Porque son necesarios los preamplificadores

[Dr. Zoidberg]

Caundo le preguntaron si se podia conseguir en nuestro pais ese integrado.Contesto que mando hacer un sample de TI(supongo texas intrumentes) .Que es un sample de un CI?? ,yo ahora estoy en espera de unos OPA2134 ( tan elogiado en el mundo del audio).En otro post tambien comento que tiene un sample de OPA2134(que son los sample de un CI).saludos

Sample es pedir que te envíen "muestras gratis". Tienen un cupo de cada una de ellas, pero yo pedí para la universidad y colé algunos cuantos para mí. De hecho, en esa época me mandaron a comunicar con TI Brasil para pedir las muestras , pero no hubo drama.
En la actualidad, creo que tenes que pagar el envío por DHL (creo), pero es poca plata...

PD: EL PGA2310 tiene una variación de ganancia de 128 dB... desde +31dB a -97dB en pasos iguales de 0.5dB

 

[vmsa]

Lamentablemente TI me suspendió sus muestras "académicas" porque ahora solo envían muestras gratis a las empresas que desarrollan productos.

 

[mario17farias]

Hola no sé si es adecuado hacer la pregunta aquí, pero ahí les va:

Yo sé que en los amplificadores uno de los requisitos para lograr mayor potencia es el voltage, ahora bien, en el caso de los preamplificadores se aplica el mismo principio? me explico, tengo un preamplificador que debe alimentarse con +/- 12VDC debido a que el transformador que utilizo tiene debanados que rectificados me dan +/-8VDC ¿eso influye a la hora de entregar la potencia de señal adecuada? lo consulto ya que de ser así, pues optaré por comprar un trafo que rectificado me entregue el voltage adecuado. espero que me hayan entendido. gracias,

saludos.

 

[pandacba]

Por un lado si un circuito fue diseñado para trabajar para un voltaje determinado, este debe ser respetado, ya que las redes de polarización se hicieron basado en ese nivel de tensión de alimentación, salvo algunos diseños que dicen que pueden trabajar entre tal y tal voltaje.
Un preamplificador no amplifica corriente, amplifica señal, es decir amplifica tensión y eso esta determinado por la ganancia del diseño, para una señal determinada entregara una señal que sera la de entrada multiplicada por la ganacia del pre. No todos los pre tienen la misma ganancia, ni tampoco se puede aplicar en su entrada cualquier nivel de señal si no las que se encuentren dentro del rango especificado, de lo contrario funcionara muy mal

 

[miguelus]

Buenas tardes.

En realidad lo de "Preamplificador" es una cuestión Semántica, Pre significa que está delante, y nos podemos referir a muchos tipos de circuitos.

Incluso en los Amplificadores de Potencia a la parte que está en la entrada se le denomina etapa "Previa" y a la etapa de salida "Etapa de Potencia".

En principio, los "Preamplificadores" su misión es adecuar los distintos niveles de salida de los diversos equipos, (CD, Radio, Tape, Gira Discos, etc.) a la entrada del Amplificador.

Normalmente los llamados "Preamplificadores", solo contienen los adaptadores de señal de las distintas entradas, los Controles de Tono, Volumen, Balance, los Filtros de Audio, y diversos controles más.

Nos tendremos que preguntar... ¿De verdad necesitamos agregar un Preamplificador?

Normalmente, estos niveles están muy estandarizado por lo que no tendríamos que preocuparnos.

Si utilizamos Preamplificadores "Extraños" que no cumplan con los niveles establecidos, podemos encontrarnos con sorpresas muy desagradables.

Por ejemplo, si colocamos a nuestro Amplificador un Preamplificador que de mucha señal de salida, nos encontraremos con que el Amplificador y por un exceso de señal en la entrada, empiece a recortar la señal lo que se traduciría en una fuerte distorsión.

Si el recorte de la señal es excesivo (Onda Cuadrada) podríamos estropear el Amplificador ya que la potencia entregada podría llegar a ser hasta el doble de la nominal.

Muchos Amplificadores de "Alta Gama" no incluyen Preamplificador de ningún tipo, los conectores de señal van directamente a la entrada del Amplificador, será el cliente el que elija lo que más le gusta poner como Previo.

