыкается на землю.

Два диода (D6 и D8) в обратном включении защищают выход каждого плеча в случае неисправности другого.

Стабилизатор на фиксированное выходное напряжение 7805 (REG3) используется для получения напряжения + 5V. Резистор номиналом 100Ом  служит для снижения рассеиваемой мощности на микросхеме стабилизатора. Этот резистор не так важен для модуля предварительного усилителя, но существенно облегчит тепловой режим стабилизатора при подключении дополнительных блоков.

Поскольку от источника питания +5В потребляется дополнительная мощность только положительной полярности, для балансировки плеч выпрямителя в отрицательное плечо включен резистор номиналом 330Ом, который обеспечивает одинаковую скорость разряда конденсаторов фильтра при выключении.

Продолжение следует…

Удачного творчества!

Стать подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»
Вольный перевод статьи — Главный редактор «РадиоГазеты».

Похожие статьи:

radiopages.ru

Предварительный усилитель с трехполосным эквалайзером на ОУ NE5532

Предварительные усилители используются для «подготовки» аудиосигнала перед усилением УНЧ на акустическую систему или на наушники. В предусилителях сигнал усиливается до нужного уровня (раскачать УНЧ), производится частотная коррекция, согласование входного и выходного сопротивления и прочее. Изучим этого пациента…

Пришло вот что:

В пакетике плата, крепление и ручки регуляторов:

Размеры:

ОУ NE5532, красные конденсаторы — на международном радиолюбительском форуме говорят хорошие — филиппинские:

Стабилизаторы питания на 15В:

Конденсаторы фильтра питания 2200 мкФ на 25 В. Марка — HongFa. Вывод — питать пред можно от трансформатора 12 В или 15 В переменки. Две обмотки.


Обратная сторона платы — флюс отмыт на 4-ку:

Подключение и регулировка тембра такое:

Подключил к трансформатору с двумя обмотками на 12 В. Даже если не подать питание на пред, сигнал проходит на выход — около 0.043 В при 0.3 В на входе:

Включил питание и на выходе получилась ерунда вместо синуса:

Заменил один ОУ и все нормально стало. Вывод — прислали с одним битым ОУ.
На входе преда:

На выходе — макс громкость:

Получаем усиление сигнала в 7.5 раза.
Если покрутить регуляторы эквалайзера — можно добиться нормального прямоугольного сигнала на выходе:

Замерил в RMAA один канал. Перед замерами подключил на выход предусилителя нагрузочные резисторы в 51 кОм:

АЧХ как мог, выровнял регуляторами (см. зеленую линию):




Крутим регуляторы эквалайзера. Слева — на минимуме, справа на максимуме:
Высокие частоты — изменение 15 dB в каждую сторону:

Средние частоты — изменение 7 dB в каждую сторону:

Низкие частоты — изменение 15 dB (см. зеленую линию) в каждую сторону:

Схему усилителя рисовать не буду. Она тут обычная для таких устройств. ОУ на входе, потом пассивный эквалайзер на три полосы, ОУ на выходе. На выходе по пути сигнала два электролита на 47 мкФ. При желании их можно заменить на качественную пленку, электролиты, неполярные электролиты или на тантал. По питанию — диодный мост (шунтированный пленочными конденсаторами), два конденсатора на 2200 мкФ. При желании можно заменить на качественные. Потом два стабилизатора и электролит на выходе на 100 мкФ. При желании ОУ можно заменить на более качественные, например на OPA2134.

По звуку особых претензий нет. Фона тоже не слышно. Порадовали переменные резисторы в предусилителе — баланс ровный, не трещат и не шуршат. Удивительно.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

Интерлавка | Высококачественный предусилитель на EL2125

      На рубеже 2004 и 2005 годов возникает
естественное желание строить усилители на современной элементной
базе, пользуясь передовыми достижениями мировой электронной
технологии.

Предлагаю вашему вниманию высококачественный предусилитель
на базе EL2125.

Основные материалы БЕСПЛАТНЫ, самодельщики могут свободно
использовать их для повторения в своих собственных конструкциях.

      ПОЧЕМУ EL2125 ?

      Превосходный чип, по своим характеристикам
предендует едва ли не на 2 место в десятке лучших ОУ по обзорам
моделей в 2004г.

