运放前置放大电路-麦克，吉他，拾音器，缓冲器

在这篇文章中，我们将学习各种运放前置放大器电路，这里应该有一个合适的布局，几乎任何标准音频前置放大器的应用。

顾名思义，一个前置放大器是一种音频电路，用于功放前或小信号源和功放之间。前置放大器的工作是将小信号的电平提高到一个合理的电平，使之适合于功率放大器进一步放大成扬声器。

由:矩阵

麦克风前置放大器

的麦克风前置放大器如图所示，电压增益超过52dB(400倍)，可适用于高阻抗动态或驻极体麦克风音频设备的任何部分。

如果与这里提到的标准麦克风一起使用，输出大约1伏均方根是很容易得到的，尽管一个增益控制可以使一个较低的输出被设置，以确保负载可以消除电路的过载。

该电路的信噪比是突出的，相对于输出1v RMS(全增益和无负载)，通常在70分贝以上。

它是如何工作的

该运放MIC前置放大电路由两个级组成，其中IC1级为非反相放大器。IC2为反相放大器。

每种放大器都是常用的类型。IC1的闭环增益通过使用R3和R5网络构建的负反馈电路固定在45倍左右。电路的输入阻抗通过R4固定在最小值27k，这足以确保麦克风的极端负载不会发生，C2使电路输入处的直流阻塞。

该电路还具有与输入插孔连接的部件网络，该输入插孔除去任何类型的杂散电噪声拾取器，另外禁止由杂散反馈引起的可能振荡。用于IC1的器件是NESS34或NE5534A，其实际上是高端操作放大器。NE5534A略微优于INE5534，尽管两个IC使用最小噪声和失真图提供了卓越的功能。

C3被用作IC1和VR1输出的耦合电容。VR1就像一个正常的锅增益控制。接着，信号被耦合到下面的放大级。电阻R6和R9构成负反馈网络，确保闭环电压增益为10到IC2。这使得电路能够实现450左右的总电压增益。

至于噪声效率，极高的性能在这里不是关键，因此任何合适的运放替代IC2将工作。在这里，我们使用了TL081CP运放，然而，任何其他类型，如LF351也将工作的很好。这些类型的双灯管运放提供极低的失真幅度。

PCB设计

组件的布局

通用前置放大器采用运放LM382

下面的电路图显示了一个基本的通用音频前置放大器使用的IC LM382，它提供了非常低的噪声，低失真，和合理的高增益，该电路可以用于几乎所有正常的音频前置放大器电路的应用。

它是如何工作的

电阻R2和电容C6使均衡化，可以看到前置放大器输出和反相输入之间的均衡化。在低频下，C6包括高阻抗，从而产生低反馈频率和高电压增益。在更大的频率下，C6的阻抗缓慢下降，提供增强的负反馈，并在每倍频必要的6dB下滚动电路响应。

它只延伸到2kHz左右的频率，因为在这一频率以上，C6的阻抗与R2的阻抗相比是相当小的，这对电路的反馈程度和电压增益没有影响。

R1和C4也是反馈系统的一部分。C2是输入直流阻塞电容，C3是射频滤波电容，有助于防止射频干扰和不稳定问题，这是由于杂散信号从源到非逆变输入(输入信号是耦合的)。

LM382确实有高水平的输出纹波排除，但由于其较低的输入信号水平和噪声波动可能会添加到供电线路。

尽管IC1创造了大量的电压增益，但它以某种方式提供了50mV RMS输出水平之间的某个地方，这大约是大多数高fr放大器所需的驱动电压的十分之一。

因此，Tr1被合并成一个电压增益约为20dB的共发射极放大器。R4允许一个建设性的反馈，降低Tr1的电压增益到正确的水平，这另外提供了一个较低的失真程度。IC9链接Tr1输出到VR1衰减器获得可调输出。

频率响应

对于未经滤波的信号，可以进行少量的降噪，主要是通过使用三倍截滤波器，得到相对平滑的平均频率响应。

该过程采用三倍升压实现，但升压量的适应取决于信号的动态电平。它在整个低信号间隔内是最高的，在动态电平信号时，它在最大值下降到零。

当一个音乐信号被应用在输入端时，电路可以实现一个三倍频切，这个三倍频切再次被动态优化，这实际上是为了补偿一个高的三倍频升响应。

通用预放大器电路使用R7和C8具有顶部切割滤波器，其允许具有10kHz频率约5dB的衰减。由于这种情况，高频率可以通过高信号电平提高5 dB的幅度。对于媒体信号输入，设计提供的频率响应仅为平坦。