Sal U2

 

[pandacba]

En la actualidad se podría decir que la existencia de un previo esta limitada a lo que seria un corrector de tonos, ecualizador gráfico y/o parámetrico o algún tipo de filtro.
En un sistema para la casa, todas las fuentes de audio actuales superan el nivel de entrada de los amplificadores, por lo que en lugar de un pre-amplificador, es necesario un pre-atenuador.
La aparición o necesidad de uso de un pre amplificador se debia a que las fuentes de audio de la época, eran insuficientes para atacar en forma directa una etapa de salida, y además de preamplificar era necesario equalizar dicha señal.
Por ejemplo la salida de una cápsula cerámica tenian típicamente unos 100mV contra los 440mV a 1V típicos de la época, la salida de una cápsula magnética estaba en el orden de los 5mV y necesitaba ser equalizada para obtener una respuesta plana, la salida de un cabezal magnético lector de cienta entregaba típicamente unos 800µV y necesitaba ecqualización en función de la velocidad de la cinta primeo y del tipo de la misma más tarde.
La salida de un sintonizador entregaba unos 100mV.
Hoy un verdadero pre se necesita para micrófonos cuya salida puede estar en el orden del mV a unos 50mV, lo mismo ocurre con las guitarras eléctricas

 

[vmsa]

Si, pandacba lo que comentas es muy cierto. Pero yo aportaría que si en la cadena de audio va un control de volumen o nivel, que es típicamente logarítmico, se requiere un ganancia de unas 10 veces para que en la mitad del recorrido se tenga ganancia unitaria. Por lo que una etapa de amplificación compensa esta atenuación. Entonces si mi amplificador de potencia tiene una sensibilidad de, por decir, 100mV para máxima potencia, me exige atacarlo con una señal que llegue a ese nivel para tener plena potencia, si es mayor no hay problema porque debo atenuar, pero si es menor, no obtendré el máximo posible. Entonces una etapa de pre-amplificación me permitirá ajustar el nivel de entrada con un buen margen. Otro tema es la impedancia de entrada, en las interconexiones desbalanceadas es preferible una alta impedancia de entrada, mientras que las balanceadas implican utilizar etapas diferenciales de 600 ohms. Para mi una etapa preamplificadora, al margen de lo que comentas, debe permitir algo de ganancia extra y permitir una excursión máxima de unas 10 veces la máxima tensión de entrada del amplificador de potencia sin aportar ruido o distorsión, para que sea "transparente" pero flexible.

Mario17farias, en tu caso particular creo que si el pre requiere +/-12V significa que podría entregar teóricamente unos 10V pico (dando un supuesto de 2V de caída interna), en cambio si lo alimentas con +/-8V te daría teóricamente unos 6V pico. Al margen de lo que te comentaron sobre el tema de las polarizaciones internas, tendrías menos salida máxima y hay que ver las consecuencias de eso en tu caso.

 

[Alkotan]

Hola miguelus ¿Qué tal?

Me ha gustado tu exposición acerca de los previos y me ha aclarado muchos conceptos.

Tengo una pregunta, por lo que comentas, una fuerte distorsión puede hacer que el amplificador se averíe

¿Por qué puede pasar esto?

Buenas noches

 

[pandacba]

Pero yo aportaría que si en la cadena de audio va un control de volumen o nivel, que es típicamente logarítmico, se requiere un ganancia de unas 10 veces para que en la mitad del recorrido se tenga ganancia unitaria. Por lo que una etapa de amplificación compensa esta atenuación.

Lo que estas citando es una aplicación particular para alguna nececidad especial, pero no es la típica función de un control de volumen, en todo caso eso es un control de ganancia que otra cosa muy diferente a un control de volumen.
Tan diferente que si se diseña como se debe no necesita amplificación
Por otro lado tenes una confusión una cosa es el 10% del valor de resistencia al centro y otra cosa es amplificar 10Veces.
Estas mezclando chicha con limonada