      Это конечно, не AD8099 (первое место
в мире, премия от Intel «Инновация 2004 года»),
но EL2125 уже появился в продаже на рынке СНГ и достать его
вполне реально, особенно тем, кто живет в столичных и крупных
городах .

      Тем, кому очень сложно достать EL2125
я постараюсь помочь, насколько это будет возможно.

      НАСКОЛЬКО ХОРОШИ ХАРАКТЕРИСТИКИ EL2125,
СУДИТЕ САМИ :

            Возможность работы
на нагрузку до — 500 Ом

            Рабочий дипазон
частот до — 180 MHz

            Напряжение питания
— ±4.5 … ±16.5 В.

            Коэффициент нелинейных
искажений — менее 0,001%

            Скорость нарастания
выходного сигнала — 190 V/µs

            Уровень шума — 0,
86 nV/vHz ( лучше, чем у AD8099 ! ! ! )

      Цена EL2125 в розничной продаже обычно
$ 3 за штуку, не очень дешево, но оно того стоит.

      Чаще всего, EL2125 встречается в корпусе
типа SO — 8 (готовьте микронасадки к паяльникам).

      Должен заметить, что в список характеристик
я бы добавил и такой как — » удивительная музыкальность».
Этот показатель невозможно измерить приборами и выразить цифрами,
он ощущается только на слух.

      РЕКОМЕНДУЮ СЛЕДУЮЩИЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ
EL2125 : (после сохранения картинка будет большой)

      1. Как усилитель для телефонов с широким
диапазоном сопротивлений :

      2. Как высококачественный предусилитель
для оконечных усилителей с двухполярным питанием ( в диапазоне
от ± 22 до ± 35 В.) и чувствительностью 20 … 26 дБ :

      Данный ОУ невольно напрашивается в более
серьезный предварительный усилитель, созданный на базе усилителя
Солнцева и описанного на сайте «Паяльник»:

            В усилителе применены
сдвоенные переменные резисторы R11 и R17 любого типа группы
Б, R1 и R21 любого типа группы В или А. В качестве тонокомпенсированного
регулятора громкости (R21) можно примененить переменный резистор
100 кОм (с отводом от середины). Транзисторы можно заменить
на КТ3107И, КТ313Б, КТ361В,К (VT1, VT4) и КТ312В, КТ315В (остальные).
Замена ОУ К574УД1 на ОУ других типов не рекомендуется. При
значительном уровне постоянной составляющей (в редких случаях)
в точке А необходимо установить конденсатор емкостью 2.2 —
5 мкф.

      Описываемый предварительный усилитель
подключается к усилителю мощности ЗЧ с входным сопротивлением
не менее 10 кОм. Со значительным увеличением Кг, данный ПУ
можно нагрузить и на УМЗЧ с Rвх до 2 кОм (что крайне нежелательно),
в таких случаях (если Rвх вашего УМЗЧ менее 10 кОм) нужно
просто еще раз умощнить выходной каскад ( копию участка схемы
VT1-VT2-VT3-VT4-R4-R5-R6-R7, подключить на выход DA2), резисторы
R23 и R24 подключить аналогично резисторам R2 и R3, хотя в
этом случае возможно повысится уровень шумов. А если Rвх вашего
УМЗЧ больше или равно 100 кОм, то в качестве операционного
усилителя DA2 рекомендуется применить К574УД1А(Б), это снизит
уровень искажений и шумов.

            Возможные изменения
в схеме (улучшающие):

      — Для исключения из тракта прохождения
звукового сигнала переключателей П2К (весьма ненадежных в
работе) рекомендуется переключатель SA1 исключить из схемы
(вместе с резисторами R8, R9), а переключатель SA2 перенести
на последий каскад замыкая накоротко резистор R23 (резисторы
R13, R14 при этом исключаются из схемы).