吉他前置放大器电路

这个吉他前置放大电路的基本功能是与任何标准的电吉他集成，并将其低输入的弦信号提高到一个合理的高前置放大信号，然后可以馈送到一个更大的功率放大器，以获得所需的增强输出

从吉他拾音器的输出信号频率往往不同于拾音器，虽然有些有一个非常高的电压，可以推动几乎任何功率放大器，有些只有大约30毫伏的均方根电压左右的电压。

放大器明确构建,可以使用吉他通常有相对较高的灵敏度,这些可以可靠地用于任何回升,但是当使用吉他和其他形式的放大器(如hi-fl放大器)总量达到总是被认为是不够的。

解决这个问题的一个简单的办法是使用一个前置放大器如上所示，在将其喂给功率放大器提高信号频率振幅之前。这里提到的基本配置有一个电压增益，从单位到超过26dB(20倍)，因此它应该适合几乎每一个吉他拾音器，几乎每一个功率放大器。

前置放大器的输入阻抗应在50k左右，输出阻抗较低。因此，该电路可以用作具有单位电压增益的基本缓冲放大器，以适应吉他拾音器相当高的输出阻抗和具有低输入阻抗的功率放大器(如果需要)。

一个单独的低噪声BIFET运算放大器(IC1)被用作该单元的基础，因此即使在该单元与吉他等非常低的输出乐器一起工作时，它也具有边际失真水平，信噪比约为-70dB或更高。

它是如何工作的

该设计实际上是一个普通运放非逆变配置电路，使用R2和R3将非逆变IC1输入偏置在50%左右的供电电压。

这些同样将电路的输入阻抗设置为大约50k。R1和R4构成负反馈网络，R4最小值1C1逆变控制信号直接耦合，电路提供单位电压增益。

当R4被校准为更高的电阻时，交流电压增益逐渐下降，然而C2引入直流阻塞，使得直流电压增益保持可变，并且放大器的输出保持偏置在@½电源电压。

放大器的电压增益大致等于R1 + R4，除以R1，导致标称整体电压增益可能超过22倍，R4的最大值。

该电路的电流消耗在9伏电源下约为2毫安，而在30伏电源下约为2.5毫安。

一个有效的电压供应装置是一个紧凑的9伏电池，像PP3型。当使用9伏电源时，平均未箝位输出电压约为2伏RMS，这工作得很好。

线路板PCB连接细节和部件布局图

零件清单

高阻抗缓冲放大器

缓冲放大器在大多数应用中也像理想的前置放大器一样工作，然而在前置放大的同时，它也像信号输入级和功率放大器级之间的高阻抗缓冲器。这尤其允许这些类型的前置放大器用于极低电流输入信号，这不能承受负载与其他低阻抗类型的前置放大器。

这里所示的缓冲放大器在1KHz处具有通常大于100m的输入阻抗，并且可以简单地调整输入阻抗以达到该点以下的任何可接受水平。电路的电压增益是Unity。

它是如何工作的

上图显示了高阻抗缓冲放大器的电路图，该单元本质上只是一个工作在单位增益的非反相放大器的运算放大器。通过将IC1的输出直接耦合到其反相输入，在系统上增加100%的负反馈，以实现必要的单位电压增益和非常高的输入阻抗。

已经说，在这种情况下，在这种情况下包括R1至R3，分流放大器的输入阻抗，使得电路总体提供了远小于IC1的输入阻抗。输入阻抗约为2.7兆欧，并且对于大多数应用，这可能是足够的。

然而，可以去除偏置电阻器的分流动作，这是C2电容器“自动启动”的目标。它将输出信号连接到三个偏置电阻器结，因此输入电压中的任何调整都通过IC1的输出端和三个偏置电阻器的交叉处进行平衡。

