پری آمپلی فایر چیست؟ — به زبان ساده و کاربردی
وظیفه اصلی «پری آمپلی فایر» یا همان «پیش تقویت کننده» (Preamplifier) یا به اختصار «پری امپ» (Preamp) تقویت سیگنالهای کوچک و ضعیف برای تقویت بیشتر در مراحل بعدی است. به طور کلی، سیگنالهای ضعیف از میکروفونها، منابع صوتی و دیگر آشکارسازهای صدا باید با در نظر گرفتن نسبت سیگنال به نویز (SNR) ذاتی استخراج شوند. از این رو، بهترین موقعیت پری آمپلی فایر نزدیک به سنسور یا آشکارساز است. تقویت بیشتر خروجی آمپلی فایر توسط تقویتکنندههای توان انجام میشود.
تفاوت گیرنده، آمپلی فایر و پری آمپلی فایر
تفاوتهای اساسی بین گیرنده و آمپلی فایر در مقابل پری آمپلی فایر به عملکرد آنها بر میگردد.
یک گیرنده دستگاه ورودی و خروجی را به هم متصل میکند، در حالی که آمپلی فایر سیگنال را تقویت میکند تا بتواند از طریق بلندگو پخش شود. با این حال، یک پری آمپلی فایر، سیگنال میکروفن را به حدی افزایش میدهد تا بتوان آن را از طریق آمپلی فایر تقویت کرد.
تفاوتهای این 3 دستگاه را در ادامه توضیح خواهیم داد، اما ابتدا لازم است درباره دستگاههای واقعی با جزئیات بیشتری بحث کنیم تا بتوانیم تفاوتها را درک کنیم.
گیرنده AV چیست؟
گیرنده AV (صوتی/تصویری) یکی از اساسیترین قسمتهای سیستم سینمای خانگی است و معمولاً اولین چیزی است که خریداری میشود. به طور خلاصه، گیرنده به عنوان مرکز اصلی سینمای خانگی شما عمل میکند و تعدادی از کارهای مهم را انجام میدهد.
ابتدا، این دستگاه است که همه چیز را به هم متصل میکند. در واقع، این گیرنده است که شما دستگاههای ورودی خود را از قبیل پخشکنندههای DVD، کنسولهای بازی و غیره و دستگاههای خروجی خود مانند بلندگوها، تلویزیونها و پروژکتورها را متصل میکنید. اینیعنی اینکه یک گیرنده خوب باید کاربردی و در عین حال، استفاده از آن آسان باشد.
اگر هیچ چیز دیگری وجود نداشته باشد، یک گیرنده امکان جابهجایی بین همه دستگاههای ما را آسان میکند. اگرچه در سینمای خانگی لزوماً به گیرنده نیاز ندارید، اما داشتن آن، مخصوصاً وقتی بیش از یک دستگاه ورودی وجود دارد، منطقی است. زیرا باعث میشود هر زمان که بخواهید دستگاه مکورد استفاده خود را بدون جابهجایی کابلهای به صورت دستی، تغییر دهید.
وقتی دستگاههایتان منحصر به وسایل خروجی ویدئو نیست، استفاده از یک گیرنده واقعاً مفید خواهد بود. به عنوان مثال، اگر یک دستگاه ضبط داشته باشید، اتصال آن به گیرنده نهتنها باعث میشود همه چیز را از برق نکشید، بلکه میتوانید کار بلندگوهای خود را نیز به طور خودکار تغییر دهید.
این یکی دیگر از عملکردهای اصلی گیرنده است که به شما امکان کنترل کامل تنظیمات صوتی را میدهد. علاوه بر میزان صدا، یک گیرنده به شما امکان میدهد تنظیمات اکولایزر، حالتهای صدای فراگیر و موارد دیگر را تغییر دهید.
همانطور که اشاره کردیم، یکی از کارهای اصلی یک گیرنده تأمین سیگنال صوتی به بلندگوها است. طبق تعریف، این یعنی گیرنده دارای یک آمپلی فایر است، زیرا وجود آمپلی فایر برای تقویت سیگنال صوتی ورودی لازم است تا بتواند توسط همه بلندگوها دریافت شود.