Alkotan: Todo amplificador tiene una determinada sensibilidad para entregar su máxima potencia, si la señal que se le ingresa es excesiva provocara que los transistores de salida se saturen produciendo el recorte de la señal.
El problema es que el tiempo que dura el recorte provocara que aparezca tensión continua en el parlante, la carga esta prevista para una señal no continua, lo que provocara un fuerte pico de corriente ya que esa carga sera como un cortocircuito llevando a que se dañen los transistores de salida

Si,

Mario17farias, en tu caso particular creo que si el pre requiere +/-12V significa que podría entregar teóricamente unos 10V pico (dando un supuesto de 2V de caída interna), en cambio si lo alimentas con +/-8V te daría teóricamente unos 6V pico. Al margen de lo que te comentaron sobre el tema de las polarizaciones internas, tendrías menos salida máxima y hay que ver las consecuencias de eso en tu caso.

Eso no es asi, la tensión de salida pico a pico estara dada por la ganancia independientemente de la tensión de alimentación.
De echo en audio profesional estaba establecido en un Volt, luego eso se amplio debido a la salida de los lectores de CD que llevaron ese valor 1.2V.
Si buscas en las características de los amplificadores el item Sensibilidad veras que este valor muy rara vez excede el valor de un 1V
Por lo tanto no importa si al pre lo alimentas con 12V o con 24 la salida tiene que estar acorde para no saturar el amplificador.
Si fuera como tu dices un nivel de 10V para un amplificador que tiene una Sensibilidad de 800mV le estarias entregando una señal 12.5V veces superior con lo cual el recorte sería tan terrible que la mortandad, del sistema acústico y el silicio de salida lo haria con tanta rapidez que no tendria tiempo a nada

 

[miguelus]

Hola miguelus ¿Qué tal?

Me ha gustado tu exposición acerca de los previos y me ha aclarado muchos conceptos.

Tengo una pregunta, por lo que comentas, una fuerte distorsión puede hacer que el amplificador se averíe

¿Por qué puede pasar esto?

Buenas noches

Buenos días Alkotan.

Los diseñadores de Amplificadores dimensionan las etapas de salida para unos valores específicos, normalmente, se supone que van a ser señales sinusoidales o muy parecidas como suele ser la música.

Si la señal de entrada es muy eleva llegará un momento que los Transistores de salida no podrán dar más tensión, ese valor máximo estará determinado por la tensión de la Fuente de Alimentación, cuando los Transistores llegan a ese punto de máxima salida empezarán a recortar la señal que empezará a parecerse a una señal cuadrada, esto se denomina "Saturación"

Aunque la tensión máxima de salida siga siendo la misma que con una onda sinusoidal la tensión eficaz será más elevada, cuando el recorte tenga un valor cercano al 50% de cada semi ciclo la tensión eficaz será de un valor cercano al valor máximo multiplicado por √2,
esto quiere decir que la potencia entregada llegará aun valor cercano al doble de la potencia máxima del Amplificador.

Si la frecuencia es muy baja, el tiempo de conducción será mayor y esto puede provocar la destrucción de los Altavoces.

Si el Preamplificador llega a entregar tensiones tan altas como 10VAC, podemos destruir la entrada al Amplificador, este problema se hace más evidente si el Amplificador tiene en su entrada Transistores BJT (como suele ser habitual), en esta situación podemos sobrepasar la tensión Zener Base-Colector de estos Transistores, esto traería como consecuencia la ruptura de estos Transistores con consecuencias impredecibles para el resto de los Transistores del Amplificador ya que, normalmente, están acoplados en DC.

Muchos Amplificadores tienen unos Diodos Led de color Rojo que indican la situación de que el Amplificador está recortando, estos Diodos no están de adorno, hay que evitar que esos Led parpadeen, de esta forma evitaremos riegos innecesarios al Amplificador.

Desde hace muchos años, los niveles de señal están razonablemente bien definidos.

Las unidades VU son muy utilizadas y los medidores "Vúmetros" no se ponen de adorno, si los hacemos caso y no dejamos que las agujas entren en la zona Roja no tendremos que tener problemas.

Enlace de interés...

http://jesubrik.eresmas.com/Cero absoluto.htm

Sal U2

 

[Alkotan]

Muchas gracias Miguelus, intentare cuidar mejor a mi Amplificador

Muy buenas tardes.