在IC1的角色中，使用了一个基本的741 C运算放大器，正如前面所述，这提供了一个通常在1khz时超过100兆欧的输入阻抗，对于任何标准实现来说都应该足够了。

更高的输入阻抗，可能实现使用一个操作放大器的FET输入实际上没有任何实际的重要性，所以有一些缺点，大多数FET输入系统在这个电路。

首先，当输入打开时，它们实际上有振荡的倾向(当输入连接到设备上时，振荡被减弱和消除)。

另一个缺点是，如此许多FET输入装置的输入功率基本上高于像741 IC这样的双极器件。通过这种分流动作，在大多数频率下，输入阻抗现在在低低音和中频时减少，输入阻抗简单得多。

为了达到这个目的，一个相对较低的输入阻抗(就像拾音器推荐的电荷阻抗有很多100 k欧姆和M欧姆是必要的)，实现这一点的一种方法是消除C2，并将R1的数量改为R3，以实现期望的输入阻抗。

零件清单

PCB布局

运算放大器前置放大器2.5 mV信号

这个特殊的运放前置放大电路非常灵敏，可以将低至2.5 mV的信号提升到100 mV。它实际上是从一个旧的RIAA前置放大器的概念。

在早期，磁体或高压移动线圈的输出通常在2.5至10毫伏范围内，因此拾音器可以与功率放大器平衡(这可能需要一个有效值为几百毫伏的输出信号)。

虽然磁和移动线圈的输出将上升到每八度6dB，但它可以不需要任何均衡器来抵消这一影响，因为在记录过程中需要适当的均衡器。

然而，均衡仍然是必要的，因为在录制过程中，除了调整低音切割和三倍的提升，频率响应经常与6dB倍频增加的拾取输出抵消。

低音削减必须包括，以停止不必要的低频沟槽调制和三倍推进(三倍削减播放)将提供一个简单但有效的降噪设施。

上图实际上是一个典型的老式RIAA前置放大器电路的频响图，它显示了成功实现这样一个高灵敏度前置放大器所需的必要参数。

电路如何工作

在实际使用中，RIAA均衡放大器通常会偏离一个完美的响应，尽管设备规格没有被严格考虑。

然而，实际上，即使是由六个电阻-电容组组成的简单的均衡网络，通常也会导致最大误差不超过1或2db，这实际上看起来很好。

R2，R3用于将该失真电压链接到IC1。R2。C2滤除电源上的任何失真或嗡嗡声，防止将干扰添加到放大器馈送中。

高R3值为电路提供了高输入阻抗，然而，这是由R4传递到必要的水平约47k。

其他一些拾音器可能呈现100k的负载障碍，因此，如果该单元是通过输入信号实现的，就像我们在旧拾音器中所做的那样，R4应该增加到100k。

放大器的高输入阻抗允许在不牺牲电路的低音响应的情况下使用非常小的部分值用于C3。

它的优势在于，一旦该设备开始其正常的功能过程，它消除了输入拾取信号开关ON的显著水平的电流涌变。

IC1上的频率选择性负反馈提供了必要的频率响应调整。

在中频时，R5和R7是电路增益的主要决定因素，但在低频时，C6增加了R5的相当大的阻抗，以最小化负反馈并提高所需的增益。

同样，与R5的阻抗相比，C5的阻抗在高频时较小，并且C5分流的影响导致了更大的反馈和必要的高频滚转。

由于该电路在中频产生超过50db的电压增益，即使输入信号仅为2.5 mV有效值，其输出也足以运行任何标准功放。

电路从大约9伏到30伏之间的任何电压供电，但建议在一个合理的高供电电位(大约20-30伏)下工作，以实现一个合理的过载百分比。

当电路应用高输出信号，但只有大约9伏的供电电压，一个小过载很可能发生在最小值。

零件清单

PCB布局

麦克风前置放大器，稳定性高

在音频齿轮前置放大器中，低噪声因素应伴随着可变增益特性。低噪声放大器通常不这样做,比如配低阻抗的输入动态麦克风,结果只是受输入变压器或低噪声晶体管反馈回路,建立通常涉及缺乏稳定性和显著的增益设置之间的差距。

如上所示，覆盖IC 748的输入差分对，消除了潜在的不稳定性。

晶体管被确定为任何低噪声属性，而从200欧姆源驱动，其集电极电流是可变的，互补完全相同。

高稳定性的MIC电路只使用一个运放，由于它的低噪声，高稳定性和减少失真，尽管电路的动力学相当简单，只有一个通用运放，但它是例外的。电阻R2的定位是为了调整电路的对称性。