به همین ترتیب، بعضی از گیرندهها بسته به کارکردهایشان، ممکن است دارای یک پری آمپلی فایر نیز باشند. پری آمپلی فایر به سادگی سیگنالهای ضعیفتر را تقویت میکند. در نتیجه، میتوان این سیگنالها را توسط آمپلی فایر دریافت کرد. البته، استفاده از پیشتقویت همیشه لازم نیست.
یک گیرنده سینمای خانگی معمولاً شامل 5 کانال است، اما بعضی از آنها 7 کانال نیز دارند. با توجه به اینکه یک گیرنده برای سیستمهای صوتی فراگیر طراحی شده است، منطقی است که کانالهای کافی برای این عملکرد داشته باشد.
علاوه بر مواردی که درباره کاربرد گیرنده بیان کردیم، آنها اغلب تعدادی عملکرد دیگر نیز دارند که در سینمای خانگی از مزایای مختلفی برخوردار هستند. این کاربردهای شامل موارد زیر است:
- کدگشایی فرمتهای صدای فراگیر دیجیتال از منبع ورودی تا به درستی روی بلندگوها پخش شوند.
- به عنوان واسط مرکزی سینمای خانگی کار میکند (احتمالاً یک برنامه تلفن همراه). بسیاری از آنها همچنین دارای صفحه نمایش LED اختصاصی هستند تا بتوان تنظیمات را انجام داد.
- گیرندهها همچنین شامل یک رادیوی دیجیتال هستند که این امکان را میدهند که به رادیو دیجیتال متصل شوید.
یک نکته مهم که باید به خاطر بسپارید این است که بسیاری از گیرندهها مُد پردازش سیگنال دارند. وقتی این مورد روی سیگنالهای ویدیویی اعمال شود، گاهی اوقات میتواند کیفیت تصویر را بکاهد، البته همیشه اینطور نیست.
این مورد اغلب در هنگام کار با سیگنالهای UHD اتفاق میافتد. با این حال، با استفاده از عملکرد بایپس سیگنال که در هر گیرنده وجود دارد، میتوان آن را به راحتی برطرف کرد. با انجام این کار گیرنده از پردازش تصویر متوقف میشود و آن را به سیگنال اصلی وفادارتر میکند.
آمپلی فایر چیست؟
از نظر اصولی، آمپلی فایر وسیلهای است که سیگنال ولتاژ پایین را به اندازه کافی تقویت میکند تا بلندگوها را تغذیه کند. تقویتکنندهها منحصر به سینمای خانگی نیستند، اما در هر دستگاهی با بلندگو یافت میشوند. با این حال، توان یک آمپلی فایر بسته به هدف آن متفاوت خواهد بود.
عملکرد دوم یک آمپلی فایر نیز به کاربر اجازه میدهد قبل از تبدیل سیگنال به سیگنال سطح خط، چندین سیگنال را جمعآوری کند. سیگنال سطح خط به سیگنالی که برای بلندگوها ارسال میشود اشاره دارد و همچنین سطحی است که تمام سیگنالهای ورودی باید در آن سطح باشند.
به طور خلاصه، یک گیرنده یک آمپلی فایر است، اما همه آمپلیفایرها گیرنده نیستند. وظیفه اصلی آمپلی فایر تقویت سیگنالها است تا بتوانند به اندازه کافی برای پخش از طریق بلندگوها بزرگ شوند. هر چیز دیگری یک عملکرد اضافی در نظر گرفته میشود و بیشتر از یک آمپلی فایر در گیرنده یافت میشود.
تقویتکنندهها یا آمپلیفایرها را می توان به 2 دسته اصلی تقسیم کرد:
- تقویتکننده توان: این به سادگی یک تقویت کننده به خودی خود است که سیگنالهای ورودی را برای بلندگوها افزایش میدهد.
- تقویتکننده مجتمع: این نوع همچنین شامل یک پری آمپلی فایر است، به این معنی که میتواند سیگنالها را پیشتقویت کند و به اندازه کافی بزرگ کند تا از طریق بلندگو پخش شود.
همانطور که دیدیم، چندین تفاوت بین گیرنده و آمپلی فایر وجود دارد. اما آیا این به این معنی است که در سینمای خانگی به هر دو نیاز داریم؟ پاسخ به این مسئله تا حد زیادی به سیستمی که داریم بستگی دارد.
