Forforsterker: Krets, fungerer, typer, forskjeller, hvordan du velger og dens applikasjoner

Forforsterkeren eller forforsterkeren ble først oppfunnet på begynnelsen av 1900-tallet som et hovedelement i utviklingen av radio- og fonografteknologi. Senere dukket transistorbaserte forforsterkere og til slutt digitale forforsterkere opp ved å tilby høyere pålitelighet, lavere kostnader og lavere støy. Disse forsterkere brakt flere funksjoner og funksjoner som; balanserer og filtrerer i tillegg til surroundlyd, utjevning, trådløs tilkobling og romkorreksjon. Forforsterkere er viktige komponenter i lydsystemet. De gir lydsignalet til effektforsterkeren og høyttaleren. De justerer også signalnivået og signalrutingen for å passe forskjellige forhold. Denne artikkelen forklarer kort en forforsterker , dens virkemåte, typer og applikasjoner.

Hva er en forforsterker?

En forforsterker er en elektronisk forsterker som fjerner signalet fra detektoren uten å vesentlig forringe det iboende S/N-forholdet. Forforsterkerfunksjonene inkluderer hovedsakelig; tonekontroll, digitale innganger for allsidighet og balansejustering.

Disse forsterkerne er kritiske komponenter i hjemmekino- og stereoanlegg. Så disse er hovedsakelig designet for å bruke et lydsignal fra en lydkildeenhet og forsterke det til et nivå som kan viderebehandles gjennom en effektforsterker for å spille gjennom høyttalere. Disse typene forsterkere er også ansvarlige for å behandle lydsignalet som; justering av tone, balanse og volum.

Arbeidsprinsipp for forforsterker

Forforsterkeren fungerer ved å endre et svakt elektrisk signal til et sterkt utgangssignal som er støytolerant og sterkt nok til å sende til en effektforsterker, og en høyttaler er kjent som en forforsterker eller forforsterker. Det endelige utgangssignalet ville være forvrengt eller støyende uten å bruke denne forsterkeren.
Forforsterkere brukes i stereoanlegg og hjemmekinoanlegg, men valget av denne forsterkeren avhenger hovedsakelig av ulike faktorer som; antall nødvendige kanaler, foretrukne funksjoner og lydkvalitet.

Forforsterkerkrets

Forforsterkerkretsen med en enkelt transistor er vist nedenfor. Denne enkle kretsen brukes til å gi omtrent 3 – 30 spenningsforsterkning og avhenger av kilden så vel som lastimpedansen. Denne forforsterkerkretsen har lav inngangsimpedans.

De nødvendige komponentene for å lage denne forforsterkerkretsen inkluderer hovedsakelig; motstander R1-2,2 MΩ, R2 – 4,7 KΩ, kondensatorer C1 og C2 elektrolytiske kondensatorer – 10 µF, 10V og NPN-transistor T1 = BC148B. Koble til kretsen i henhold til diagrammet vist nedenfor.

Arbeider

Den enkle forforsterkerkretsen er designet med en enkelt laveffektforsterkertransistor. Denne transistoren er konfigurert i CE ( vanlig emitter ) modus. Hver gang inngangssignalet leveres til basisterminalen til T1-transistoren gjennom C1-koblingskondensatoren, kobler det inngangssignalet til BE-terminalene til T1-transistoren.

12V Vcc leveres til kollektorterminalen på transistoren og den tjener den ekstra funksjonen ved å gi basisstrømmen. C1-kondensatoren i nullsignaltilstand fungerer som en åpen krets siden kondensatorreaktansen er uendelig ved null frekvens. Derfor fungerer 'C1'-kondensatoren som en blokkerende kondensator. På samme måte har en C2-kondensator en lignende funksjon. Så C2-kondensator fungerer som en koblingskondensator og mater det forsterkede signalet for å danne utgangsspenningen. Denne enkle forforsterkerkretsen bruker fast forspenning. Så i kretsen ovenfor kan nullsignalprosessen etableres ved å velge R1-motstand.

Forforsterkertyper

Det er tre typer forforsterkere strømfølsomme, parasittiske kapasitans og ladningsfølsomme forforsterkere som diskuteres nedenfor.

Strømfølsom forforsterker

Den strømfølsomme forforsterkeren med 50Ω inngangsimpedans gir riktig terminering av 50Ω koaksialkabelen og endrer strømpulsen til en spenningspuls fra detektoren. Hvis den økte tiden til forsterkeren er liten sammenlignet med detektorens økningstid, er forforsterkerens spenningsforsterkning 'A', og spenningspulsamplituden ved forforsterkeren o/p vil bli gitt som;

Vout = 50 Iin A

der 'Iin' er gjeldende pulsamplitude fra detektoren. Så dette signalet mates til en rask diskriminator for å telle applikasjoner hvis o/p er registrert gjennom en teller/timer.