 

[Nuyel]

El voltaje de operación es relevante y mucho si se usan componentes discretos, en el caso de amplificadores operacionales, estos internamente están compensados, el usar mas voltaje o menos solo afecta la excursión de la señal y con ello la distorsión, +Voltaje = +excursión y linealidad = menor distorsión.

En el caso de componentes pasivos (digamos que lleva un transistor tu diseño) es importante por que en los preamplificadores pasivos se tiende a usar un BIAS fijo (la pequeña corriente de polarización para el transistor), si el voltaje cambia, también cambia ese BIAS a menos de que este compensado (lo cual casi nunca ocurre por economía), desplazara la señal y comenzará a causar distorsión, falta de amplificación y otros efectos raros.

Respecto a la distorsión por recorte, es importante mantener el valor de potencia según el valor para el que fue diseñado, esto normalmente esta especificado a una distorsión de 10% con una señal de seno de 1kHz, me parece que así venia en la IEC 268.3.

Una señal cuadrada con saturación 100% da una potencia igual al 100%, mientras que la senoidal de excusión completa solo da 1/√2=70%, aumentar la potencia si esta bien diseñado, puede no daña al amplificador (siempre que puedan manejar la corriente), pero es la bocina la que se estresa más, y muchas veces están en un valor justo, su RMS ni si quiera llega al valor de potencia musical máxima de la norma, y no hay que confundirse con el PMPO, esa solo es la potencia máxima a la que puede sobrevivir por unos segundos antes de quemarse.

 

[vmsa]

Estimado pandacba, respecto a tu comentario:
Lo que estas citando es una aplicación particular para alguna necesidad especial, pero no es la típica función de un control de volumen, en todo caso eso es un control de ganancia que otra cosa muy diferente a un control de volumen. Tan diferente que si se diseña como se debe no necesita amplificación
Por otro lado tenes una confusión una cosa es el 10% del valor de resistencia al centro y otra cosa es amplificar 10Veces.
Estas mezclando chicha con limonada

JAJAJA me parece que algo de cócteles se. Te comento que un control de volumen con un potenciometro logarítmico es un atenuador, donde el 10% es la décima parte y entonces necesitas 10 VECES de ganancia para obtener el mismo nivel o sea el 100%. De esta manera la posición central del control corresponde a 0dB y es como si no estuviese, que creo es lo que proponés.
Por otro lado me gustaría que expliques cual es tu definición de volumen y ganancia para que sean dos cosas muy diferentes.
Para mi conceptualmente un pre está entre una fuente de señal y un amplificador, y creo que su diseño dependerá de estas dos partes. Eso es a lo que te referís con diseñarlo cómo se debe ????

De paso te comento que si hay algo distinto a una onda senoidal es casualmente la música. Donde el factor de cresta ronda unos 10 dB a 20 dB, mientras una senoidal solo tiene 3 dB. El comportamiento de un equipo ante las rápidas fluctuaciones de la música depende de su THD, de su respuesta en frecuencia, slew-rate, etc. Entonces tener un buen rango dinámico es parte esencial, por eso mi comentario sobre la máxima excursión.

Y con respecto a tu comentario:
Eso no es así, la tensión de salida pico a pico estará dada por la ganancia independientemente de la tensión de alimentación.

Creo que esto requiere una explicación, la máxima salida de una etapa esta determinada por la máxima tensión que ésta pueda entregar, y que es INDEPENDIENTE de la ganancia. Porque la máxima tensión que pueda entregar esta determinada primariamente por su tensión de alimentación. Eso es pura electrónica no magia.

Saludos.

 

[pandacba]

Te invito a que hagas una simulación y lo demuestres, ya que eso no es asi, eso es algo muy básico y se conprueba muy fácilmente con instrumental, Milivoltimetro de audio y/o osciloscopio.

 

[Dr. Zoidberg]

Hay varios tipos de preamificadores, pero basicamente,:
1-Ganancia fija + control de atenuacion.
2-Control de stenuacion +, ganancia fija (al reves del anterioir).
3-Ganancia variable.
Lios invito a que busquen y lean el libro "Small signal audio design" de D. Self psra encontrar las ventajas y problemas de cada variante, pero ya les aviso que la ganancia varible es la mejor solucion.