प्रस्तावना: सर्किट, कार्य, प्रकार, अंतर, कैसे चुनें, और इसके अनुप्रयोग

प्रीएम्प्लीफायर या प्रीएम्प का आविष्कार पहली बार 20वीं सदी की शुरुआत में रेडियो और फोनोग्राफ प्रौद्योगिकी विकास के मुख्य तत्व के रूप में किया गया था। बाद में, ट्रांजिस्टर-आधारित प्रीएम्प्लीफायर और अंततः डिजिटल प्रीएम्प उच्च विश्वसनीयता, कम लागत और कम शोर की पेशकश के साथ उभरे। इन एम्पलीफायरों जैसे और अधिक फ़ंक्शन और सुविधाएँ लाए; सराउंड साउंड, इक्वलाइजेशन, वायरलेस कनेक्टिविटी और रूम करेक्शन के लिए अतिरिक्त संतुलन और फिल्टर। प्रीएम्प्स ऑडियो सिस्टम के भीतर महत्वपूर्ण घटक हैं। वे पावर एम्पलीफायर और लाउडस्पीकर को ऑडियो सिग्नल प्रदान करते हैं। वे विभिन्न परिस्थितियों के अनुरूप सिग्नल स्तर और सिग्नल रूटिंग को भी समायोजित करते हैं। यह आलेख संक्षेप में बताता है पूर्व-प्रवर्धक , इसकी कार्यप्रणाली, प्रकार और अनुप्रयोग।

प्रीएम्प्लिफ़ायर क्या है?

प्रीएम्प्लीफायर एक इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर है जो आंतरिक एस/एन अनुपात को काफी कम किए बिना डिटेक्टर से सिग्नल को हटा देता है। प्रीएम्प्लीफायर सुविधाओं में मुख्य रूप से शामिल हैं; टोन नियंत्रण, बहुमुखी प्रतिभा और संतुलन समायोजन के डिजिटल इनपुट।

ये एम्पलीफायर होम थिएटर और होम स्टीरियो सिस्टम में महत्वपूर्ण घटक हैं। इसलिए इन्हें मुख्य रूप से एक ऑडियो स्रोत डिवाइस से ऑडियो सिग्नल का उपयोग करने और इसे एक स्तर तक बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसे स्पीकर के माध्यम से चलाने के लिए पावर एम्पलीफायर के माध्यम से आगे संसाधित किया जा सकता है। इस प्रकार के एम्पलीफायर ऑडियो सिग्नल को संसाधित करने के लिए भी जिम्मेदार होते हैं जैसे; स्वर, संतुलन और ध्वनि का समायोजन।

प्रीएम्प्लीफायर कार्य सिद्धांत

प्रीएम्प्लीफायर एक कमजोर विद्युत सिग्नल को एक मजबूत आउटपुट सिग्नल में बदलकर काम करता है जो शोर-सहिष्णु और पावर एम्पलीफायर में संचारित करने के लिए पर्याप्त मजबूत होता है, साथ ही लाउडस्पीकर को प्रीएम्प्लीफायर या प्रीएम्प के रूप में जाना जाता है। इस एम्पलीफायर का उपयोग किए बिना अंतिम आउटपुट सिग्नल विकृत या शोर वाला होगा।
प्रीएम्प्स का उपयोग होम स्टीरियो सिस्टम और होम थिएटर सिस्टम में किया जाता है लेकिन इस एम्पलीफायर की पसंद मुख्य रूप से विभिन्न कारकों पर निर्भर करती है जैसे; आवश्यक चैनलों की संख्या, पसंदीदा सुविधाएँ और ध्वनि की गुणवत्ता।

प्रीएम्प्लीफायर सर्किट

एकल ट्रांजिस्टर वाला प्रीएम्प्लीफायर सर्किट नीचे दिखाया गया है। इस सरल सर्किट का उपयोग लगभग 3 - 30 वोल्टेज लाभ प्रदान करने के लिए किया जाता है और यह स्रोत के साथ-साथ लोड प्रतिबाधा पर निर्भर करता है। इस प्रीएम्प्लीफायर सर्किट में कम इनपुट प्रतिबाधा है।