Den dominerende begrensningen for timingapplikasjoner på timingoppløsning gjennom fotomultiplikatorrør og mikrokanalplater er variasjon innenfor transittidene til elektronene når de fosser gjennom detektoren. Så dette kan forårsake en jitter innenfor pulsankomsttiden ved utgangen av detektoren. Men hvis detektorsignalene er tilstrekkelige til å trenge en strømfølsom forforsterker, bør forforsterkerens inngangsstøyeffekt på tidsoppløsning også vurderes. Disse typene forforsterkere er hovedsakelig designet for timingapplikasjoner som har AC-koblede tidskonstanter innenfor noen få hundre nsec-rekkevidde.

Parasittisk kapasitans forforsterker

Forforsterkeren som har en høy (~5 MΩ) inngangsimpedans er kjent som en parasittisk kapasitansforforsterker. Så den genererte strømpulsen av detektoren er integrert i den kombinerte parasittiske kapasitansen tilgjengelig ved forforsterkerens inngang og detektorutgang. Generelt varierer denne kombinerte parasittiske kapasitansen fra 10 – 50 pF. Det resulterende signalet er en spenningspuls med amplitude som er proporsjonal med hele ladningen innenfor detektorpulsen og en stigetid tilsvarende perioden for detektorstrømsignalet.

Inngangskapasitansen og en motstand er koblet parallelt, noe som forårsaker et eksponentielt fall av signalet med en ~50 µs tidskonstant. En forsterker med enhetsforsterkning og høy inngangsimpedans er integrert som en buffer for å drive koaksialkabelens lave impedans ved utgangen. Her kan 93-Ω motstanden med utgangen i serie absorbere reflekterte signaler i lange kabler ved å avslutte kabelen i sin karakteristiske impedans.

Disse typene forforsterkere brukes ikke med halvlederdetektorer på grunn av den følsomme forsterkningen for små endringer i den parasittiske kapasitansen. Detektorkapasitansen for delvis utarmede halvlederdetektorer endres med den påførte forspenningen til detektordioden. I tillegg kan sammenkoblingskabelens små bevegelser justere inngangskapasitansen med noen få tideler av en pF.

Ladefølsom forforsterker

Ladningsfølsom forforsterker er en type forforsterker som ofte brukes under utforming av utlesningskretser hovedsakelig for pulsdetektorer. Designet deres gir stabilitet, og lav støy og deres integrerende natur gir en utgang. Så denne utgangen er proporsjonal med hele ladningen som tilføres fra detektoren gjennom pulshendelsen.

Sammenlignet med andre forforsterkere er forsterkningen til denne forforsterkeren stabil. Det avhenger ikke av forsterkerens båndbredde eller inngangskapasitansen. Disse typene forforsterkere brukes vanligvis innen strålingsdeteksjonsapplikasjoner, der individuelle deteksjonssignaler må beregnes med høy presisjon. Disse kan installeres i hjemmelydsystemet og kan kombineres med annet lydutstyr. Disse forsterkerne er veldig billige og genererer en naturlig lyd.

Hvordan bruke en forforsterker med en forsterker?

Vanligvis brukes forforsterkeren før forsterkeren eller effektforsterkeren i et lydsystem. Vi kan ikke levere signaler til effektforsterkeren fra en mikrofon (eller) noen analog lydsensor. Så vi bør bruke forforsterkeren før forsterkeren.

Forsterkeren fokuserer ganske enkelt på å forsterke det elektroniske signalet i et høyt område, de er ikke i stand til å fjerne støy og forstyrrelser fra signalet. For høyhastighets signalforsterkning må et sterkt og støyfritt elektronisk signal gis til forsterkeren. Utgangen fra mikrofonene, transduserne, analoge sensorer osv. passer imidlertid ikke for inngangen til forsterkeren, da de kun skaper støy, svake og interferens innebygde signaler.

Så forforsterker brukes til å forberede signalet for i/p til effektforsterkeren. Hvis forforsterkeren ikke er alliert før forsterkeren, vil effektforsterkerens utgang være støyende og forvrengt. I tillegg hjelper forforsterkeren med å balansere forsterkningen.

Forskjell S/H forforsterker vs forsterker

Hoved forskjeller mellom en forforsterker og en forsterker er omtalt nedenfor.

Hvordan velge riktig forforsterker?

Vi vet at en forforsterker øker mikrofonsignalet før den oppnår hovedmikseren eller lydgrensesnittet. Denne forsterkeren kan ha innvirkning på kvaliteten og karakteren til opptakene dine, og det er derfor viktig å velge den riktige for systemet ditt. Så når du velger en forforsterker, må mange faktorer vurderes som diskuteres nedenfor.

Gevinst og takhøyde

Mengden forsterkning som en forforsterker bruker på inngangssignalet er kjent som gain, mens takhøyden er det høyeste nivået en forforsterker håndterer uten å forvrenge. Så en forforsterker bør ha minimum forsterkning – 60 dB og takhøyde på – 20 dB.

Farge og tone

Farge og tone refererer til de soniske egenskapene som en forforsterker gir signalet som; klarhet, varme, metning, lysstyrke osv. Alternativet for farge og tone avhenger hovedsakelig av dine personlige preferanser og stilen og typen musikk du spiller inn.