      Схема предусилителя:

      Так же будет не бесполезным испрользовать
данный ОУ в универсальном предварительном усилителе, способным
так же выполнять функцию усилителя для наушников. Принципиальная
схемы приведена ниже:

      Эмиттерные повторители VT1-VT2 разгружают
выход ОУ, а дальше следует схема с местной обратной связью,
способствующая дополнительному снижению не линейных искажений.
Резисторами R19 и R20 устанавливается ток покоя окнечного
каскада предварительного усилителя, аналогично усилителям
мощности, в пределах 7-12 мА. В связи с этим последний каскад
необходимо установить на небольшой теплоотвод

Страница подготовлена по материалам сайта http://yooree.narod.ru и http://cxem.net

interlavka.su

Стереофонический предварительный усилитель с темброблоком на ОУ NE5532

Этот стереофонический предварительный усилитель построен на основе популярного операционного усилителя NE5532 и нескольких дискретных элементов. Предварительный усилитель подходит для работы с любым источником сигнала, таким как mp3 плеер или компьютер, а в дополнении с оконечным усилителем мощности позволит получить дома неплохой звук.

В предусилителе предусмотрен темброблок, позволяющий производить регулировку низких и высоких частот, а также регулировку громкости с помощью трех спаренных поворотных потенциометров. Размещение потенциометров на краю платы позволяет отказаться от проводов, соединяющих потенциометры с платой, что в свою очередь приводит к улучшению параметров усилителя в плане шумов.

Предусилитель питается от двухполярного источника питания с напряжением от +/-18 до +/-30 вольт.

Работа предварительный усилитель с темброблоком

Принципиальная схема предусилителя показана на рисунке ниже:
Усилитель состоит из двух одинаковых каналов. Работу предварительного усилителя изучим на одном из них. Входной сигнал подается на разъем GP1 и поступает прямо на фильтр высоких частот, состоящий из конденсатора C1 (1 мкФ) и резистора R1 (100k) с частотой среза около 1,5 Гц, это позволяет эффективно срезать постоянную составляющую и самые низкие частоты.

Далее сигнал поступает на неинвертирующий усилитель U1 (NE5532) и резисторы R3 (10k) и R7 (4,7 k), что обеспечивает усиление сигнала в 1,5 раза. Небольшой конденсатор C3 (10 пФ) предотвращает возбуждение, в то время как C5 (1 мкФ) разделяет контуры на усилителях U1 и U2(NE5532).

Регулятор частот построен на усилителе U2, а сама регулировка частот построена классическим способом. Элементы, вносящие изменения в характеристики находятся в петле отрицательной обратной связи усилителя U2. Когда оба регуляторы находятся в центральном положении, сопротивление X1 (полученное из элементов: R9 (10k), C9 (33 нФ), C7 (4,7 нФ), а также: P1 (100k), P2 (100k), R11 (10k) и R12 (3,3 к) — «в среднем положении») между входным сигналом и инвертирующим входом усилителя U2 равно сопротивлению X2 (полученное из элементов: R15 (10к), C11 (33 нФ), C13 (4,7 нФ) и в середине также: P1, P2, R11 и R12 — » в среднем положении») между выходом усилителя U2 и инвертирующим вход. Коэффициент усиления А, выражается следующей зависимостью:

Он равен 1 для всего диапазона рабочих частот усилителя.

Потенциометр P1 отвечает за регулировку низких частот. Для высоких частот конденсаторы C9 и C11, являются короткозамкнутыми, так что регулировка с помощью потенциометра не оказывает никакого влияния на этих частотах. Потенциометр отвечает за регулировку высоких частот, а из-за исключения конденсаторов С7 и C13 регулировка не оказывает никакого влияния на низкие частоты.

Сигнал с выхода регулятора частоты поступает через резистор R17 (4,7 k) на потенциометр регулировки громкости P3 (100k) и далее к следующему контуру усиления, а именно U5 (NE5532). Элементы R19(15k) и R21 (33k) настраивают U5 для работы в качестве инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления около 2. С выхода U5 сигнал через фильтр R23 (100Р), C21 (1 мкФ) и R25 (100k) попадает на выход предусилителя GP3.

Напряжение питания для операционных усилителей получают с помощью стабилизаторов U3 (78L15) и U4 (79L15), и фильтруется с помощью конденсаторов C15–C16 и C17–C18. Кроме того, питание каждого из четырех операционных усилителей сглаживается с помощью конденсаторов C19–C20 и C23- C26 (100 нФ).

