Forforstærker: Kredsløb, arbejde, typer, forskelle, hvordan man vælger og dets applikationer

Forforstærkeren eller forforstærkeren blev først opfundet i det tidlige 20. århundrede som et hovedelement i udviklingen af ​​radio- og fonografteknologi. Senere dukkede transistorbaserede forforstærkere og endelig digitale forforstærkere op ved at tilbyde højere pålidelighed, lavere omkostninger og lavere støj. Disse forstærkere bragte flere funktioner og funktioner som; balance og filtre yderligere til surround sound, udligning, trådløs forbindelse og rumkorrektion. Forforstærkere er vigtige komponenter i lydsystemet. De leverer lydsignalet til effektforstærkeren og højttaleren. De justerer også signalniveauet og signalrutingen, så de passer til forskellige forhold. Denne artikel forklarer kort en forforstærker , dens funktion, typer og applikationer.

Hvad er en forforstærker?

En forforstærker er en elektronisk forstærker, der fjerner signalet fra detektoren uden at forringe det iboende S/N-forhold betydeligt. Forforstærkerens funktioner omfatter hovedsageligt; tonekontrol, digitale indgange med alsidighed og balancejustering.

Disse forstærkere er kritiske komponenter i hjemmebiograf og stereoanlæg. Så disse er hovedsageligt designet til at bruge et lydsignal fra en lydkildeenhed og forstærke det til et niveau, der kan behandles yderligere gennem en effektforstærker til at spille gennem højttalere. Disse typer forstærkere er også ansvarlige for at behandle lydsignalet som; justering af tone, balance og lydstyrke.

Forforstærker arbejdsprincip

Forforstærkeren fungerer ved at ændre et svagt elektrisk signal til et stærkt udgangssignal, som er støjtolerant og stærkt nok til at sende til en effektforstærker, ligesom en højttaler er kendt som en forforstærker eller forforstærker. Det endelige udgangssignal ville være forvrænget eller støjende uden brug af denne forstærker.
Forforstærkere bruges i hjemmestereosystemer og hjemmebiografsystemer, men valget af denne forstærker afhænger hovedsageligt af forskellige faktorer som; antallet af nødvendige kanaler, de foretrukne funktioner og lydkvalitet.

Forforstærker kredsløb

Forforstærkerkredsløbet med en enkelt transistor er vist nedenfor. Dette simple kredsløb bruges til at give omkring 3 - 30 spændingsforstærkning og afhænger af kilden samt belastningsimpedansen. Dette forforstærkerkredsløb har lav indgangsimpedans.

De nødvendige komponenter til at lave dette forforstærkerkredsløb omfatter hovedsageligt; modstande R1-2,2 MΩ, R2 – 4,7 KΩ, kondensatorer C1 & C2 elektrolytiske kondensatorer – 10 µF, 10V og NPN transistor T1 = BC148B. Tilslut kredsløbet som vist i diagrammet nedenfor.

Arbejder

Det enkle forforstærkerkredsløb er designet med en enkelt laveffekt forstærkertransistor. Denne transistor er konfigureret i CE ( almindelig udsender ) tilstand. Når indgangssignalet leveres til basisterminalen på T1-transistoren i hele C1-koblingskondensatoren, kobler det indgangssignalet til BE-terminalerne på T1-transistoren.

12V Vcc leveres til transistorens kollektorterminal, og den tjener den ekstra funktion ved at give basisstrømmen. C1-kondensatoren i nulsignaltilstand fungerer som et åbent kredsløb, da kondensatorreaktansen er uendelig ved nulfrekvens. Derfor fungerer 'C1'-kondensatoren som en blokerende kondensator. Ligeledes tjener en C2-kondensator en lignende funktion. Så C2 kondensator fungerer som en koblingskondensator og føder det forstærkede signal for at danne udgangsspændingen. Dette enkle forforstærkerkredsløb anvender fast bias. Så i ovenstående kredsløb kan nulsignalprocessen etableres ved at vælge R1 modstand.

Forforstærker typer

Der er tre typer forforstærkere strømfølsomme, parasitisk kapacitans og ladningsfølsomme forforstærkere, som diskuteres nedenfor.

Strømfølsom forforstærker

Den strømfølsomme forforstærker med 50Ω indgangsimpedans giver den korrekte terminering af 50Ω koaksialkablet og ændrer strømimpulsen til en spændingsimpuls fra detektoren. Hvis den øgede tid for forstærkeren er lille sammenlignet med detektorens forøgelsestid, er forforstærkerens spændingsforstærkning 'A', og spændingsimpulsamplituden ved forforstærkeren o/p vil blive givet som;

Vout = 50 Iin A

hvor 'Iin' er den aktuelle pulsamplitude fra detektoren. Så dette signal føres til en hurtig diskriminator til at tælle applikationer, hvis o/p er optaget gennem en tæller/timer.