Egenskaper og funksjoner

Dette er de ekstra alternativene som kontrollerer en forforsterker som; en polaritetsbryter, fantomstrøm, lavt filter, pute, fasejustering eller måling. Så alle disse funksjonene så vel som funksjoner hjelper deg med å forme og optimalisere signalet før det oppnår neste fase av signalkjeden. Så før du velger en forforsterker, må du se etter funksjoner og funksjoner som passer dine behov og arbeidsflyt.

Kompatibilitet og tilkobling

Det refererer til hvor bra en forforsterker fungerer med annet studioutstyr og programvare som en mikser, lydgrensesnitt, monitorer eller DAW. Hvis du vil ha en forforsterker for ditt nåværende oppsett, må du se etter en forforsterker som har passende inngangs- og utgangskontakter som; TRS, RCA eller XLR. Du må også bekrefte forforsterkerens kompatibilitet med operativsystemet og DAW,

Kvalitet og budsjett

Dette refererer hovedsakelig til hvor mye du er klar til å bruke på en forforsterker og hvilket nivå av pålitelighet og ytelse du forventer av den. Hvis du trenger en forforsterker basert på budsjettet ditt så vel som kvaliteten du trenger for opptakene dine, må du sjekke anmeldelser, garanti og støtte fra kunder.

Fordeler ulemper

De fordelene med forforsterkeren Inkluder følgende.

• Denne forsterkeren øker signalene fra kildeutstyret til en rekkevidde som en effektforsterker kan fungere effektivt med.
• Disse forsterkerne gir en teknikk for å bytte mellom forskjellige kildekomponenter.
• Den har bedre lydkvalitet.
• Denne forsterkeren har mindre støy og mer forsterkning.
• Forforsterker har høyere båndbredde.
• Denne forsterkeren har et høyt dynamisk område.
• Disse er ikke dyre.
• Denne forsterkeren Installasjon og feilsøking er veldig enkel.
• Disse er lett tilgjengelige og svært responsive.
• Forforsterkere er lineære.
• Den har høy inngangs- og lav utgangsimpedans.
• Disse er normalt ladningsfølsomme og strømfølsomme.
• Denne forsterkeren gir en spesiell karakteristikk/holdning for lyden din.
• Lavspente lydsignaler transformeres veldig raskt.

De ulemper med forforsterkeren Inkluder følgende.

• Denne forsterkeren har mindre antall innganger og utganger.
• Disse er tyngre.
• Det tillater ikke ekstra kontroll.
• Det er en kritisk komponent innen gyromålerelektronikk.

applikasjoner

De bruk av forforsterkere Inkluder følgende.

• Forforsterker identifiserer AE-signaler med svært lav amplitude generert fra AE-sensorer og endres til brukbare og forsterkede former.
• Denne forsterkeren brukes overalt hvor inngangssignalet er veldig lite og en effektforsterker er ikke i stand til å oppdage dette lille signalet uten et forforsterkertrinn.
• Vanligvis går det foran en forsterker til for å arrangere et elektronisk signal for videre prosessering eller forsterkning.
• Dette brukes i kommunikasjonssystemer for å forsterke de ekstremt små signalene som oppnås av antennen og er ofte plassert svært nær antennen.
• Den brukes til å modifisere et signal fra lavspenning og høyimpedans til et høyspennings- og lavimpedanssignal som er mottakelig for signalforringelse.
• Denne forsterkeren forsterker de elektroniske signalene ved ganske enkelt å forbedre S/N-forholdene før de går inn i en kabel til en forsterker.
• Den brukes hovedsakelig for high-fidelity-lyd for å støtte stereokanaler samt bytte mellom lydinnganger.
• Denne typen forsterker tilbyr RIAA-utjevning hovedsakelig for opptak og avspilling av grammofonplater.
• Denne forsterkeren brukes til å støtte ulike lydkanaler i hjemmekino.
• Denne forsterkeren brukes i et hvilket som helst lydsystem for å forberede inngangslydsignalet hovedsakelig for forsterkning i neste trinn.
• Disse brukes i lydkort, Equilizer-maskiner, DJ-miksere og mange flere.
• Disse forsterkerne brukes med analoge sensorer, transdusere som nærhetssensorer samt mikrofoner for å forbedre utgangen.
• Forforsterkere brukes i mottakerenden av kommunikasjonssystem for å kvitte seg med støy og forstyrrelser fra innhentende signaler.

Dermed er dette en oversikt over en forforsterker , arbeid, typer, krets og deres applikasjoner. En forforsterker spiller en nøkkelrolle innenfor høykvalitets lydsystemer for å forsterke og raffinere signalet fra kildeutstyr. Når du velger en forforsterker, må noen avgjørende faktorer vurderes som kompatibilitet med annet lydutstyr, foretrukket lydkvalitet, osv. Så å forstå hovedrollen og også dens typer kan forbedre lydopplevelsen din betraktelig. Her er et spørsmål til deg, hva er en forsterker?