Скачать рисунок печатной платы предварительного усилителя (unknown, скачано: 4 482)

www.joyta.ru

Предусилитель для микрофона. Подборка схем

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.

Входным источником акустических сигналов для предварительного усилителя обычно являются звукосниматели виниловых пластинок, микрофоны, звукосниматели различных музыкальных инструментов. Ниже приводится три схемы микрофонных усилителей на транзисторах, а так же вариант усилителя микрофона на микросхеме 4558. Все их без труда можно собрать своими руками.

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.

С 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.

Микросхема 4558- характеристики

Скачать datasheet 4558 (140,5 Kb, скачано: 2 430)

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.

www.joyta.ru

Предусилитель своими руками — на микросхеме LM833

Предусилитель своими руками -1Предусилитель своими руками -1

Предусилитель своими руками — с регулятором тембра

Предусилитель своими руками — рекомендую радиолюбителям схему простого и вместе стем высококачественного предварительного усилителя мощности звука с встроенным тембр блоком. Преамп построен на базе широко известного двухканального операционного аудио усилителя LM833.

Рабочая область микросхемы реализована по схеме не инвертирующего усилителя с последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, а незадействованная область собрана по схеме повторителя, то есть по просту заглушена. Эффективная полоса пропускания данной схемы находится в пределах от 0.6 Гц до 18 кГц. Приблизительный коэффициент усиления находится в диапазоне от 0.9 до 110 исходя от выставленных значений подстроечного резистора.

Сдвоенный операционный усилитель LM833 изначально разрабатывался для применения в высококачественных звуковых устройствах. Таких, например; как пред усилители и фильтры, которые не могут работать без дву-полярного блока питания. Схема данного аппарата способна работать с питающими напряжениями в диапазоне от ±6v до ±18v, при этом коэффициент нелинейных искажений (КНИ) составляет только лишь 0.002%. Пиковое усиление по напряжению ОУ LM833 достигает 112дБ с номинальным током 6мА.

Схема предварительного усилителя

Предусилитель своими руками -2Предусилитель своими руками -2

В качестве операционного усилителя можно применять любой другой двух канальный ОУ.

Предусилитель своими руками -3Предусилитель своими руками -3
На снимке печатная плата:

Предусилитель своими руками-4Предусилитель своими руками-4
Компоновка элементов на печатной плате.

Номиналы всех установленных в схеме элементов показаны на картинке ниже:

Предусилитель своими руками-5Предусилитель своими руками-5
Список компонентов:

Данную модель преампа можно применять как в комплекте усилителя мощности звука, так и как дополнительный модуль предварительного усилителя.

Зачем нужен предварительный усилитель

Основной задачей устройства является выполнения функции усиления звукового сигнала до такого значения, при котором он становится более подходящим для оконечных усилителей мощности. Предусилитель подбирает системный уровень звукового сигнала от разнообразных источников звука. При усилении сигнала, предварительный усилитель несколько изменяет звуковой тембр.

Далее, воспроизводящая аудио система обеспечивает линейность и минимум искажений. Например, чтобы добиться прозрачного звука гитары, без этой особенности устройства, никак не справится во время выстраивания безукоризненного звучания электрогитары. Как известно, электрогитара обладает своим специфическим звуком. Следовательно, дополнительно вносимые тембровые эффекты привносят в первоначальный гитарный звук, знакомое гитарное звучание.

Используя некоторые модели преампов можно извлечь новое, уникальное звучание. Предварительные усилители разделяются на категории их применения, такие как для работы с инструментальным звуком, для работы с микрофоном и есть еще универсальные. Например: на вход инструментального преампа можно напрямую подавать сигнал с гитары. Микрофонные естественно работают с микрофонами. Универсальные имеют возможность, переключаться между микрофонным и инструментальным.

Фото пред усилителя собранного в корпусе.