پاسخ کوتاه این است که اگر گیرنده خوبی داشته باشید، نیازی به آمپلی فایر اضافی هم ندارید. همه گیرندهها حاوی آمپلی فایر هستند، بنابراین اگر کانال کافی برای سیستم بلندگو داشته باشد، باید تحت پوشش قرار بگیرید.
با این حال، اگر بلندگوهایی داشته باشید که به انرژی زیادی احتیاج دارند یا قصد استفاده از بلندگوهایی با مقیاس بزرگتر از گیرنده را دارید، این موضوع صدق نخواهد کرد. اتصال بلندگوهایی با مصرف بالا به یک گیرنده میتواند موجب گرم شدن بیش از حد یا خراب شدن آن شود. در این موارد به آمپلی فایر نیاز خواهید داشت.
به همین ترتیب، اگر میخواهید بلندگوهای اضافی را به سیستم خود متصل کنید یا فضای بسیار بزرگی دارید، ممکن است برای تقویت سیگنال به یک آمپلی فایر اضافی نیاز داشته باشید.
نکته اصلی این است که اگر تجهیزاتتان از ابتدا با هم تطبیق داشته باشند، موفقیت بسیار بیشتری را کسب خواهید کرد. به عنوان مثال، اگر مجموعهای از بلندگوهای پرقدرت را خریداری میکنید، اطمینان حاصل کنید که گیرنده شما توان کافی برای اداره آنها را دارد.
همچنین، بلندگوهایی که میخرید، توان مصرفی مشخصی دارند، بنابراین به این اطلاعات توجه کنید.
پری آمپلی فایر چیست؟
پری آمپلی فایر شاید یکی از مبهمترین قسمتهای سیستم سینمای خانگی به نظر برسد. در ابتداییترین سطح، یک پری آمپلی فایر سیگنالهای ورودی ضعیف را میگیرد و آنها را تقویت میکند تا با سایر سیگنالهای پردازش شده در آمپلی فایر مطابقت داشته باشد.
بهترین مثال برای توضیح این موضوع تجهیزات ضبط صدا است. سیگنال یک میکروفن چنان ضعیف است که از آن به عنوان سطح میکروفون یاد میشود و به طور قابل توجهی ضعیفتر از سیگنالهای سطح کاری معمول است.
همه این سیگنالها باید به یک سیگنال سطح خط افزایش پیدا کنند، سپس توسط آمپلی فایر تقویت شده و به بلندگوها ارسال شوند. این همان کاری است که یک پری آمپلی فایر یا پیش تقویت کننده انجام میدهد و سیگنال را به سطح مناسب برای آمپلی فایر تقویت میکند.
بنابراین، هنگام انتخاب پری آمپلی فایر، مطابقت آن با آمپلی فایر را در نظر بگیرید. دستگاهها باید سطح توان مشابهی داشته باشند تا تداخل ایجاد نکنند یا بازخورد غیرضروری یا اعوجاج سیگنال ایجاد نشود.
پری آمپلی فایر در دو نسخه ارائه میشود:
- آمپلی فایر اکتیو: به یک منبع تغذیه خارجی نیاز دارد و بنابراین میتواند بلندگوها را نیز تغذیه کند.
- آمپلی فایر پسیو: این نوع منبع برق خارجی ندارد و بنابراین فقط میتواند سیگنال را به اندازهای افزایش دهد تا آن را به تقویتکننده ارسال کند.
به احتمال زیاد در سیستم سینمای خانگی با پریآمپلیفایرهای پسیو یا غیرفعال روبهرو خواهید شد، اگرچه همانطور که مشخص گفتیم، در صورت داشتن گیرنده، به هر حال واقعاً نیازی به آن نخواهید داشت.
به همین ترتیب، یک آمپلی فایر مجتمع از قبل حاوی یک پری آمپلی فایر است و هر دو مؤلفه به گونهای طراحی شدهاند که به خوبی با هم کار میکنند. اگر تصمیم دارید از آمپلی فایر برای سینمای خانگی خود استفاده کنید، توصیه میکنیم آمپلی فایر مجتمع تهیه کنید.
