Estoy haciendo un amplificador y me di cuenta de que, si quiero operar un micrófono, necesitaré un preamplificador.
¿Cuál es la diferencia entre los amplificadores de potencia y los preamplificadores? ¿Ambos tienen la misma ganancia, y si es así, por qué necesitamos preamplificadores?
Una explicación detallada sería más útil para entender el concepto.
Generalizando, los amplificadores de potencia para dispositivos de audio tienden a tener las mismas características de entrada para hacerlos compatibles y generalmente intercambiables. Los preamplificadores tienden a tener un nivel de salida e impedancia compatibles con las entradas del amplificador de potencia, PERO, un preamplificador suele ser específico para su fuente de señal y encontrará que un preamplificador adecuado para una guitarra no es adecuado para un micrófono.
Dentro de la familia de micrófonos hay muchos tipos diferentes y un preamplificador adecuado para un micrófono eléctrico o de condensador será bastante pobre con un micrófono de cinta y algunos micrófonos de bobina móvil.
Los preamplificadores también tienden a incorporar controles de tono y estos controles de tono están afectando claramente al instrumento que está enchufado, mientras que el control de tono de un amplificador de potencia (cuando recibe señales de una mesa de mezclas) hará cambios tonales globales a todos los instrumentos.
Como se mencionó en otra respuesta, los amplificadores previos tienden a tener entradas de ruido muy bajas, lo que las hace adecuadas para señales que son particularmente débiles. Los preamplificadores también pueden suministrar alimentación fantasma a los micrófonos de condensador.
En resumen, los preamplificadores se adaptan al instrumento específico para el que están diseñados y otro ejemplo es el preamplificador para un cartucho de recogida de bobina móvil en una plataforma de grabación. Tiene una característica de frecuencia específica que enfatiza la característica incorrecta del cartucho, por lo que hace que "suene" correctamente.
Tal vez una analogía con una industria diferente ayude. Piense en sensores industriales y en la recopilación de datos. Este tipo de sistema puede usar un ADC para digitalizar señales de varios sensores, pero cada sensor requerirá un preamplificador diferente para alimentar al ADC común. En esta analogía bastante débil y fuera de lugar, la entrada al ADC se puede considerar como la entrada "estándar" para un amplificador de potencia. Las entradas pueden variar más que en el mundo del audio.
Por ejemplo, un termopar tiene un nivel de salida muy bajo y puede requerir una gran amplificación, pero su ancho de banda suele ser pequeño, por lo que es posible que no se necesiten amplificadores de bajo ruido. Un medidor de tensión también puede tener una señal de bajo nivel, pero puede usarse hasta muchas decenas de kHz y puede necesitar preamplificadores y activación muy especializados con una corriente de polarización. Los RTD tienden a necesitar poca ganancia y la mayoría de las aplicaciones tienen un ancho de banda limitado. Caballos para cursos.
Un amplificador de potencia generalmente toma señales de nivel de línea y las amplifica para altavoces: produce la mayor potencia necesaria para conducir altavoces.
Un preamplificador toma las señales muy débiles de un micrófono (por ejemplo) y lo eleva a nivel de línea.
Niveles de señal de ejemplo con fines de comparación
Microphone -60 dBV
Consumer Line-Level -10 dBV
Pro Line-Level +4 dBV
Loudspeaker +24 dBV
De Descripción de los niveles de señal
Tenga en cuenta que la sensibilidad del micrófono varía ampliamente, que los niveles de salida dependen obviamente de la intensidad del sonido que se está grabando. El nivel de línea profesional generalmente se mide en dBU, no en dBV.
Como dice Red, hay una diferencia en los niveles de entrada y salida y la impedancia, pero también hay otra gran diferencia: el ruido. Como sabemos por las Fórmulas Friis , el ruido en una cascada de etapas se establece principalmente por el ruido proveniente de su primera etapa. Además, las contribuciones de ruido de las etapas subsiguientes están divididas por la ganancia de la primera, por lo que su pre tendrá que:
Por lo general, un micrófono pre está basado en un par de transistores, el primero es un (J) FET. Los FET tienen un ruido de entrada muy bajo y pueden lograr ganancias muy altas en la configuración de fuente común, por lo que la señal de salida es prácticamente de nivel de línea.
La siguiente etapa de potencia aumentará el voltaje aún más, pero también tendrá una ganancia de corriente muy alta para manejar correctamente un altavoz: una etapa de potencia a menudo se realiza con dos etapas, una fuente / emisor común para aumentar la tensión (voltaje ganancia), y un seguidor de fuente / emisor que reduce dramáticamente la impedancia de salida, dando así la ganancia de corriente deseada.
Tenga en cuenta que a veces puede hacer una buena salida previa de un amplificador operacional: generalmente el amplificador operacional elegido, que debe tener un bajo ruido de entrada referido, usará FET para el par de entrada diferencial.
Otra diferencia es la respuesta de frecuencia. Un cartucho de fono magnético (¿los recuerda?) Tiene diferentes requisitos de respuesta de frecuencia de un micrófono o un cabezal de cinta. Ver, por ejemplo, énfasis de RIAA. Estas diferencias se manejan mejor a un nivel bajo. Una vez que la respuesta de frecuencia de la fuente se ha igualado, la amplificación de potencia es (más o menos) "simplemente" una cuestión de proporcionar una respuesta plana. (Mis disculpas a aquellos de ustedes con orejas doradas).