Предусилитель своими руками-6Предусилитель своими руками-6 Предусилитель своими руками-7Предусилитель своими руками-7

Предусилитель своими руками-8Предусилитель своими руками-8 Предусилитель своими руками-9Предусилитель своими руками-9

Предусилитель своими руками-10Предусилитель своими руками-10 Предусилитель своими руками-11Предусилитель своими руками-11

usilitelstabo.ru

Предварительный усилитель | РадиоГазета — принципиальные схемы для радиолюбителей и меломанов

Предварительный усилитель Автор: Douglas Self (Дуглас Селф), вольный перевод статьи: главный редактор «РадиоГазеты»

Современные цифровые источники звука (CD-проигрыватели, ЦАПы и т.п.) имеют очень низкий уровень шумов. Гораздо ниже, чем винил или магнитная лента. Из-за этого требования к шумам последующего усилительного тракта на сегодняшний день стали гораздо выше, чем в эпоху аналогового звука. В свете этих требований при разработке описанного ниже предварительного усилителя в первую очередь ставилась задача получения качественного звучания  при ультранизком уровне шумов без применения экзотических или дорогостоящих компонентов.

В большинстве каскадов автор применил свои любимые операционные усилители NE5532, но в некоторых узлах используются LM4562, так как в последнее время они стали  доступнее и позволяют получить гораздо меньшие искажения при работе на низкоомную нагрузку.

Что за меломан ( и уж тем более аудиофил) без винила? Именно для них предусилитель оснащен двумя фонкорректорами под разные типы звукоснимателей. Кроме того, конструкция имеет регулятор тембра, наглядный индикатор уровня и симметричные выходы, что сегодня стало практически стандартом для высококачественной аудио-аппаратуры.

Структурная схема предусилителя показана на рисунке:

Структурная схема предварительного усилителяи

Увеличение по клику

Все модули собраны на отдельных печатных платах, что упрощает их размещение в корпусе и облегчает коммутацию.
В этой части цикла статей приводится описание схемы непосредственно усилителя с регуляторами громкости, баланса и тембра, а также организации симметричного выхода.

Принципиальная схема модуля предварительного усиления:

Схема предварительного усилителя.

Увеличение по клику

Все сопротивления (не только резисторы, но и сопротивления активных компонентов, например сопротивление базы транзистора) генерируют шумы, уровень которых зависит от величины сопротивления и температуры. Так как повлиять на температуру в помещении прослушивания довольно сложно, то единственный способ уменьшить шумы сопротивлений — это уменьшать величину самого сопротивления. Отсюда вытекает главная особенность представленной схемы — использование низкоомных резисторов на всём пути звукового сигнала.

Если для постоянных резисторов выбор низкоомных номиналов не представляет проблем, то для переменных резисторов (для регуляторов громкости, баланса и тембра) номинальный ряд существенно ограничен. Обычно в этих цепях можно увидеть переменные резисторы на 47кОм, 22кОм, в лучшем случае 10 кОм. В данной конструкции Дуглас Селф применил переменные резисторы на 1кОм — это, пожалуй, минимальный номинал из доступных среди переменных резисторов.

Кстати, вот характеристики, которых удалось достичь:

(Измерения проводились при напряжении питания 17В, при отключенных регуляторах тембра, с использованием симметричных входов и выходов)

 

Коэффициент гармоник+шум (входной сигнал 0,2В, выходной — 1В) 0,0015% (1 kHz, B = 22 Hz до 22 kHz)
0,0028% (20 kHz, B = 22 Hz до 80 kHz)
 Коэффициент гармоник+шум (входной сигнал 2В, выходной — 1В) 0,0003% (1 kHz, B = 22 Hz до 22 kHz)

0,0009% (20 kHz, B = 22 Hz до 80 kHz)

Отношение сигнал/шум (при входном сигнале 0,2В) 96 dB (B = 22 Hz до 22 kHz) 98,7 dBA
Полоса воспроизводимых частот: 0,2 Hz до 300 kHz
Максимальный уровень выходного сигнала (при 0,2В входного): 1,3 В
Регулировка баланса +3,6 dB до -6,3 dB
Регулировка низких частот ±8 dB (100 Hz)
Регулировка высоких частот ±8,5 dB (10 kHz)
Разделение каналов (R->L) -98 dB (1 kHz) -74 dB (20 kHz)
Разделение каналов (L->R) -102 dB (1 kHz) -80 dB (20 kHz)

Использование низкоомных резисторов также позволяет снизить смещение операционных усилителей входными токами, что также снижает шум, вызванный колебаниями токов ОУ.

