Preamplifier : Rangkaian, Cara Kerja, Jenis, Perbedaan, Cara Memilih, & Aplikasinya

Preamplifier atau preamp pertama kali ditemukan pada awal abad ke-20 sebagai elemen utama perkembangan teknologi radio & fonograf. Kemudian, preamplifier berbasis transistor & akhirnya preamp digital muncul dengan menawarkan keandalan yang lebih tinggi, biaya lebih rendah & kebisingan lebih rendah. Ini amplifier membawa lebih banyak fungsi & fitur seperti; keseimbangan dan filter selain suara surround, pemerataan, konektivitas nirkabel & koreksi ruangan. Preamp adalah komponen penting dalam sistem audio. Mereka memberikan sinyal audio ke power amplifier & loudspeaker. Mereka juga menyesuaikan level sinyal & perutean sinyal agar sesuai dengan kondisi yang berbeda. Artikel ini menjelaskan secara singkat a penguat awal , cara kerja, jenis, dan aplikasinya.

Apa itu Preamplifier?

Preamplifier adalah penguat elektronik yang menghilangkan sinyal dari detektor tanpa menurunkan rasio S/N intrinsik. Fitur preamplifier terutama mencakup; kontrol nada, input digital untuk keserbagunaan & penyesuaian keseimbangan.

Amplifier ini merupakan komponen penting dalam sistem home theater & home stereo. Jadi ini terutama dirancang untuk menggunakan sinyal audio dari perangkat sumber audio & memperkuatnya ke tingkat yang dapat diproses lebih lanjut melalui penguat daya untuk diputar melalui speaker. Amplifier jenis ini juga bertanggung jawab untuk memproses sinyal audio seperti; menyesuaikan nada, keseimbangan & volume.

Prinsip Kerja Preamplifier

Preamplifier bekerja dengan mengubah sinyal listrik yang lemah menjadi sinyal keluaran yang kuat yang tahan terhadap kebisingan & cukup kuat untuk ditransmisikan ke penguat daya serta pengeras suara yang dikenal sebagai preamplifier atau preamp. Sinyal keluaran akhir akan terdistorsi atau berisik tanpa menggunakan amplifier ini.
Preamp digunakan dalam sistem stereo rumah dan sistem home theater tetapi pilihan amplifier ini terutama bergantung pada berbagai faktor seperti; jumlah saluran yang dibutuhkan, fitur pilihan & kualitas suara.

Rangkaian Preamplifier

Rangkaian preamplifier dengan transistor tunggal ditunjukkan di bawah ini. Rangkaian sederhana ini digunakan untuk memberikan penguatan tegangan sekitar 3 – 30 & bergantung pada sumber serta impedansi beban. Rangkaian preamplifier ini memiliki impedansi input yang rendah.

Komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian preamplifier ini terutama meliputi; resistor R1-2.2 MΩ, R2 – 4.7 KΩ, kapasitor C1 & C2 kapasitor elektrolitik – 10 µF, 10V dan transistor NPN T1 = BC148B. Hubungkan rangkaian sesuai diagram yang ditunjukkan di bawah ini.

Bekerja

Rangkaian preamplifier sederhana dirancang dengan satu transistor penguat daya rendah. Transistor ini dikonfigurasi dalam CE ( emitor bersama ) modus. Setiap kali sinyal masukan diberikan ke terminal basis transistor T1 melalui kapasitor kopling C1, maka sinyal masukan tersebut dipasangkan ke terminal BE transistor T1.

Vcc 12V disuplai ke terminal kolektor transistor dan berfungsi fungsi tambahan dengan memberikan arus basis. Kapasitor C1 dalam kondisi sinyal nol berfungsi sebagai rangkaian terbuka karena reaktansi kapasitor tidak terbatas pada frekuensi nol. Oleh karena itu, kapasitor 'C1' berfungsi sebagai kapasitor pemblokiran. Demikian pula, kapasitor C2 memiliki fungsi serupa. Jadi kapasitor C2 berfungsi sebagai kapasitor kopling & menyalurkan sinyal yang diperkuat untuk membentuk tegangan keluaran. Rangkaian preamplifier sederhana ini menggunakan bias tetap. Jadi pada rangkaian di atas, proses sinyal nol dapat dilakukan dengan memilih resistansi R1.