علاوه بر تقویت سیگنالهای ضعیفتر، یک پری آمپلی فایر باید کیفیت صدا را متناسب با افزایش میزان صدا تغییر دهد. بدون سطح پردازش صوتی، سیگنال دریافت شده توسط تقویتکننده بسیار آلوده و حاوی اعوجاج بیش از حد است.
افزایش صدای سیگنال نیز باعث افزایش نویز نامطلوب پسزمینه میشود. به طور مشابه، بر کف نویز تأثیر میگذارد که صدای کلی تمام نویزهای ناخواسته روی سیگنال ورودی است. به زبان ساده، این موضوع چیز خوبی نیست.
اگر واقعگرایانه بنگریم، این پریآمپلیفایرها نیستند که در سینماهای خانگی باید تمرکز زیادی روی آنها داشته باشیم. در واقع، آنها در دنیای ضبط بسیار رایجترند که در آنها از دستگاههایی مانند میکروفون استفاده میشود.
تفاوتهای اساسی بین آمپلی فایر و پری آمپلی فایر را میتوان به شرح زیر بیان کرد:
- برای تقویت سیگنالها یک پری آمپلی فایر ضروری است تا بتوان آنها را توسط آمپلی فایر دریافت کرد.
- آمپلی فایر سیگنال را تقویت میکند تا بتوان آن را توسط همه بلندگوهای مدار دریافت کرد.
- یک پری آمپلی فایر سطحی از پردازش صدا را برای از بین بردن نویز پسزمینه انجام میدهد، در حالی که آمپلی فایر این کار را نمیکند.
- آمپلی فایر در سینمای خانگی از اهمیت بیشتری برخوردار است، اما یک گیرنده حاوی هر دو خواهد بود. این یعنی دیگر نیازی به خرید پری امپلی فایر نیست.
به طور خلاصه، یک پری امپلی فایر را میتوان به عنوان یک آمپلی فایر کوچکتر در نظر گرفت.
مدار ساده پری آمپلی فایر
پری آمپلی فایر سیگنال را با بهره بسیار زیاد تقویت میکند، اما بهره جریان ندارد. از این رو، سیگنال تقویت شده پری آمپلی فایر به یک آمپلی فایر توان داده میشود که در آن جریان تقویت میشود.
اگر فیلتر کردن سیگنال ورودی الزامی باشد، مدار فیلتر ممکن است به سیگنال نویز اضافه کند. هنگامی که از پری آمپلی فایر استفاده میشود، میتوان نویز را به میزان قابل توجهی کاهش داد. پری آمپلی فایر همچنین هنگام وجود فاصله بین سنسور و تقویتکننده توان، به کم کردن نویز در خطوط کمک میکند.
با اینکه آمپلیفایرها مدارهایی هستند که خروجی را تقویت میکنند، کنترل صدا در تقویتکنندههای توان مشکل است. اغلب اوقات، تقویتکننده توان کم و بیش ثابت نگه داشته میشود، در حالی که میزان صدا در مرحله پیشتقویت کنترل میشود.
سه نوع پری آمپلی فایر وجود دارد: حساس به جریان، حساس به شارژ و ظرفیت خازنی پارازیتی که برای سنسورهای مختلف، آشکارسازها و مواردی مانند پیشتقویتکننده میکروفون، استودیوهای ضبط موسیقی، آنتن تلویزیون و غیره به کار میروند.
در این بخش، میخواهیم یک پروژه ساده پری آمپلی فایر را برای میکروفون الکتریکی با خروجی مونو بررسی کنیم.
از مدار میتوان برای صدای تلفنها یا سایر دستگاههایی با سیگنال ضعیف استفاده کرد که به طور معمول برای هدفونها کافی است. از آنجا که پری آمپلی فایر توانایی پخش ندارد، یک تقویتکننده صوتی ساده نیز به مدار اضافه میشود.
