อะไรคือจุดประสงค์ในการเตรียมการ

ฉันกำลังพูดถึงบริบทของแอมป์กีตาร์ แต่ฉันคิดว่าคำถามนี้เกี่ยวข้องกับแอมพลิฟายเออร์ประเภทใด

บ่อยครั้งในแผนผังแอมพลิฟายเออร์ฉันเห็นการขยายสองขั้นตอน - ก่อนสัญญาณจะถูกขยายในปริมาณที่น้อยลงโดยวงจรแอมป์จากนั้นขยายอีกครั้งโดยวงจรเพาเวอร์แอมป์

ดูเหมือนว่าจะซ้ำซ้อนกับฉัน อะไรคือจุดขยายสัญญาณในสองขั้นตอนเล็ก ๆ แทนที่จะเป็นเพียงเครื่องขยายเสียงที่ได้รับมากขึ้น?

ความคิดแรกของฉันคือ: การขยายแบบหลายขั้นตอนนี้ช่วยลดสัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์จากสัญญาณหรือไม่? แต่ยิ่งฉันคิดเกี่ยวกับสิ่งนั้นมากเท่าไรก็ยิ่งสมเหตุสมผลเท่านั้นเนื่องจากขั้นตอนที่สองจะขยายเสียงใด ๆ เช่นกัน

ในอุปกรณ์เสียงจะมีประโยชน์ในการจัดการสัญญาณส่วนใหญ่ในระดับมาตรฐานหรือที่รู้จักกันในชื่อ "ระดับบรรทัด" ซึ่งรวมถึงการผสมการทำให้เท่าเทียมการบีบอัด ฯลฯ

แหล่งสัญญาณบางอย่าง (ไมโครโฟน, ปิ๊กกีต้าร์, ฯลฯ ) ไม่ได้สร้างเอาท์พุทระดับสายโดยกำเนิดดังนั้นจึงใช้ preamplifier เพื่อเพิ่มสัญญาณให้อยู่ในระดับนั้น แหล่งสัญญาณบางอย่าง (เครื่องเล่นแผ่นเสียง) ไม่เพียง แต่ต้องเพิ่มเท่านั้น แต่ยังมีการปรับเสียงพิเศษเพื่อให้การตอบสนองความถี่นั้นเรียบ

จากนั้นหลังจากประมวลผลสัญญาณเสร็จสิ้นเครื่องขยายเสียง "พลังงาน" ตัวที่สองใช้เพื่อขับลำโพง

modularity ชนิดนี้ช่วยให้แหล่งสัญญาณขั้นตอนการประมวลผลและลำโพงชนิดต่าง ๆ สามารถผสมและจับคู่ได้อย่างอิสระ

คำตอบที่รวดเร็วและสกปรก:

การบัฟเฟอร์เป็นเหตุผลหนึ่ง การเชื่อมต่อระหว่างสิ่งต่าง ๆ อาจมีความจุจำนวนมากและต้องการกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก (เมื่อเทียบกับ) ในการขับเคลื่อน

ภูมิคุ้มกันเสียงรบกวนเป็นอีก คิดเกี่ยวกับสถานการณ์นี้: ส่งสัญญาณผ่านสายสัญญาณที่รับเสียงพูดเสียง 10mV จากนั้นขยายให้ได้ 100x: เสียงทั้งหมด, 1000mV แต่ถ้าคุณขยายสัญญาณเป็น 10 เท่าจากนั้นส่งผ่านลวดที่ได้รับสัญญาณรบกวน 10mV จากนั้นขยายอีก 10 เท่าการขยายสัญญาณโดยรวมของคุณยังคงเป็น 100x แต่เสียงรบกวนทั้งหมดของคุณมีเพียง 100mV