Den dominerende begrænsning for timingapplikationer på timingopløsning gennem fotomultiplikatorrør og mikrokanalplader er variation inden for elektronernes transittider, når de kaskade gennem detektoren. Så dette kan forårsage en jitter inden for pulsankomsttiden ved udgangen af ​​detektoren. Men hvis detektorsignalerne er tilstrækkelige til at have brug for en strømfølsom forforstærker, bør forforstærkerens indgangsstøjeffekt på tidsopløsning også overvejes. Disse typer forforstærkere er hovedsageligt designet til timing-applikationer, der har AC-koblede tidskonstanter inden for et par hundrede nsec-område.

Parasitisk kapacitans forforstærker

Forforstærkeren, som har en høj (~5 MΩ) indgangsimpedans, er kendt som en parasitisk kapacitans-forforstærker. Så den genererede strømimpuls af detektoren er inkorporeret i den kombinerede parasitiske kapacitans, der er tilgængelig ved forforstærkerens indgang og detektorudgang. Generelt varierer denne kombinerede parasitiske kapacitans fra 10 – 50 pF. Det resulterende signal er en spændingsimpuls med amplitude, der er proportional med hele ladningen inden for detektorimpulsen & en stigetid svarende til perioden for detektorstrømsignalet.

Indgangskapacitansen og en modstand er forbundet parallelt, hvilket forårsager et eksponentielt henfald af signalet med en ~50 µs tidskonstant. En forstærker med en enhedsforstærkning og høj indgangsimpedans er indbygget som en buffer til at drive koaksialkablets lave impedans ved udgangen. Her kan 93-Ω modstanden med udgangen i serie absorbere reflekterede signaler i lange kabler ved at afslutte kablet i dets karakteristiske impedans.

Disse typer forforstærkere bruges ikke sammen med halvlederdetektorer på grund af den følsomme forstærkning til små ændringer i den parasitære kapacitans. Detektorkapacitansen for delvist udtømte halvlederdetektorer ændres med den påførte forspænding til detektordioden. Derudover kan forbindelseskablets små bevægelser justere indgangskapacitansen med nogle få tiendedele af en pF.

Ladningsfølsom forforstærker

Ladeladningsfølsom forforstærker er en type forforstærker, der ofte bruges, mens man designer udlæsningskredsløb hovedsageligt til pulsdetektorer. Deres design giver stabilitet, og lav støj og deres integrerende natur giver et output. Så denne udgang er proportional med hele ladningen, der leveres fra detektoren under hele pulsbegivenheden.

Sammenlignet med andre forforstærkere er forstærkningen af ​​denne forforstærker stabil. Det afhænger ikke af forstærkerens båndbredde eller indgangskapacitansen. Disse typer forforstærkere bruges normalt inden for strålingsdetektionsapplikationer, hvor individuelle detektionssignaler skal beregnes med høj præcision. Disse kan installeres i hjemmelydsystemet og kan kombineres med andet lydudstyr. Disse forstærkere er meget billige og genererer en naturlig lyd.

Hvordan bruger man en forforstærker med en forstærker?

Generelt bruges forforstærkeren før forstærkeren eller effektforstærkeren i et lydsystem. Vi kan ikke levere signaler til effektforstærkeren fra en mikrofon (eller) en analog lydsensor. Så vi bør bruge forforstærkeren før forstærkeren.

Forstærkeren fokuserer simpelthen på at forstærke det elektroniske signal i et højt område, de er ikke i stand til at fjerne støj og også interferens fra signalet. Til højhastighedssignalforstærkningen skal der gives et stærkt og støjfrit elektronisk signal til forstærkeren. Udgangen fra mikrofoner, transducere, analoge sensorer osv. er dog ikke passende til forstærkerens input, da de kun skaber støj, svage og indlejrede interferenssignaler.

Så forforstærker bruges til at forberede signalet til effektforstærkerens i/p. Hvis forforstærkeren ikke er allieret før forstærkeren, vil effektforstærkerens output være støjende og forvrænget. Derudover hjælper forforstærkeren med at balancere forstærkningen.

Forskel S/H Forforstærker Vs Forstærker

Det vigtigste forskelle mellem en forforstærker og en forstærker diskuteres nedenfor.

Hvordan vælger man den rigtige forforstærker?

Vi ved, at en forforstærker booster mikrofonsignalet, før den opnår hovedmixeren eller lydgrænsefladen. Denne forstærker kan have indflydelse på kvaliteten og karakteren af ​​dine optagelser, så det er vigtigt at vælge den rigtige til dit system. Så mens du vælger en forforstærker, skal mange faktorer tages i betragtning, som diskuteres nedenfor.

Gain & Headroom

Mængden af ​​forstærkning, som en forforstærker anvender på indgangssignalet, er kendt som forstærkning, mens frihøjden er det højeste niveau, som en forforstærker håndterer uden at forvrænge. Så en forforstærker bør have en minimum forstærkning – 60 dB & frihøjde på – 20 dB.