قطعات مورد نیاز پروژه به شرح زیر هستند:
- یک عدد تقویتکننده عملیاتی LM358
- یک عدد تقویتکننده توان صوتی LM380
- سه عدد مقاومت 10KΩ
- یک عدد مقاومت 1KΩ
- یک عدد مقاومت 2.2KΩ
- یک عدد پتانسیومتر 1MΩ
- یک عدد پتانسیومتر 10KΩ
- دو عدد خازن 470µF
- یک عدد خازن 4.7µF
- یک عدد خازن 0.1µF
مدار پری آمپلی فایر
در مدارِ پری آمپلی فایر از آپ امپ LM358 استفاده میشود. این مدار به صورت فیدبک منفی با یک پتانسیومتر 1MΩ متصل در مسیر بازخورد ساخته میشود.
ورودی از میکروفون به ترمینال معکوس آمپلیفایر داده میشود، در حالی که ترمینال غیرمعکوس ورودی ثابت از تقسیم ولتاژ متشکل از R3 و R4 را میگیرد. حداقل ولتاژ تغذیه باید 9 ولت باشد و با تنظیم پتانسیومتر میتوان میزان بهره مدار را کنترل کرد.
مدار آمپلی فایر
در مدار آمپلی فایر، از تقویتکننده صوتی LM380 استفاده میشود. توان خروجی تقویت کننده 2٫5 وات است و بهره داخلی آن در 34dB ثابت است.
از این مدار میتوان در مورادی مانند سیستمهای صوتی تلویزیون، گیرندههای FM، هشدار، مخابره داخل ساختمان و غیره استفاده کرد. همانطور که در مدار شکل بالا مشخص است، ورودی ترمینال غیرمعکوس خروجی پری آمپلی فایر است که از طریق پتانسیومتر 10KΩ به آن متصل میشود. خروجی فیلتر شده از پایه 8 گرفته شده و به بلندگو داده میشود.
عملکرد مدار
پری آمپلی فایر میکروفون ساده بالا مبتنی بر تقویتکننده عملیاتی LM358 طراحی شده است. به منظور تکمیل مدار، یک تقویتکننده صوتی ساده نیز طراحی شده است. کار مدار به شرح زیر است.
- میکروفون یا صوت تلفن به عنوان ورودی در نظر گرفته میشود. این ورودی به ترمینال معکوس آپ امپ داده میشود. ورودی ترمینال غیرمعکوس، یک منبع ثابت حاصل از مقسم ولتاژ است.
- این سیگنال با توجه به بهره تعیین شده با پتانسیومتر تقویت میشود.
- سیگنال ورودی که در اندازه چند میلیولت است، به چند ولت تقویت میشود. اما جریان سیگنال بسیار کمتر است. از این رو، این سیگنالِ پیشتقویتشده به مدار تقویتکننده متشکل از LM380 داده میشود.
- خروجی پری آمپلی فایر به ترمینال غیرمعکوس تقویتکننده صوتی داده میشود.
- تقویتکننده صوتی LM380 جریان سیگنال را تقویت میکند تا چیزی مانند یک بلندگوی کوچک 8Ω را هدایت کند.
فیلترهای مناسب در مدار قرار می گیرند تا تحریفات را راه بیندازد.
کاربردهای پری آمپلی فایر
- از مدار پری آمپلی فایر که در اینجا طراحی شد، میتوان برای تقویت سیگنال میکروفون و آماده کردن آن برای آمپلی فایر توان استفاده کرد.
- صدای تلفنها، دستگاههای پخش MP3 و غیره را قبل از دادن آن به یک تقویتکننده مناسب، میتوان به این تقویتکننده داد.
- صدای خروجی تلفنها برای ورود به تقویتکنندههای صوتی کوچک مانند LM380 یا LM386 کافی نیست. قبل از تقویت واقعی اجرای مرحله پیشتقویت ضروری است.
به موارد زیر توجه داشته باشید:
- از مدار میتوان برای پیشتقویت سیگنالهای میکروفنهای الکتریکی استفاده کرد.
- هنگام استفاده از مدار در ترکیب با تقویتکننده صوتی (مانند این مدار)، توصیه میشود از آنجا که تنظیم صدا باعث اغتشاش در بهره تقویتکننده صوتی نمیشود، این کار را در آنجا انجام دهید.
- به منظور پیادهسازی سیستم صوتی با کیفیت خوب، استفاده از پری آمپلی فایر یک مزیت است، زیرا سیگنالهای صوتی سطح پایین را تقویت میکند.