อย่างที่คุณสามารถเห็นได้ว่าปัจจัยเสียงรบกวนของเวทีที่กำหนดนั้นถูกหารด้วยผลคูณที่ได้รับของขั้นตอนก่อนหน้าทั้งหมด ดังนั้นขั้นตอนแรกจึงสำคัญที่สุดเมื่อพูดถึงเสียง นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณถึงมีพรีแอมป์เสียงต่ำเป็นส่วนประกอบแรกของคุณในห่วงโซ่สัญญาณ การกำหนดค่านี้มีประโยชน์เพิ่มเติมโดยไม่ต้องกังวลกับเสียงรบกวนของเพาเวอร์แอมป์

เหตุผลสำคัญสำหรับกล่องแยกสำหรับแอมป์และพาวเวอร์คือกระแสกราวด์และการเชื่อมต่อด้วยแม่เหล็ก [มีตัวอย่างตัวเลขที่ 20KHz และ 6 แอมป์ต่อลำโพงในตอนท้ายของคำตอบนี้โดยมี Preamp เพียง 10 ซม. จากแอมป์พาวเวอร์]

สมมติว่าคุณสร้างแอมป์และ poweramp บน PCB ตัวเดียวกัน ทำไมไม่

กระแสของลำโพงบางตัวจะไหลไปรอบ ๆ บนพื้นดินและจบลงด้วยการรวมกับสัญญาณอินพุต

หากต้องการลดขนาด "การรวม" ให้ PCB ยาวและบางเพื่อให้ PowerAmp Grounds อยู่ไกลจาก PreAmp Grounds

จะปรับปรุงได้อย่างไร? ใช้พื้นที่ที่บางและยาวระหว่างแอมป์และ Poweramp

ในสุดขีดสาย coax จะให้พื้นที่ที่ยาวมากเพื่อให้แน่ใจว่ามีการรวมกระแสอินพุตและเอาต์พุตขนาดเล็กมาก

ตัวอย่างเช่น: ทำไมข้อดีของ JFET มากกว่า MOSFET หรือเหตุใด JFET จึงยังใช้อยู่

ด้วยสัญญาณมิลลิโวลต์ต่ำจากคาร์ทริดจ์ Moving Magnet Vinyl หรือ 0.5 มิลลิโวลต์จาก Moving Coil คาร์ทริดจ์ที่ขยายไปยังเอาต์พุตเสียงเกือบ 100 โวลต์ระบบทั้งหมดต้องการการแยกเพียง 100,000: 1 และแม้แต่การแยกนั้นก็มีเพียงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนของ UNITY ซึ่งเพิ่งจะป้องกันการสั่น สำหรับอัตราส่วน 80dB ของสัญญาณต่อการตอบรับการแยกต้องปรับปรุงอีก 10,000: 1 ถึง 1 ส่วนต่อพันล้าน

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

=============================================

crosstalk / สนามแม่เหล็กสะท้อนได้แย่แค่ไหน? สมมติว่ากระแสไฟขาออกเป็น 6 แอมป์สูงสุดที่ 20,000 เฮิร์ตซ์ dI / dT คือ 6 * d (sin (2 * pi * 20,000 * เวลา)) / dT = 6 * 2 * pi * 20,000 * cos (2 * pi * 20000 * T)

หรือ dI / dT = 700,000 แอมป์ต่อวินาที

สมมติอินพุต preamp (โปรดจำไว้ว่าสัญญาณ 1 มิลลิโวลต์จากคาร์ทริดจ์และคุณต้องการอย่างน้อย 10,000: 1 SNR หรือเสียงตอบรับวรรณยุกต์ดังนั้น 0.1 ไมโครโวลต์ติชมเป็นพื้นที่ที่ต้องการ) คือ 0.1 เมตรจากเอาต์พุตลำโพง