Farve & Tone

Farve & tone refererer til de soniske egenskaber, som en forforstærker bibringer signalet som; klarhed, varme, mætning, lysstyrke osv. Muligheden for farve og tone afhænger hovedsageligt af dine personlige præferencer og stilen og typen af ​​musik, du optager.

Egenskaber og funktioner

Dette er de ekstra muligheder, der styrer, at en forforstærker tilbyder som; en polaritetskontakt, phantom power, low-cut filter, pad, fasejustering eller måling. Så alle disse funktioner samt funktioner hjælper dig med at forme og optimere signalet, før det når den næste fase af signalkæden. Så før du vælger en forforstærker, skal du kigge efter funktioner og funktioner, der passer til dine behov såvel som workflow.

Kompatibilitet og tilslutning

Det refererer til, hvor fint en forforstærker fungerer sammen med andet studieudstyr og software som en mixer, lydgrænseflade, monitorer eller DAW. Hvis du vil have en forforstærker til dit nuværende setup, skal du kigge efter en forforstærker, der har passende input & output stik som; TRS, RCA eller XLR. Du skal også verificere forforstærkerens kompatibilitet med dit operativsystem og DAW,

Kvalitet & Budget

Dette refererer hovedsageligt til, hvor meget du er klar til at bruge på en forforstærker, og hvilket niveau af pålidelighed og ydeevne du forventer af den. Hvis du har brug for en forforstærker baseret på dit budget samt den kvalitet, du har brug for til dine optagelser, skal du tjekke dens anmeldelser, garanti og support fra kunder.

Fordele ulemper

Det fordelene ved forforstærkeren omfatte følgende.

• Denne forstærker booster signaler fra kildeudstyr til en rækkevidde, som en effektforstærker kan fungere effektivt med.
• Disse forstærkere giver en teknik til at skifte mellem forskellige kildekomponenter.
• Den har en bedre lydkvalitet.
• Denne forstærker har mindre støj og mere gain.
• Forforstærker har en højere båndbredde.
• Denne forstærker har et højt dynamisk område.
• Disse er ikke dyre.
• Denne forstærker Installation og fejlfinding er meget enkel.
• Disse er tilgængelige let & lydhør meget.
• Forforstærkere er lineære.
• Den har høj input og lav udgangsimpedans.
• Disse er normalt ladningsfølsomme og strømfølsomme.
• Denne forstærker giver en særlig karakteristik/attitude til din lyd.
• Lavspændingslydsignaler transformeres meget hurtigt.

Det ulemper ved forforstærkeren omfatte følgende.

• Denne forstærker har færre ind- og udgange.
• Disse er tungere.
• Det tillader ikke ekstra kontrol.
• Det er en kritisk komponent inden for gyromålerelektronik.

Ansøgninger

Det anvendelse af forforstærkere omfatte følgende.

• Forforstærker identificerer AE-signal med meget lav amplitude genereret fra AE-sensorer og ændres til brugbare og forstærkede former.
• Denne forstærker bruges overalt, hvor indgangssignalet er meget lille, og en effektforstærker er ikke i stand til at detektere dette lille signal uden et forforstærkertrin.
• Normalt går det forud for en forstærker mere for at arrangere et elektronisk signal til yderligere behandling eller forstærkning.
• Dette bruges i kommunikationssystemer til at forstærke de ekstremt små signaler opnået af antennen og er ofte placeret meget tæt på antennen.
• Det bruges til at ændre et signal fra lavspænding og højimpedans til et højspændings- og lavimpedanssignal, der er modtageligt for signalforringelse.
• Denne forstærker forstærker de elektroniske signaler ved blot at forbedre S/N-forholdene, før de går ind i et kabel til en forstærker.
• Det bruges hovedsageligt til high-fidelity-lyd for at understøtte stereokanaler samt skifte mellem lydindgange.
• Denne form for forstærker tilbyder RIAA-udligning hovedsageligt til optagelse og afspilning af grammofonplader.
• Denne forstærker bruges til at understøtte forskellige lydkanaler i hjemmebiografer.
• Denne forstærker bruges i ethvert lydsystem til at forberede input-lydsignalet primært til forstærkning inden for næste trin.
• Disse bruges i lydkort, Equilizer-maskiner, DJ-mixere og mange flere.
• Disse forstærkere bruges sammen med analoge sensorer, transducere såsom nærhedssensorer samt mikrofoner for at forbedre deres output.
• Forforstærkere bruges i modtagerenden af kommunikationssystem for at slippe af med støj og interferens fra de modtagende signaler.

Dette er således en oversigt over en forforstærker , arbejde, typer, kredsløb og deres applikationer. En forforstærker spiller en nøglerolle inden for lydsystemer af høj kvalitet ved at booste og forfine signalet fra kildeudstyret. Når du vælger en forforstærker, skal nogle afgørende faktorer overvejes, såsom kompatibilitet med andet lydudstyr, foretrukken lydkvalitet osv. Så forståelse af hovedrollen og også dens typer kan forbedre din lydoplevelse betydeligt. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en forstærker?