- بسته به نوع طراحی، یک پری آمپلی فایر میتواند سیگنالهای ورودی را که به اندازه چند میکرو ولت کوچک هستند، تقویت کند.
معرفی فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها
برای آشنایی بیشتر با مدارهای الکترونیکی، پیشنهاد میکنیم به فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه و تدوین شده است. مدت این آموزش ویدیویی ۴ ساعت و ۳ دقیقه است و در ۱۰ فصل تدوین شده است.
در درس اول آموزش، با تجهیزات و ابزارآلات مورد نیاز برای تعمیرات آشنا میشوید و در درس دوم مقدمات الکترونیک را فرا میگیرید. درس سوم درباره آشنایی با دستگاههای اندازهگیری است و قطعهشناسی و نحوه آزمایش سالم بودن قطعه در درس چهارن ارائه شده است. آشنایی با آیسیهای اصلی موبایل و وظایف آنها، مبحث مهم درس پنجم است. نقشهخوانی از مهارتهای لازم برای تعمیرات است که در درس ششم ارائه شده است.
مخابرات و شبکه موبایل نیز از مباحث تخصصی تعمیرات است که به طور کامل در درس هفتم مورد بحث قرار گرفته است. عیبیابی و تست جریانکشی از مهمترین مباحث این آموزش هستند و به ترتیب در درسهای هشتم و نهم به طور کامل معرفی شدهاند. در نهایت، در درس دهم، با اصول و مهارتهای فنی تعمیرات موبایل و تبلت آشنا خواهید شد.
- برای مشاهده فیلم آموزش آشنایی با سخت افزار موبایل و تبلت و عیب یابی آن ها + اینجا کلیک کنید.
معرفی فیلم آموزش الکترونیک ۱ فرادرس
برای آشنایی با الکترونیک، پیشنهاد میکنیم به فیلم آموزش الکترونیک 1 مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه شده است. این آموزش در ۱۱ ساعت و ۲۷ دقیقه و در قالب ۶ درس تدوین شده است. در درس اول، درباره فیزیک الکترونیک بحث شده است. دیود و مدارهای دیودی موضوع مهم درس دوم است. مباحث ترانزیستور پیوندی دوقطبی و ترانزیستورهای اثر میدان، به ترتیب، در درسهای سوم و چهارم معرفی شدهاند. در درس پنجم تقویتکنندههای ترانزیستوری چندطبقه مورد بحث قرار گرفته و در نهایت در درس ششم آنالیز و طراحی مدارات آنالوگ با استفاده از نرم افزار OrCAD ارائه شده است.
- برای مشاهده فیلم آموزش الکترونیک ۱ + اینجا کلیک کنید.
معرفی فیلم آموزش الکترونیک 2 فرادرس
آموزش الکترونیک 2 فرادرس در ۸ ساعت و ۱۱ دقیقه و در ۷ درس تهیه شده است. درس اول این آموزش درباره پاسخ فرکانسی تقویتکنندههای ترانزیستوری است. در درس دوم منابع جریان و بارهای فعال معرفی شدهاند. تقویتکنندههای تفاضلی، تقویتکنندههای توان، تقویتکنندههای فیدبک و تقویتکنندههای عملیاتی، به ترتیب، موضوع درسهای سوم تا ششم هستند. در نهایت، در درس هفتم تنظیمکنندههای ولتاژ معرفی شدهاند.
- برای مشاهده فیلم آموزش الکترونیک 2 + اینجا کلیک کنید.
معرفی فیلم آموزش الکترونیک 3 فرادرس
آموزش درس الکترونیک ٣ در ادامه درس الکترونیک ١ و ٢ در ۱۵ ساعت و ۷ دقیقه و در قالب چهار درس ارائه شده است. در درس اول، پاسخ فرکانسی تقویتکنندههای ترانزیستوری به طور کامل آموزش داده شده است. پایداری و جبران فرکانسی تقویتکنندههای فیدبک موضوع درس دوم است. در درس سوم، تقویتکنندههای عملیاتی به طور کامل مورد بحث قرار گرفتهاند و در نهایت، در درس چهارم، اسیلاتورها به طور مفصل شرح داده شدهاند.
- برای مشاهده فیلم آموزش الکترونیک 3 + اینجا کلیک کنید.