V_magnetic_induce = (2.0e-7 * พื้นที่ / ระยะทาง) * dI / dT

และเราจะสมมติว่าพื้นที่ลูปอินพุต (สัญญาณถึงกราวด์) คือ 1 ซม. โดย 4 ซม

ตอนนี้ใช้คณิตศาสตร์ จำไว้ว่าเราต้องการความคิดเห็นน้อยกว่า 0.1 ไมโครโวลต์

Vinduce *** = 2e-7Henry / meter * (พื้นที่ห่วงเหยื่อ = 1 ซม. * 4 ซม.) / 10 ซม. * 700,000

Vinduce = 2e-7 * 0.0004 meter / 0.1meter * 700,000

Vinduce = 2e-7 * 0.004 * 7e + 5

Vinduce = 2e-7 * 4e-3 * 7e + 7 = 56 e-3 = 56 milliVolts [ไม่ถูกต้อง! ข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์]

Vinduce = 2e-7 * 4e-3 * 7e + 5 = 56e-5 = 560e-6 = 0.56 milliVolts [เคยเป็น 7e-5; แก้ไขเป็น 7e + 5]

ข้อเสนอแนะแม่เหล็กที่เกิดจากการมี Poweramplifer ใกล้ Preamplifier คือ 0.56mV / 0.1 microvolt หรือ 5,600X แรงกว่าเพลง "clean" ที่สามารถทนได้ (เอกสารบางฉบับบอกว่าหูโคเคลียสามารถได้ยินเสียง -106dBc ซึ่งแสดงให้เห็นอีกปัจจัยหนึ่งที่จำเป็นต้องมีความสะอาด 20x)

====================================

นักออกแบบจะปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบเหล่านี้ได้อย่างไร แผ่นโลหะในกล่องเหล็ก; การเดินสายแบบคู่ตีเกลียวสำหรับสัญญาณเอาท์พุต (ใช้สายลำโพงแบบถักหลายเส้น) และสำหรับการเดินสายเคเบิลสายไฟกับกล่อง เลย์เอาต์ PCB ไปยังสัญญาณเส้นทางจะอยู่ติดกับ Return ทันที สายโคแอกซ์ที่หลีกเลี่ยงสัญญาณหลวม / การเดินสายกราวด์แทนที่จะใช้ปลั๊กเข้าสู่ PCB เพื่อแยกสัญญาณและกระแสกระแสกราวด์ให้น้อยที่สุด อ่างเก็บน้ำประจุขนาดใหญ่ใน PowerAmps อยู่ใกล้กับขั้วต่อลำโพงเพื่อให้เกิดลูปส่งสัญญาณพื้นที่น้อยที่สุด (แบบจำลองเส้นลวดยาวตรงที่ใช้ในตัวอย่างเป็นเพียงส่วนหนึ่งของโลกแห่งความเป็นจริง + คืนการเคลื่อนที่ในปัจจุบัน); อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำพร้อมกับวงจรเรียงกระแสไดโอดเพื่อชะลอไดโอดและหลีกเลี่ยงเสียง "ร้องเพลง" ของเสียงหุนหัน (ขอบเร็ว) 120Hz

*** Vinduce ใช้การประมาณค่าแบบไม่เป็นธรรมชาติของการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างสายตรงยาวที่ถือกระแสไฟฟ้ารุกราน / ส่งสัญญาณด้วย dI / dT และวงรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าของวงจรเหยื่อ / ตัวรับสัญญาณ สมการจากการรวมกันของกฎหมายคูลอมบ์ของการเหนี่ยวนำและกฎหมาย Biot-Savart คือ

Vinduce = [MU0 * MUr * LoopArea / (2 * pi * Distance_wire_to_Loop)] * dI / dT

และเราไม่สนใจเอฟเฟกต์ลำดับที่สองที่ต้องมีการบันทึกตามธรรมชาติ

สิ่งนี้จะถือว่าการเชื่อมต่อระหว่าง WORST CASE ระหว่างสายและลูป ดังนั้นลวดจึงอยู่ในระนาบของลูป สิ่งมหัศจรรย์เกี่ยวกับสมการนี้คือการค้นพบสามองศาอิสระ (จริง ๆ แล้ว 4: ความแรงของสนามที่ควบคุมโดยความลึกของผิว องศาอิสระ