Jenis Praamplifier

Ada tiga jenis preamplifier yang peka terhadap arus, kapasitansi Parasit, dan preamplifier yang peka terhadap muatan yang dibahas di bawah ini.

Preamplifier yang sensitif terhadap arus

Preamplifier peka arus dengan impedansi masukan 50Ω memberikan terminasi yang benar pada kabel koaksial 50Ω & mengubah pulsa arus menjadi pulsa tegangan dari detektor. Jika peningkatan waktu penguat kecil dibandingkan dengan peningkatan waktu detektor, penguatan tegangan preamplifier adalah 'A', dan amplitudo pulsa tegangan pada output daya preamplifier akan diberikan sebagai;

Vout = 50 Iin A

dimana 'Iin' adalah amplitudo pulsa arus dari detektor. Jadi sinyal ini diumpankan ke diskriminator cepat untuk aplikasi penghitungan yang output dayanya dicatat melalui penghitung/timer.

Keterbatasan dominan untuk aplikasi pengaturan waktu pada resolusi waktu melalui tabung fotomultiplier & pelat saluran mikro adalah variasi dalam waktu transit elektron ketika elektron mengalir ke seluruh detektor. Sehingga hal ini dapat menimbulkan jitter dalam waktu kedatangan pulsa pada keluaran detektor. Namun, jika sinyal detektor cukup sehingga memerlukan preamplifier yang sensitif terhadap arus, maka efek noise input preamplifier pada resolusi waktu juga harus dipertimbangkan. Jenis preamplifier ini dirancang terutama untuk aplikasi pengaturan waktu yang memiliki konstanta waktu berpasangan AC dalam rentang beberapa ratus ndetik.

Preamplifier kapasitansi parasit

Preamplifier yang memiliki impedansi masukan tinggi (~5 MΩ) dikenal sebagai preamplifier kapasitansi parasit. Jadi, pulsa arus yang dihasilkan oleh detektor dimasukkan ke dalam kapasitansi parasit gabungan yang tersedia pada masukan preamplifier & keluaran detektor. Umumnya, kapasitansi parasit gabungan ini berkisar antara 10 – 50 pF. Sinyal yang dihasilkan adalah pulsa tegangan dengan amplitudo yang sebanding dengan seluruh muatan dalam pulsa detektor dan waktu naik yang setara dengan periode sinyal arus detektor.

Kapasitansi masukan dan resistor dihubungkan secara paralel yang menyebabkan peluruhan sinyal secara eksponensial dengan konstanta waktu ~50 µs. Penguat dengan penguatan kesatuan & impedansi masukan tinggi dimasukkan sebagai penyangga untuk menggerakkan impedansi rendah kabel koaksial pada keluaran. Di sini, resistor 93-Ω dengan keluaran seri dapat menyerap sinyal yang dipantulkan dalam kabel panjang dengan mengakhiri kabel pada impedansi karakteristiknya.

Jenis preamplifier ini tidak digunakan dengan detektor semikonduktor karena penguatan sensitif terhadap sedikit perubahan dalam kapasitansi parasit. Kapasitansi detektor untuk detektor semikonduktor yang terkuras sebagian berubah seiring dengan tegangan bias yang diberikan ke dioda detektor. Selain itu, gerakan kecil kabel interkoneksi dapat menyesuaikan kapasitansi masukan dengan sepersepuluh pF.

Preamp yang sensitif terhadap muatan

Preamplifier yang peka terhadap muatan adalah jenis preamplifier yang sering digunakan saat merancang sirkuit pembacaan terutama untuk detektor pulsa. Desainnya memberikan stabilitas, dan kebisingan rendah & sifat integrasinya menawarkan keluaran. Jadi keluaran ini sebanding dengan seluruh muatan yang disuplai dari detektor sepanjang kejadian pulsa.

Dibandingkan dengan preamplifier lainnya, penguatan preamplifier ini stabil. Itu tidak tergantung pada bandwidth amplifier atau kapasitansi input. Jenis preamplifier ini biasanya digunakan dalam aplikasi deteksi radiasi, dimana sinyal deteksi individual perlu dihitung dengan presisi tinggi. Ini dapat dipasang di dalam sistem audio rumah & dapat digabungkan dengan perlengkapan audio lainnya. Amplifier ini sangat murah dan menghasilkan suara yang natural.