Для снижения шумов активных компонентов в схеме использовано параллельное соединение каскадов. Конечно, можно было бы использовать современные малошумящие ОУ типа AD797. Но это будет значительно дороже и сложнее (так как в одном корпусе содержится только один ОУ). Обращаю внимание, что речь идёт не о параллельном соединении микросхем (когда их напаивают этажеркой друг на друга), а о параллельном соединении усилительных каскадов. Только в этом случае шумы усилительных элементов будут некоррелируемые, за счёт чего общий уровень шума уменьшается на 3дБ при запараллеливании 2-х каскадов. При параллельном соединении 4-х каскадах шум уменьшается на 6дБ, т.е. в два раза.

Если запараллелить 8 каскадов, то шум уменьшится на 9 дБ, но для такого выигрыша затраты получаются неоправдано высоки.

Из-за применения низкоомных резисторов в регуляторе тембра номиналы конденсаторов получились гораздо больше привычных. Но сегодня это не является проблемой для современной элементной базы.

Линейный вход и регулятор баланса.

Для снижения шумов и помех непосредственно на входе усилителя установлен фильтр R1C1 и R2C2 . Буферные каскады IC1A и IC1B обеспечивают входное сопротивление порядка 50кОм и улучшают подавление синфазных помех. Непосредственно усилительный каскад собран на LM4562 (IC2A), коэффициент усиления которого регулируется потенциометром  P1A. Этот же потенциометр в правом канале включен «противофазно» левому, за счет чего получается регулировка баланса. Обратная связь в каскаде реализована через два параллельных буфера IC3A и IC3b, за счёт чего достигается неизменность коэффициента усиления каскада независимо от изменения нагрузки. Кроме того, такое решение снижает уровень шума и обеспечивает низкое выходное сопротивление.

Типовая реализация регулятора баланса обычно негативно влияет на сцену и «виртуальное» расположение инструментов, из-за чего довольно редко встречается в Hi-End аппаратуре. Решение данного узла, предложенное Дугласом Селфом, не имеет этого недостатка.

Уровень шума этой части предусилителя составляет всего -109 дБ в среднем положении регулятора баланса, -106 дБ при максимальном и -116 дБ при минимальном положениях регулятора (в полосе частот 22 Гц до 22 кГц).

Регулятор тембра.

Несмотря на то, что выглядит регулятор несколько необычно, тем не менее здесь применена классическая схема регулятора тембра Баксандалла. Как отмечалось выше из-за низких номиналов переменных сопротивлений номиналы конденсаторов получаются существенно больше «типовых» значений.

Конденсатор С7 (1 мкФ) определяет нижнюю частоту регулировки тембра, а конденсаторы C8 и C9 имеют значение 100 нФ и определяют частоту регулировки тембра на ВЧ. При желании глубину регулировки тембра можно увеличить до ± 10 дБ. За счет элементов IC4 исключено взаимное влияние цепей  НЧ и ВЧ при регулировании тембров.

Не смотря на большие габариты и высокую стоимость, для этой части схемы настоятельно рекомендуется применение полипропиленовых конденсаторов.

Уровень шума регулятора тембра составляет всего -113 дБ в среднем положении регуляторов.

Реле RE1 служит для отключения регулятора тембра, если в нём нет необходимости. В этом случае сигнал снимается с выхода IC2A и поступает напрямую на вход  IC9B в обход регулятора тембра. Чтобы избежать щелчков при коммутации служит резистор R18. Для снижения  перекрестных помех коммутация в каждом канале осуществляется отдельным реле. В этом случае контактные группы реле можно запараллелить, что снизит сопротивление контактов и дополнительно повысит надёжность этой части схемы.

Активный регулятор громкости.

Регулятор громкости также реализован по идее Питера Баксандалла, что во-первых позволило получить сверхнизкий уровень шума (особенно на малых громкостях), а во-вторых получить логарифмическую характеристику регулирования при использовании потенциометров с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Максимальное усиление составляет +16 дБ, при этом точка 0 дБ получается в среднем положении потенциометра.

Четыре соединённых параллельно усилителя, как отмечалось выше, служат для снижения уровня шума на 6 дБ. Уровень собственных шумов такого регулятора составляет -101 дБ при максимальном усилении и -109 дБ при усилении 0 дБ. На практике регулятор громкости обычно устанавливается в положении -20 дБ, тогда уровень шума составит -115 дБ, который существенно ниже порога слышимости.