(1) การวางแนวระหว่างลวดและลูป

(2) บริเวณลูปดังนั้นการใช้เลย์เอาต์แบบ twisted-pair หรือระวัง PCB หรือสายโคแอกซ์

(3) การแยกเพิ่มเติมระหว่าง PowerAmp / PA_powersupply / Preamp_powersupply และ Preamp จริงและ / หรือ coaxcables อินพุต

(4) 'dI / dT' บอกให้เรา (a) กรองผู้คัดค้าน risetimes หรือ (b) ลดความแรงของกระแสหลักหรือ (c) ใช้แผ่นทองแดงหรือแผ่นเหล็กหรือเหล็กเพื่อลด สัญญาณเสียงตอบรับสนามแม่เหล็ก; ความถี่ต่ำมากต้องการทองแดงหนามาก (60Hz ต้องการความหนา 8 มม.) หรือกล่องเหล็ก / เหล็กบาง

ดังนั้นเราสามารถใช้สูตรเพื่อแนะนำวิธีการรักษา

นอกเหนือจากสิ่งที่ได้กล่าวไปแล้วด้วยแอมป์กีต้าร์บ่อยครั้งที่สถานการณ์การใช้งานที่ตั้งใจนั้นเป็นการจงใจทำให้เกิดการบิดเบือนโดยการขยายแอมป์ หากมีบล็อกกำไรเพียงบล็อกเดียวจะไม่มีความเป็นไปได้ที่จะยกระดับเกินพิกัดเว้นแต่จะได้รับการกีดกันโดยรวม - ส่งผลให้แอมพลิฟายเออร์เร่งความเร็วและลำโพงสวมใส่ได้และทำให้คุณต้องเล่นเพลง

สำหรับผู้ที่ไม่ใช่นักกีต้าร์: โหมดบิดเบี้ยว ("พิกัดมากเกินไป") เป็นสิ่งที่คุณต้องการหากคุณต้องการเสียงกระหึ่มเสียงกระหึ่มและเสียงดังตามที่ได้ยินและไม่เพียง แต่เสียงพหูพจน์

ในระดับหนึ่งการใช้แอมป์แยกต่างหากเป็นอาการเมาค้างทางประวัติศาสตร์

ย้อนกลับไปในวันนี้ระบบเครื่องเสียงสำหรับผู้บริโภคอาจประกอบด้วยเครื่องเล่นแผ่นเสียงและเครื่องเล่นเทปโดยอาจมีเครื่องรับสัญญาณที่น่าสนใจเป็นพิเศษคืออินพุตไวนิลซึ่งไม่ได้เป็นการตอบสนองความถี่แบนจากระยะไกล - ดูการชดเชย RIAA ดังนั้นส่วนประกอบต่าง ๆ จึงจำเป็นต้องมีวงจรขยายที่แตกต่างกัน มันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะแยกการควบคุมอินพุต / ขยายการชดเชยความถี่ / โทนในหน่วยแยกจากเพาเวอร์แอมป์เพื่อให้สามารถผสมและจับคู่ระดับประสิทธิภาพที่ต้องการโดยไม่ต้องเปลี่ยนโซ่อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด

ทุกวันนี้ด้วยเครื่องเล่นแผ่นเสียงในตลาดเฉพาะและเครื่องเล่นเทปถูกแทนที่ด้วยโซลิดสเตตแทบทุกอุปกรณ์ที่คุณอาจต้องการเล่นจะมีระดับการตอบสนองและความถี่แบบแบนยกเว้นไมโครโฟนที่น่าทึ่ง ส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องแยกแอมป์แยกกันยกเว้นออดิโอไฟล์ที่ทุ่มเทจริงๆ (และดูเหมือนจะมีสถานะ / ส่วนประกอบของแบรนด์ในตลาดนั้น)