Bagaimana cara menggunakan Preamplifier dengan Amplifier?

Umumnya preamplifier digunakan sebelum amplifier atau power amplifier dalam suatu sistem audio. Kami tidak dapat menyuplai sinyal ke power amplifier dari mikrofon (atau) sensor audio analog apa pun. Jadi sebaiknya kita menggunakan preamplifier sebelum amplifier.

Amplifier hanya berfokus pada penguatan sinyal elektronik pada rentang tinggi, mereka tidak mampu menghilangkan noise dan juga interferensi dari sinyal. Untuk amplifikasi sinyal tingkat tinggi, sinyal elektronik yang kuat dan bebas noise perlu diberikan ke amplifier. Namun output dari mikrofon, transduser, sensor analog, dll tidak sesuai untuk input amplifier karena hanya menghasilkan noise, sinyal tertanam yang lemah dan interferensi.

Jadi preamplifier digunakan untuk menyiapkan sinyal untuk i/p power amplifier. Jika preamp tidak bersekutu sebelum amplifier, output power amplifier akan berisik & terdistorsi. Selain itu, preamplifier membantu menyeimbangkan penguatan.

Perbedaan Preamplifier B/W Vs Amplifier

Yang utama perbedaan antara preamplifier dan amplifier dibahas di bawah ini.

Bagaimana Cara Memilih Preamplifier yang Tepat?

Kita tahu bahwa preamp meningkatkan sinyal mikrofon sebelum mencapai mixer utama atau antarmuka audio. Amplifier ini dapat berdampak pada kualitas & karakter rekaman Anda, oleh karena itu memilih amplifier yang tepat untuk sistem Anda sangatlah penting. Jadi saat memilih preamplifier, banyak faktor yang perlu dipertimbangkan yang akan dibahas di bawah ini.

Keuntungan & Ruang Kepala

Jumlah amplifikasi yang diterapkan oleh preamplifier ke sinyal input dikenal sebagai penguatan, sedangkan ruang kepala adalah tingkat tertinggi yang dapat ditangani oleh preamplifier tanpa distorsi. Jadi preamp harus memiliki penguatan minimum – 60 dB & ruang kepala – 20 dB.

Warna & Nada

Warna & nada mengacu pada fitur sonik yang diberikan oleh preamplifier ke sinyal seperti; kejelasan, kehangatan, saturasi, kecerahan, dll. Pilihan warna & nada terutama bergantung pada preferensi pribadi Anda & gaya serta jenis musik yang Anda rekam.

Fitur & Fungsi

Ini adalah opsi tambahan yang mengontrol penawaran preamplifier seperti; sakelar polaritas, daya hantu, filter berpotongan rendah, bantalan, penyelarasan fase, atau pengukuran. Jadi semua fitur dan fungsi ini membantu Anda dalam membentuk & mengoptimalkan sinyal sebelum mencapai fase rantai sinyal berikutnya. Jadi sebelum memilih preamplifier, Anda harus mencari fitur & fungsi yang sesuai dengan kebutuhan serta alur kerja Anda.

Kompatibilitas & Konektivitas

Ini mengacu pada seberapa baik fungsi preamplifier dengan peralatan & perangkat lunak studio lain seperti mixer, antarmuka audio, monitor, atau DAW. Jika Anda menginginkan preamp untuk pengaturan Anda saat ini maka Anda harus mencari preamp yang memiliki konektor input & output yang sesuai seperti; TRS, RCA, atau XLR. Anda juga harus memverifikasi kompatibilitas preamp dengan sistem operasi & DAW Anda,

Kualitas & Anggaran

Hal ini terutama mengacu pada seberapa banyak Anda siap mengeluarkan uang untuk preamplifier & tingkat keandalan & kinerja yang Anda harapkan darinya. Jika Anda memerlukan preamplifier berdasarkan anggaran Anda serta kualitas yang Anda perlukan untuk rekaman Anda, maka harus memeriksa ulasan, garansi & dukungan dari pelanggan.