Чтобы вы могли оценить качество каждого каскада для них были приведены собственные уровни шумов. Результирующий уровень шума данного предусилителя, как нетрудно догадаться, будет несколько варьироваться в зависимости от положения потенциометров.

Симметричный выход реализован за счёт фазоинвертора на ОУ IC9A и имеет двойную амплитуду сигнала по сравнению с несимметричным. Впрочем, это нормально для профессиональной аудиотехники.

Конструкция и настройка.

Размещение элементов усилителя на плате:

Печатная плата предварительного усилителя

Увеличение по клику

При сборке сначала запаиваются резисторы, а затем остальные компоненты.
Джампер JP1 предназначен для подбора оптимального подключения земли винил-корректора (есть аналогичные джамперы на платах MC / MD). Не забудьте их подключить. Место подключение подбирается экспериментально после сборки конструкции в корпусе.

Фото собранной платы:

Печатная плата предварительного усилителя

Увеличение по клику

Данный блок настройки не требует.
Частотные характеристики усилителя и регулятора тембра:

АЧХ предварительного усилителя

Увеличение по клику

Список элементов:

Резисторы:
(1% точность; металло-плёночные; 0.25W)
R1,R2,R39,R40 = 100Ohm
R3-R6,R41-R44,R78,R79 = 100kOhm
R7-R12,R16,R17,R21-R24,R33,R34,
R45-R50,R54,R55,R59-R62,R71,R72 = 1kOhm
R13,R51 = 470Ohm
R14,R15,R52,R53 = 430Ohm
R18,R35,R36,R56,R73,R74 = 22kOhm
R19,R20,R57,R58 = 20Ohm
R25-R28,R63-R66 = 3.3kOhm
R29-R32,R67-R70 = 10Ohm
R37,R38,R75,R76 = 47Ohm
R77 = 120Ohm
P1,P2,P3,P4 = 1kOhm, 10%, 1W, stereo potentiometer, линейный, например Vishay Spectrol cermet type 14920F0GJSX13102KA. или, Vishay Spectrol conductive plastic type 148DXG56S102SP.

Конденсаторы:
C1,C2,C10-C14,C26,C27,C35-C39 = 100pF 630V, 1%, polystyrene, axial
C3,C4,C28,C29 = 47µF 35V, 20%, неполярный, диаметром 8mm, расстояние между выводами 3.5mm, например Multicomp p/n NP35V476M8X11.5
C5,C6,C30,C31 = 470pF 630V, 1%, polystyrene, axial
C7,C32 = 1µF 250V, 5%, polypropylene, расстояние между выводами 15mm
C8,C9,C33,C34 = 100nF 250V, 5%, polypropylene, lead spacing 10mm
C15,C16,C40,C41 = 220µF 35V, 20%, неполярные, диаметром 13mm,расстояние между выводами 5mm, например Multicomp p/n NP35V227M13X20
C17-C25,C42-C50 = 100nF 100V, 10%, расстояние между выводами 7.5mm
C51 = 470nF 100V, 10%, расстояние между выводами 7.5mm
C52,C53 = 100µF 25V, 20%, диаметр 6.3mm, расстояние между выводами 2.5mm

Микросхемы:
IC1,IC3,IC5-IC10,IC12,IC14-IC18 = NE5532, например ON Semiconductor type NE5532ANG
IC2,IC4,IC11,IC13 = LM4562, например National Semiconductor type LM4562NA/NOPB

Разное:
K1-K4 = 4-х контактный разъём, шаг 0.1’’ (2.54mm)
K5,K6,K7 = 2-х контактный разъём, шаг 0.1’’ (2.54mm)
JP1 = 2-х контактный джампер, шаг 0.1’’ (2.54mm)
K8 = 3-х контактный винтовой блок, шаг 5mm
RE1,RE2 = реле, 12V/960Ohm, 230VAC/3A, DPDT, TE Connectivity/Axicom type V23105-A5003-A201

Продолжение следует…

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор» (Германия)

Удачного творчества!

Главный редактор «РадиоГазеты»

Похожие статьи:

radiopages.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о