इस प्रीएम्प्लीफायर सर्किट को बनाने के लिए आवश्यक घटकों में मुख्य रूप से शामिल हैं; प्रतिरोधों R1-2.2 MΩ, R2 - 4.7 KΩ, संधारित्र सी1 और सी2 इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर - 10 μF, 10V और NPN ट्रांजिस्टर T1 = BC148B। नीचे दिखाए गए चित्र के अनुसार सर्किट को कनेक्ट करें।

कार्यरत

सरल प्रीएम्प्लीफायर सर्किट को एकल कम-शक्ति एम्पलीफायर ट्रांजिस्टर के साथ डिज़ाइन किया गया है। यह ट्रांजिस्टर CE में कॉन्फ़िगर किया गया है ( सामान्य उत्सर्जक ) तरीका। जब भी C1 कपलिंग कैपेसिटर में T1 ट्रांजिस्टर के बेस टर्मिनल को इनपुट सिग्नल प्रदान किया जाता है तो यह इनपुट सिग्नल को T1 ट्रांजिस्टर के BE टर्मिनलों से जोड़ देता है।

12V Vcc ट्रांजिस्टर के कलेक्टर टर्मिनल को प्रदान किया जाता है और यह बेस करंट देकर अतिरिक्त कार्य करता है। शून्य सिग्नल स्थिति में C1 संधारित्र एक खुले सर्किट के रूप में काम करता है क्योंकि संधारित्र प्रतिक्रिया शून्य आवृत्ति पर अनंत है। इसलिए, 'C1' कैपेसिटर एक अवरोधक कैपेसिटर के रूप में काम करता है। इसी तरह, एक C2 कैपेसिटर एक समान कार्य करता है। तो C2 कैपेसिटर एक कपलिंग कैपेसिटर के रूप में काम करता है और आउटपुट वोल्टेज बनाने के लिए प्रवर्धित सिग्नल को फीड करता है। यह सरल प्रीएम्प्लीफायर सर्किट निश्चित पूर्वाग्रह का उपयोग करता है। तो उपरोक्त सर्किट में, R1 प्रतिरोध का चयन करके शून्य सिग्नल प्रक्रिया स्थापित की जा सकती है।

प्रस्तावना प्रकार

प्रीएम्प्लीफायर तीन प्रकार के होते हैं करंट-सेंसिटिव, पैरासिटिक-कैपेसिटेंस और चार्ज-सेंसिटिव प्रीएम्प्लीफायर जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

वर्तमान-संवेदनशील प्रीएम्प्लीफायर

50Ω इनपुट प्रतिबाधा वाला वर्तमान-संवेदनशील प्रीएम्प्लीफायर 50Ω समाक्षीय केबल का सही समापन प्रदान करता है और डिटेक्टर से वर्तमान पल्स को वोल्टेज पल्स में बदलता है। यदि एम्पलीफायर का बढ़ा हुआ समय डिटेक्टर के वृद्धि समय की तुलना में छोटा है, तो प्रीएम्प्लीफायर का वोल्टेज लाभ 'ए' है, और प्रीएम्प्लीफायर ओ/पी पर वोल्टेज पल्स आयाम इस प्रकार दिया जाएगा;

वाउट = 50 आईइन ए

जहां 'Iin' डिटेक्टर से वर्तमान पल्स आयाम है। तो यह सिग्नल उन अनुप्रयोगों की गिनती के लिए एक तेज़ विवेचक को खिलाया जाता है जिनका ओ/पी एक काउंटर/टाइमर के माध्यम से रिकॉर्ड किया जाता है।

फोटोमल्टीप्लायर ट्यूबों और माइक्रोचैनल प्लेटों के माध्यम से समय निर्धारण पर समय अनुप्रयोगों के लिए प्रमुख सीमा इलेक्ट्रॉनों के पारगमन समय के भीतर भिन्नता है जब वे पूरे डिटेक्टर में कैस्केड होते हैं। तो यह डिटेक्टर के आउटपुट पर पल्स आगमन समय के भीतर घबराहट पैदा कर सकता है। लेकिन, यदि डिटेक्टर सिग्नल वर्तमान-संवेदनशील प्रीएम्प्लीफायर की आवश्यकता के लिए पर्याप्त हैं, तो समय रिज़ॉल्यूशन पर प्रीएम्प्लीफायर इनपुट शोर प्रभाव पर भी विचार किया जाना चाहिए। इस प्रकार के प्रीएम्प्लीफायर मुख्य रूप से समय अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं जिनमें कुछ सौ एनसेक रेंज के भीतर एसी-युग्मित समय स्थिरांक होते हैं।

परजीवी-समाई प्रीएम्प्लीफायर

जिस प्रीएम्प्लीफायर में उच्च (~5 MΩ) इनपुट प्रतिबाधा होती है उसे परजीवी कैपेसिटेंस प्रीएम्प्लीफायर के रूप में जाना जाता है। तो, डिटेक्टर द्वारा उत्पन्न वर्तमान पल्स को प्रीएम्प्लीफायर इनपुट और डिटेक्टर आउटपुट पर उपलब्ध संयुक्त परजीवी कैपेसिटेंस में शामिल किया जाता है। आम तौर पर, यह संयुक्त परजीवी समाई 10 - 50 पीएफ तक होती है। परिणामी सिग्नल एक वोल्टेज पल्स है जिसका आयाम डिटेक्टर पल्स के भीतर पूरे चार्ज के समानुपाती होता है और वृद्धि का समय डिटेक्टर वर्तमान सिग्नल की अवधि के बराबर होता है।

इनपुट कैपेसिटेंस और एक अवरोधक समानांतर में जुड़े हुए हैं जो ~ 50 μs समय स्थिरांक के साथ सिग्नल के तेजी से क्षय का कारण बनता है। एकता लाभ और उच्च इनपुट प्रतिबाधा वाले एक एम्पलीफायर को आउटपुट पर समाक्षीय केबल के कम प्रतिबाधा को चलाने के लिए बफर के रूप में शामिल किया गया है। यहां, श्रृंखला में आउटपुट के साथ 93-Ω अवरोधक केबल को उसके विशिष्ट प्रतिबाधा में समाप्त करके लंबी केबलों के भीतर परावर्तित संकेतों को अवशोषित कर सकता है।

परजीवी समाई के भीतर छोटे बदलावों के प्रति संवेदनशील लाभ के कारण इस प्रकार के प्रीएम्प्लीफायर का उपयोग सेमी-कंडक्टर डिटेक्टरों के साथ नहीं किया जाता है। आंशिक रूप से समाप्त अर्धचालक डिटेक्टरों के लिए डिटेक्टर कैपेसिटेंस डिटेक्टर डायोड पर लागू पूर्वाग्रह वोल्टेज के साथ बदलता है। इसके अतिरिक्त, इंटरकनेक्टिंग केबल की छोटी-छोटी हरकतें पीएफ के कुछ दसवें हिस्से के साथ इनपुट कैपेसिटेंस को समायोजित कर सकती हैं।

चार्ज-सेंसिटिव प्रीएम्प्लीफायर

चार्ज-सेंसिटिव प्रीएम्प्लीफायर एक प्रकार का प्रीएम्प्लीफायर है जिसका उपयोग मुख्य रूप से पल्स डिटेक्टरों के लिए रीडआउट सर्किटरी डिजाइन करते समय अक्सर किया जाता है। उनका डिज़ाइन स्थिरता और कम शोर प्रदान करता है और उनकी एकीकृत प्रकृति एक आउटपुट प्रदान करती है। तो यह आउटपुट पल्स इवेंट के दौरान डिटेक्टर से आपूर्ति किए गए पूरे चार्ज के समानुपाती होता है।

अन्य प्रीएम्प्लीफायर की तुलना में, इस प्रीएम्प्लीफायर का लाभ स्थिर है। यह एम्पलीफायर बैंडविड्थ या इनपुट कैपेसिटेंस पर निर्भर नहीं करता है। इस प्रकार के प्रीएम्प्लीफायरों का उपयोग आम तौर पर विकिरण का पता लगाने वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है, जहां व्यक्तिगत पहचान संकेतों की उच्च परिशुद्धता के साथ गणना करने की आवश्यकता होती है। इन्हें होम ऑडियो सिस्टम के भीतर स्थापित किया जा सकता है और अन्य ऑडियो उपकरणों के साथ जोड़ा जा सकता है। ये एम्प्लीफ़ायर बहुत सस्ते हैं और प्राकृतिक ध्वनि उत्पन्न करते हैं।

एम्प्लीफायर के साथ प्रीएम्प्लीफायर का उपयोग कैसे करें?

आम तौर पर, ऑडियो सिस्टम में एम्पलीफायर या पावर एम्पलीफायर से पहले प्रीएम्प्लीफायर का उपयोग किया जाता है। हम माइक्रोफ़ोन (या) किसी एनालॉग ऑडियो सेंसर से पावर एम्पलीफायर को सिग्नल की आपूर्ति नहीं कर सकते हैं। इसलिए हमें एम्प्लीफायर से पहले प्रीएम्प्लीफायर का उपयोग करना चाहिए।

एम्पलीफायर केवल इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को उच्च सीमा पर बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करता है, वे शोर को दूर करने में सक्षम नहीं हैं और सिग्नल से हस्तक्षेप भी नहीं करते हैं। उच्च-दर सिग्नल प्रवर्धन के लिए, एम्पलीफायर को एक मजबूत और शोर-मुक्त इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल देने की आवश्यकता होती है। हालाँकि माइक्रोफोन, ट्रांसड्यूसर, एनालॉग सेंसर आदि का आउटपुट एम्पलीफायर के इनपुट के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि वे केवल शोर, कमजोर और हस्तक्षेप एम्बेडेड सिग्नल पैदा करते हैं।

इसलिए पावर एम्पलीफायर के i/p के लिए सिग्नल तैयार करने के लिए प्रीएम्प्लीफायर का उपयोग किया जाता है। यदि प्रीएम्प को एम्पलीफायर से पहले नहीं जोड़ा गया है, तो पावर एम्पलीफायर आउटपुट शोर और विकृत होगा। इसके अलावा, प्रीएम्प्लीफायर लाभ को संतुलित करने में सहायता करता है।

अंतर बी/डब्ल्यू प्रीएम्प्लिफायर बनाम एम्प्लीफायर

मुख्य प्रीएम्प्लीफायर और एम्पलीफायर के बीच अंतर नीचे चर्चा की गई है।

सही प्रीएम्प्लिफ़ायर कैसे चुनें?

हम जानते हैं कि प्रीएम्प मुख्य मिक्सर या ऑडियो इंटरफ़ेस तक पहुंचने से पहले माइक्रोफ़ोन सिग्नल को बढ़ा देता है। यह एम्पलीफायर आपकी रिकॉर्डिंग की गुणवत्ता और चरित्र पर प्रभाव डाल सकता है, इसलिए आपके सिस्टम के लिए सही एम्पलीफायर का चयन करना आवश्यक है। इसलिए प्रीएम्प्लीफायर का चयन करते समय, कई कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

लाभ और हेडरूम

एक प्रीएम्प्लीफायर इनपुट सिग्नल पर लागू होने वाले प्रवर्धन की मात्रा को लाभ के रूप में जाना जाता है जबकि हेडरूम उच्चतम स्तर है जिसे एक प्रीएम्प्लीफायर बिना विकृत किए संभालता है। तो एक प्रीएम्प का न्यूनतम लाभ - 60 डीबी और हेडरूम - 20 डीबी होना चाहिए।

रंग टोन

रंग और टोन उन ध्वनि विशेषताओं को संदर्भित करते हैं जो एक प्रीएम्प्लीफायर सिग्नल को प्रदान करता है जैसे; स्पष्टता, गर्माहट, संतृप्ति, चमक, आदि। रंग और टोन का विकल्प मुख्य रूप से आपकी व्यक्तिगत पसंद और आपके द्वारा रिकॉर्ड किए जा रहे संगीत की शैली और प्रकार पर निर्भर करता है।

विशेषताएं एवं कार्य

ये अतिरिक्त विकल्प हैं जो नियंत्रित करते हैं कि एक प्रीएम्प्लीफायर प्रदान करता है; एक ध्रुवीयता स्विच, प्रेत शक्ति, लो-कट फिल्टर, पैड, चरण संरेखण, या मीटरिंग। तो ये सभी सुविधाएं और फ़ंक्शन सिग्नल श्रृंखला के अगले चरण तक पहुंचने से पहले सिग्नल को आकार देने और अनुकूलित करने में आपकी सहायता करते हैं। इसलिए प्रीएम्प्लीफायर का चयन करने से पहले, आपको उन सुविधाओं और कार्यों की तलाश करनी चाहिए जो आपकी आवश्यकताओं के साथ-साथ वर्कफ़्लो के अनुरूप हों।

अनुकूलता एवं कनेक्टिविटी

यह संदर्भित करता है कि एक प्रीएम्प्लीफायर मिक्सर, ऑडियो इंटरफ़ेस, मॉनिटर या DAW जैसे अन्य स्टूडियो उपकरण और सॉफ़्टवेयर के साथ कितनी अच्छी तरह काम करता है। यदि आप अपने वर्तमान सेटअप के लिए एक प्रीएम्प चाहते हैं तो आपको एक ऐसे प्रीएम्प की तलाश करनी चाहिए जिसमें उपयुक्त इनपुट और आउटपुट कनेक्टर हों जैसे; टीआरएस, आरसीए, या एक्सएलआर। आपको अपने ऑपरेटिंग सिस्टम और DAW के साथ प्रीएम्प संगतता को भी सत्यापित करना होगा,

गुणवत्ता एवं बजट

यह मुख्य रूप से संदर्भित करता है कि आप प्रीएम्प्लीफायर पर कितना खर्च करने को तैयार हैं और आप इससे किस स्तर की विश्वसनीयता और प्रदर्शन की उम्मीद करते हैं। यदि आपको अपने बजट के साथ-साथ अपनी रिकॉर्डिंग के लिए आवश्यक गुणवत्ता के आधार पर प्रीएम्प्लीफायर की आवश्यकता है, तो ग्राहकों से इसकी समीक्षा, वारंटी और समर्थन की जांच अवश्य करें।

फायदे नुकसान

प्रीएम्प्लीफायर के फायदे निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• यह एम्पलीफायर स्रोत उपकरण से सिग्नल को उस सीमा तक बढ़ा देता है जिसके साथ एक पावर एम्पलीफायर कुशलतापूर्वक कार्य कर सकता है।
• ये एम्पलीफायर विभिन्न स्रोत घटकों के बीच स्विच करने की तकनीक प्रदान करते हैं।
• इसमें ध्वनि की गुणवत्ता बेहतर है।
• इस एम्प्लीफायर में शोर कम और लाभ अधिक है।
• Preamplifier की बैंडविड्थ अधिक होती है।
• इस एम्पलीफायर में उच्च गतिशील रेंज है।
• ये महंगे नहीं हैं.
• इस एम्पलीफायर की स्थापना और समस्या निवारण बहुत सरल है।
• ये आसानी से उपलब्ध हैं और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हैं।
• प्रीएम्प्लीफायर रैखिक होते हैं।
• इसमें उच्च इनपुट और कम आउटपुट प्रतिबाधा है।
• ये सामान्यतः चार्ज-सेंसिटिव और करंट-सेंसिटिव होते हैं।
• यह एम्प्लीफायर आपकी ध्वनि के लिए एक विशेष विशेषता/रवैया प्रदान करता है।
• लो-वोल्टेज ऑडियो सिग्नल बहुत तेजी से परिवर्तित होते हैं।

प्रीएम्प्लीफायर के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इस एम्पलीफायर में इनपुट और आउटपुट की संख्या कम है।
• ये अधिक भारी हैं.
• यह अतिरिक्त नियंत्रण की अनुमति नहीं देता.
• यह जाइरो मीटर इलेक्ट्रॉनिक्स के भीतर एक महत्वपूर्ण घटक है।