Keuntungan Kerugian

Itu keuntungan dari preamplifier termasuk yang berikut ini.

• Penguat ini meningkatkan sinyal dari peralatan sumber ke kisaran sehingga penguat daya dapat berfungsi secara efisien.
• Amplifier ini menyediakan teknik untuk beralih di antara komponen sumber yang berbeda.
• Ini memiliki kualitas suara yang lebih baik.
• Penguat ini memiliki lebih sedikit noise dan lebih banyak penguatan.
• Preamplifier memiliki bandwidth yang lebih tinggi.
• Penguat ini memiliki rentang dinamis yang tinggi.
• Ini tidak mahal.
• Instalasi amplifier dan pemecahan masalah ini sangat sederhana.
• Ini tersedia dengan mudah & sangat responsif.
• Preamplifier bersifat linier.
• Ini memiliki impedansi masukan yang tinggi dan impedansi keluaran yang rendah.
• Ini biasanya peka terhadap muatan dan peka terhadap arus.
• Amplifier ini memberikan karakteristik/sikap tertentu untuk suara Anda.
• Sinyal audio bertegangan rendah diubah dengan sangat cepat.

Itu kelemahan dari preamplifier termasuk yang berikut ini.

• Penguat ini memiliki jumlah input dan output yang lebih sedikit.
• Ini lebih berat.
• Itu tidak memungkinkan kontrol ekstra.
• Ini adalah komponen penting dalam elektronik gyro meter.

Aplikasi

Itu aplikasi preamplifier termasuk yang berikut ini.

• Preamplifier mengidentifikasi sinyal AE dengan amplitudo sangat rendah yang dihasilkan dari sensor AE & mengubahnya menjadi bentuk yang dapat digunakan dan diperkuat.
• Penguat ini digunakan dimanapun sinyal inputnya sangat kecil & penguat daya tidak mampu mendeteksi sinyal kecil ini tanpa tahap preamplifier.
• Biasanya, ini mendahului satu penguat lagi untuk mengatur sinyal elektronik untuk diproses atau diperkuat lebih lanjut.
• Ini digunakan dalam sistem komunikasi untuk memperkuat sinyal yang sangat kecil yang diperoleh antena & sering ditempatkan sangat dekat dengan antena.
• Ini digunakan untuk memodifikasi sinyal dari sinyal tegangan rendah dan impedansi tinggi menjadi sinyal tegangan tinggi dan impedansi rendah yang rentan terhadap degradasi sinyal.
• Penguat ini memperkuat sinyal elektronik hanya dengan meningkatkan rasio S/N sebelum dikirim ke kabel ke amplifier.
• Ini digunakan terutama untuk audio fidelitas tinggi untuk mendukung saluran stereo serta peralihan antar input audio.
• Amplifier jenis ini menawarkan pemerataan RIAA terutama untuk perekaman dan pemutaran rekaman fonograf.
• Amplifier ini digunakan untuk mendukung saluran audio yang berbeda di home theater.
• Penguat ini digunakan dalam sistem audio apa pun untuk mempersiapkan sinyal audio masukan terutama untuk penguatan pada tahap berikutnya.
• Ini digunakan dalam kartu suara, Mesin Equilizer, DJ Mixer, dan banyak lagi.
• Amplifier ini digunakan dengan sensor analog, transduser seperti sensor jarak serta mikrofon untuk meningkatkan outputnya.
• Preamplifier digunakan di ujung penerima sistem komunikasi untuk menghilangkan kebisingan & gangguan dari sinyal yang diperoleh.

Jadi, ini adalah gambaran umum tentang preamplifier , cara kerja, jenis, rangkaian, dan aplikasinya. Preamplifier memainkan peran penting dalam sistem audio berkualitas tinggi dalam meningkatkan dan menyempurnakan sinyal dari peralatan sumber. Setiap kali memilih preamplifier, beberapa faktor penting perlu dipertimbangkan seperti kompatibilitas dengan perlengkapan audio lain, kualitas suara yang diinginkan, dll. Jadi, memahami peran utama & juga jenisnya dapat meningkatkan pengalaman audio Anda secara signifikan. Ini pertanyaan buat anda, apa itu amplifier?