TL072 Şemalı HiFi Ses Preamfi Devresi
Bir ön yükselteç (preamfi), zayıf bir elektrik sinyalini sonraki yükseltme veya işleme aşamalarına uygun seviyeye getiren elektronik devredir. Preamfiler; sensör, pikap, mikrofon gibi düşük seviyeli sinyal kaynaklarına mümkün olduğunca yakın konumlandırılarak kablo boyunca oluşabilecek gürültü ve parazitlerin azaltılmasına yardımcı olur.HiFi ses sistemlerinde preamfinin temel amacı, sinyal-gürültü oranını (SNR) mümkün olduğunca koruyarak sinyal seviyesini ana yükselteci veya sonraki devreyi sürebilecek seviyeye yükseltmektir.
Özellikle düşük seviyeli ses sinyallerinde preamfinin gürültü performansı oldukça önemlidir. Friis'in gürültü formülüne göre ilk yükseltme kademesinin kazancı yüksek olduğunda, sonraki kademelerin sisteme eklediği gürültünün etkisi önemli ölçüde azalır. Bu nedenle giriş katının düşük gürültülü olması HiFi uygulamalarında büyük önem taşır.
TL072 ile Evirmeyen (Non-Inverting) HiFi Preamfi
Bu devrede TL072 çift JFET girişli operasyonel yükselteç kullanılmıştır. Evirmeyen yükselteç bağlantısı sayesinde giriş empedansı yüksek tutulabilir ve ses sinyali düşük distorsiyonla yükseltilebilir.Devre Elemanları ve Görevleri
- U1 – TL072 Op-Amp:
Ses sinyalini yükselten ana aktif elemandır. TL072, JFET giriş yapısı sayesinde yüksek giriş empedansı sunar ve ses uygulamalarında uzun yıllardır kullanılan uygun maliyetli bir op-amp'tır. - JFET Giriş Yapısı:
TL072'nin JFET giriş katı yüksek giriş empedansı sağlar. Böylece özellikle yüksek empedanslı ses kaynakları üzerindeki yükleme etkisi azaltılır. - R1 – Biyaz (Bias) Direnci:
Op-amp girişinin DC çalışma noktasını belirlemek için kullanılır. Yüksek değerli seçildiğinde giriş empedansı artırılabilir; ancak direnç değeri yükseldikçe termal direnç gürültüsünün etkisi de artabilir. - R2 – Dengeleme Direnci:
Op-amp'ın evirmeyen (+) girişindeki empedansı, eviren (-) giriş tarafından görülen eşdeğer empedansa yaklaştırmak amacıyla kullanılır. Uygun seçildiğinde giriş bias akımlarının oluşturabileceği DC ofsetin azaltılmasına yardımcı olur.
R2 değeri yaklaşık olarak R3 ve R4'ün paralel eşdeğerine göre seçilebilir:
R2 ≈ R3 || R4 - R3 ve R4 – Negatif Geri Besleme Dirençleri:
Op-amp'ın kazancını belirleyen geri besleme ağını oluşturur. Evirmeyen yükseltecin gerilim kazancı:
Kazanç = (R4 / R3) + 1
Örneğin R4 değeri R3'e eşitse devrenin gerilim kazancı yaklaşık 2 kat, yani yaklaşık 6 dB olur.
Direnç değerlerinin gereğinden fazla yüksek seçilmesi direnç kaynaklı gürültüyü artırabilir. Çok düşük değerlerde ise op-amp çıkışının sürmesi gereken akım artabilir. Bu nedenle ses devrelerinde makul direnç değerleri tercih edilmelidir. - R5 – Boşaltma (Deşarj) Direnci:
C2 kondansatöründe biriken yükün boşalmasını sağlar. Böylece giriş/çıkış bağlantısı yapılırken oluşabilecek ani gerilim değişimlerinin ve buna bağlı "pop" veya "bump" seslerinin azaltılmasına yardımcı olur. - R6 – Çıkış İzolasyon Direnci:
Özellikle uzun kablolarda oluşabilecek kapasitif yükün op-amp çıkışını olumsuz etkilemesini ve olası yüksek frekanslı salınımları azaltmaya yardımcı olur. İki metreden uzun kablolarda veya yüksek kapasitanslı yüklerde faydalı olabilir.
Kazanç Hesabı
Evirmeyen yükselteçte gerilim kazancı şu formülle hesaplanır:Av = 1 + (R4 / R3)
Örneğin:
- R3 = 10 kΩ
- R4 = 10 kΩ
Av = 1 + (10 kΩ / 10 kΩ) = 2
Yani devre giriş sinyalini yaklaşık 2 kat yükseltir.
Desibel cinsinden kazanç ise:
Kazanç (dB) = 20 × log10(Av)
Av = 2 için kazanç yaklaşık 6 dB olur.
Sonuç
TL072 kullanılarak hazırlanan bu evirmeyen preamfi devresi; CD çalar, DAC, tuner, pikap ön katı ve çeşitli düşük seviyeli ses kaynaklarından gelen sinyallerin sonraki yükseltme katına aktarılmadan önce uygun seviyeye getirilmesinde kullanılabilir.Düşük kazançlı tasarımı sayesinde gereksiz sinyal yükseltmesinden kaçınılırken, uygun direnç değerleri ve doğru besleme koşulları kullanılarak düşük gürültülü bir ses ön yükselteci elde edilebilir.
Son düzenleme:
