Preamplificador De Audio

PREAMPLIFICADOR DE AUDIO

1.1. OBJETIVO

 Captar la señal generada lo mejor posible: adecuar el experimento y el entorno circundante para maximizar la señal útil y minimizar otras señales y el ruido.

 Captar la señal generada lo mejor posible. Un buen micrófono, con una respuesta adecuada a lo que queremos, tanto en frecuencia como en presión sonora. Transferir la señal utilizando canales poco ruidosos (conductores apantallados).

1.2. EQUIPOS Y MATERIALES

• Osciloscopio

• Generador de funciones

• 1 Fuente de alimentación

• 1 Multímetro digital

• 2 Transistor BC 549 ó BC 548

• Resistencias (½W): 560 , 1.2K, 2 x 39K, 10K, 100 K

• Potenciómetros: 50K

• Condensadores (25V): 3x 10uF

• Micrófono dinámico de 600Ω y parlante 1/2 w

• Jack de conexión para la entrada y salida

• 1 Tablero de conexión

1.3. DESCRIPCIÓN BÁSICA

En 1881 Thomas Edison (1847-1931) creó un aparato capaz de transformar la energía acústica en mecánica: el fonógrafo. Los sonidos se grababan en un cilindro de cera; para escucharlos, una aguja, unida a un audífono de considerable diámetro, debía recorrer los surcos para poder recoger las ínfimas vibraciones allí escritas.

Se comenzó a prestar atención a las características técnicas y se compraron componentes individuales, tales como tocadiscos separados, sintonizadores de radio, preamplificadores, la finalidad de una preamplificador es aumentar el nivel de la señal y, para ello, actúa sobre la tensión de la señal de entrada.

Cuando las señales salgan del preamplificador, habrán alcanzado el nivel de línea, estandarizado en los 0dB.

El preamplificador se encarga de nivelar la tensión eléctrica que le llega de las distintas fuentes de audio (cada equipo tiene una tensión de salida diferentes), para luego, una vez igualadas, enviarlas, como señal de entrada, a otro equipo (generalmente, una etapa de potencia).

La relación entre nivel de salida y de entrada es la ganancia. Así, la ganancia, expresada en decibelios, indica el grado de amplificación de una señal. Un potenciómetro es lineal cuando el recorrido del cursor es proporcional a su valor en ohmios.

Es preferible tener todas las tierras del circuito cerca para evitar las llamadas ground loops que introducirían interferencias en nuestro circuito, es decir ruido indeseado.

El equipo moderno de alta fidelidad incluye usualmente fuentes de señal tales como un reproductor CD, un sintonizador digital, junto con un preamplificador y un amplificador de potencia, todo en una caja y altavoces.

Sin embargo tiene un par de inconvenientes: Saturación a alto volumen. El preamplificador interior se satura cuando recibe una presión sonora alta, por ejemplo si hablamos cerca. Cosa que con otros micrófonos no es tan fácil que pase. Baja respuesta en tonos altos. Esto lo hace inservible para ultrasonidos A veces esto también tiene una ventaja, porque al no captar esas interferencias inaudibles no necesitamos tampoco filtrarlas.

1.4. PROCESO OPERATIVO

1.4.1. Arme el circuito de la figura 1. Preamplificador para micrófono bajo ruido

La ganancia se regula variando la resistencia de 50 kΩ.

1.4.2. Conecte un voltímetro y mida Vcc = 24 v. Mida los voltajes VE, VB y VC. De ambos transistores Anote.

VE1 = 0v VC1 = 13.1v VB 1 = 0.6v

VE2 = 12.4v VC2 = 24v VB 2 = 13.1v

Aplique mediante un generador de baja frecuencia una Vi = 100mVpp a 1KHz. Dibuje la salida y anote su amplitud.

Salida amplificada, onda cuadrada A=1.02 V. Salida amplificada, onda triangular A=1.02 V

1.4.1. Conecte ambos canales del osciloscopio a la entrada y salida respectivamente. Medir Vi = 100 m Vpp y Vo. Dibuje ambas formas de onda y observe las respuestas de frecuencia desde 10 Hz. Hasta 40 kHz. Y amplitud. Anote ambos datos en la tabla 1

TABLA .1

10 hz 20 hz 30 hz. 100 hz 800 hz 5 khz.

No se escucha Se escucha poco Se escucha, sonido grave Se escucha, sonido grave Se escucha, sonido agudo Se escucha, sonido agudo

10 khz. 15 khz. 18 khz. 20 khz 30 khz 40 khz

Se escucha, sonido agudo Se escucha, pero ya muy bajo Se escucha, pero ya muy bajo Se escucha poco, pero ya muy bajo No se escucha mucho No se escucha

1.4.1. Conecte el parlante a la salida y compruebe hasta que frecuencia logra escuchar, utilice el osciloscopio: generador y micrófono, respectivamente. Anote los resultados. Incida en las frecuencias más bajas y las más altas.

1.4.2. Conecte el parlante a la salida y compruebe hasta que frecuencia logra escuchar, utilice el osciloscopio: generador y micrófono, respectivamente. Anote los resultados. Incida en las frecuencias más bajas y las más altas.

1.4.1. Varié la amplitud de entrada hasta conseguir distorsión por saturación. Anote los resultados.

Repita el punto anterior para obtener distorsión por corte. Anote los resultados.

CUESTIONARIO:

1.5. Explique en forma breve las características y funcionamiento del Preamplificador.

Normalmente llamado “Previo” y a veces “Amplificador de Control.”

La función principal de un preamplificador es aumentar las señales de bajo nivel provenientes de la fuente de sonido a un nivel suficiente como para entregarlo al Amplificador o etapa de potencia y, para ello, actúa sobre la tensión de la señal de entrada.

Cuando las señales salgan del preamplificador, habrán alcanzado el nivel de línea, estandarizado en los 0dB.

El funcionamiento del preamplificador consiste en nivelar la tensión eléctrica que le llega de las distintas fuentes de audio, para luego, una vez igualadas, enviarlas, como señal de entrada, a otro equipo (generalmente, una etapa de potencia).

La relación entre nivel de salida y de entrada es la ganancia. Así, la ganancia, expresada en decibelios, indica el grado de amplificación de una señal.

Hoy día, dado el alto nivel de salida de las fuentes digitales, su función principal es ofrecer un control de volumen y poder conmutar entre diferentes fuentes.

Algunos preamplificadores incorporan funciones como loudness, controles de tono y función mute. Muchos también incluyen un previo de phono, que aumenta su bajo nivel de señal (digamos de 5 a 100 mV) a un nivel más alto comparable al de las otras entradas, a la vez que aplica la curva de ecualización RIAA.

Características:

 Adaptar la impedancia de salida de las plataformas usadas como fuentes de entrada, a la impedancia de entrada del amplificador de potencia.

 Adaptar la amplitud de la señal de entrada a la que necesita el amplificador de potencia para un funcionamiento correcto.

 Introducir los controles de volumen, tono y balance de canales y/o los ecualizadores necesarios para una reproducción de alta fidelidad.

1.6. ¿CÓMO REGULA LA GANANCIA EL POTENCIÓMETRO Y QUE TIPO SERÍA EL MÁS ADECUADO?

Regula la ganancia, ya que al conectarse a la entrada y salida, variando el potenciómetro.

El potenciómetro lineal seria el adecuado, ya que varía en proporción al valor en ohmios.

1.7. INVESTIGUE SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS Y TIPOS DE LOS MICRÓFONOS. CUÁL ES EL MÁS ADECUADO.

Características:

1.- SENSIBILIDAD:

Es la capacidad de los micrófonos para captar sonidos y convertirlos en señales eléctricas. Por poner un símil, podría asemejarse a la "capacidad auditiva" del micrófono. Se define como el cociente entre la tensión en bornas del micrófono (en circuito abierto) y la presión que incide sobre él (en campo libre).

Los valores aconsejables han de estar por encima de 1mv/Pa, o lo que es lo mismo,

La sensibilidad varía con la frecuencia, por lo que se suele indicar siempre la sensibilidad a 1000 Hz.

2.- FIDELIDAD:

Representa la capacidad del micrófono para reproducir exactamente la onda de presión que incide sobre el diafragma, una vez transformada en señal eléctrica. Es decir, la onda eléctrica resultante ha de ser lo más parecida posible a la onda de presión incidente, tanto en forma como en amplitud relativa a lo largo del espectro. Así pues, la fidelidad viene determinada por la respuesta en frecuencia del micrófono y por la distorsión.

3.- RESPUESTA EN FRECUENCIA:

Define cómo se comporta el micrófono ante las distintas frecuencias del espectro audible. Lo habitual es que se proporcione la curva de respuesta obtenida en el laboratorio, aunque también es frecuente que únicamente se suministre lo que se conoce como gama de frecuencias que es el intervalo de frecuencias para el que la respuesta se mantiene dentro de un margen de 3dB.

4.- Distorsión:

El origen principal de la distorsión se

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