अनुप्रयोग

प्रीएम्प्लीफायर्स के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• प्रीएम्प्लीफायर एई सेंसर से उत्पन्न बहुत कम आयाम वाले एई सिग्नल की पहचान करता है और प्रयोग करने योग्य और प्रवर्धित रूपों में बदलता है।
• इस एम्पलीफायर का उपयोग वहां किया जाता है जहां इनपुट सिग्नल बहुत छोटा होता है और एक पावर एम्पलीफायर प्रीएम्प्लीफायर चरण से रहित इस छोटे सिग्नल का पता लगाने में सक्षम नहीं होता है।
• आमतौर पर, यह आगे की प्रक्रिया या प्रवर्धन के लिए इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल की व्यवस्था करने के लिए एक और एम्पलीफायर से पहले होता है।
• इसका उपयोग संचार प्रणालियों में एंटीना द्वारा प्राप्त अत्यंत छोटे संकेतों को बढ़ाने के लिए किया जाता है और इसे अक्सर एंटीना के बहुत करीब रखा जाता है।
• इसका उपयोग किसी सिग्नल को कम-वोल्टेज और उच्च-प्रतिबाधा से उच्च-वोल्टेज और कम-प्रतिबाधा सिग्नल में संशोधित करने के लिए किया जाता है, जो सिग्नल के क्षरण के लिए अतिसंवेदनशील होता है।
• यह एम्पलीफायर केबल से एम्पलीफायर में जाने से पहले केवल एस/एन अनुपात में सुधार करके इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को बढ़ाता है।
• इसका उपयोग मुख्य रूप से स्टीरियो चैनलों के साथ-साथ ऑडियो इनपुट के बीच स्विच का समर्थन करने के लिए उच्च-निष्ठा ऑडियो के लिए किया जाता है।
• इस प्रकार का एम्पलीफायर मुख्य रूप से फोनोग्राफ रिकॉर्ड की रिकॉर्डिंग और प्लेबैक के लिए आरआईएए समकारी प्रदान करता है।
• इस एम्पलीफायर का उपयोग होम थिएटर में विभिन्न ऑडियो चैनलों को सपोर्ट करने के लिए किया जाता है।
• इस एम्पलीफायर का उपयोग किसी भी ऑडियो सिस्टम में मुख्य रूप से अगले चरण के भीतर प्रवर्धन के लिए इनपुट ऑडियो सिग्नल तैयार करने के लिए किया जाता है।
• इनका उपयोग साउंड कार्ड, इक्विलाइज़र मशीन, डीजे मिक्सर और कई अन्य में किया जाता है।
• इन एम्पलीफायरों का उपयोग एनालॉग सेंसर, ट्रांसड्यूसर जैसे प्रॉक्सिमिटी सेंसर और माइक्रोफोन के साथ उनके आउटपुट को बढ़ाने के लिए किया जाता है।
• Preamplifiers का उपयोग रिसीवर के सिरे पर किया जाता है संचार तंत्र प्राप्त संकेतों से शोर और हस्तक्षेप से छुटकारा पाने के लिए।

इस प्रकार, यह है एक प्रस्तावना का अवलोकन , कार्य, प्रकार, सर्किट, और उनके अनुप्रयोग। स्रोत उपकरण से सिग्नल को बढ़ाने और परिष्कृत करने में एक प्रीएम्प्लीफायर उच्च गुणवत्ता वाले ऑडियो सिस्टम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। प्रीएम्प्लीफायर का चयन करते समय कुछ महत्वपूर्ण कारकों पर विचार करने की आवश्यकता होती है जैसे अन्य ऑडियो उपकरणों के साथ संगतता, पसंदीदा ध्वनि गुणवत्ता इत्यादि। इसलिए, मुख्य भूमिका और इसके प्रकारों को समझने से आपके ऑडियो अनुभव में काफी सुधार हो सकता है। यहां आपके लिए एक प्रश्न है कि एम्पलीफायर क्या है?