Az előerősítő a feszültségerősítők közé tartozik. Ez azt jelenti, hogy főként a jel feszültsége lesz nagyobb, az erősítő kimenetéből továbbra is kis teljesítményt lehet szippantyúzni.

A tökéletes előerősítő tehát nem csinál mást, mint hogy a bemenetére kerülő jel feszültségéből a kimenetre nagyobb, az erősítő feszültségerősítése által meghatározott feszültségű jelet küld. E feszültség névleges effektív értéke a fogyasztói elektronikában általában -10 dBV szintű, vagyis kb. 300 mV, a stúdiótechnikában 775 mV (0dBu) 1,23 V (4 dBu) vagy 1,55 volt (6 dBu).

Emlékszel, a tökéletes erősítő transzfer karakterisztikája lineáris, függetlenül attól, hogy mekkora a bemenő jel és milyen a színképe, spektruma.

A fenti kép bizonyára ismerős neked, és azt is látod, hogy az erősítés – amit „A”-val szoktunk jelölni – kétszeres, vagyis 6 dB.

Ha valóban minden frekvencián azonos lenne az erősítés, akkor a frekvenciamenet teljesen egyenes volna. Az is jó lenne, ha az erősítő nem késleltetné a jelet, vagy ha mégis, akkor minden frekvencián ugyanakkora idővel. A két feltétel – a frekvenciafüggetlen erősítés és időkésleltetés – teljesülésekor nem lenne lineáris torzítás.

Ez azonban még kevés volna ahhoz, hogy előerősítőnk tökéletes legyen. Mert például nem állíthatna elő olyan jelösszetevőket, amelyek a bemenetén levő jelben nincsenek, vagyis egyrészt nem termelhetne zajt, másrészt semmilyen nemlineáris torzítási terméket (THD - harmonikus torzítás, CCIF - különbségi - torzítás, SMPTE - intermodulációs - torzítás, DIM - dinamikus torzítás, TIM - tranziens intermodulációs torzítás) nem produkálhatna. A tökéletes előerősítőben a jelváltozási meredekség (SR) végtelen, vagyis bármilyen gyors jellel – tökéletes impulzussal - lökjük meg, nem fékezi le ezt a jelet.

Az is fontos, hogy az előerősítő kimenetén ne jelenjék meg egyenfeszültség, ha erre nincs szükség. Ilyen eset pl. az, amikor a bemeneti egyenfeszültség nulla. Ha mégis van a kimeneten egyenfeszültség, azt offset hibának hívjuk. Amennyiben az erősítőben differenciálfokozat van, akkor a tökéletes erősítő a + és a – bemenetre adott, ugyanakkora, azonos fázisú feszültséget kioltja, a közös módusú elnyomása (CMRR) végtelen. S itt még nincs vége: a tökéletes előerősítő egyáltalán nem terheli a mikrofont, vagyis a bemenő ellenállása végtelen, ami azt is jelenti, hogy ott nem folyik saját áram, a kimenete viszont korlátlanul terhelhető, tehát a kimenő impedanciája nulla.

Térjünk vissza a végtelen sávszélességhez! A tökéletes előerősítőnk ugyanis csak tökéletesen zavarmentes környezetben működne tökéletesen. Mivel ilyen környezet nincs, a zavarjeleket el kéne tüntetni. A tökéletes erősítő persze tudná, mi a zavar és mi a hasznos jel, a valódi előerősítő azonban buta, ezért az erősítő által használható sávot korlátozzák még a legjobb típusokban is: alul úgy 10 Hz alatt és fölül kb. 100-150 kHz-nél.

Egyes előerősítőkben a bemenő impedancia még változtatható is, mert a különböző mikrofonok más-más lezárással érzik jól magukat. Természetesen a kimenő impedancia sem nulla, de néhányszor 10 ohmnál nem illik nagyobbnak lennie.

Az előerősítők bemenő impedanciája tehát nem végtelen. A külön eszközként kaphatóknak – a végerősítővel egybeépítetteknek is – gyakran van egy LoZ (1 kHz-en néhány kiloohmos) és egy HiZ (1 kHz-en néhány tíz- vagy száz kiloohmos) bemenetük. 

A HiZ bemeneteket nem mikrofonokhoz, hanem gitárhangszedők illesztéséhez használják, mert ezek impedanciája jóval nagyobb, mint a profi mikrofonoké. Hogy azért az élet mégse legyen ennyire egyszerű, létezik még olyan bemenet is, amit DI-vel (direct input) jelölnek. Ez sok esetben azonos a HiZ-vel, máskor úgynevezett hangszer bemenet, ami inkább a szintetizátorokhoz igazodik, amelyek nem vonalszintű, hanem néhány száz mV-os jelet böffentenek ki magukból, kis impedanciás kimeneten. S gyakori a vonalszintű (line) bemenet is.

A valódi előerősítők nem képesek akármekkora jelet erősíteni anélkül, hogy a transzfer karakterisztika el ne görbülne, illetve, a jel be ne verné a fejét. Jó előerősítőknek tekintjük azokat, amelyeknek a névleges szinthez képest 20-26 dB tartalékuk van, tehát effektív értékben 7,5-15 voltot is képesek kiböffenteni magukból, kis torzítással. A maximális erősítésük 60-80 dB, vagyis 1 000-10 000-szeres. Az előerősítők bemenő érzékenysége és kimenő jelének nagysága egyaránt változtatható. Gyakran kapcsolható fázisfordító áramkör is van bennük.

Az erősítő saját zaja, vagyis az ezt megmutató ein az egyik legfontosabb paraméter. Az ein nyilván nem lehet kisebb a termikus zajnál. Mivel az előerősítő nagyot erősít, a zajt is nagyon megnöveli, ezért fontos, hogy a zaja kicsi legyen. Boldogság töltheti el a lelkünket, ha az ein nem sokkal rosszabb -120 dBu-nál.

A másik zajparaméter abból adódik, hogy ha nem elemről adunk tápot az előerősítőnek, akkor a táp szűrési tökéletlensége miatt zavarjel keletkezik az elektronikában. E zavart is el kell nyomni, amit a PSRR (Power supply rejection ratio – tápegység zavarelnyomás) nevű jellemző ír le. Minél nagyobb ez az érték, annál jobb az áramkör. Ez a zavar főként a már sokat kárhoztatott kapcsolóüzemű tápoknál rondít a jelbe, de a hagyományos tápok se piskóták úgy 10 kHz fölött. Ráadásul a műveleti erősítők kettős tápról működnek, és az áramkörök aszimmetriája miatt a PSRR is aszimmetrikus.

Ismét eljött az ideje egy kis számolgatásnak!

Egy erősítő kimenő feszültsége 1% THD-nál 1,55 volt. Az erősítő erősítése 60 dB. Az erősítő bemenő impedanciája 1 kΩ. A kimenő zajfeszültség „A” szűrővel mérve 1,55 mV, 20 kHz-es sávszélességen, 20 °C-on. Mennyi a bemenő feszültség mV-ban és dBu-ban? Mekkora az erősítő bemeneti egyenértékű zaja, az ein?

A bemenő feszültség a kimenő feszültségből és az erősítésből számítható ki. 60 dB = 1 000-szeres erősítés. A bemeneten a kimenő feszültség ezredrésze van. 1,55 V = 1 550 mV. 1 550:1 000 = 1,55 mV. 0 dBu = 775 mV. 1,55V = +6 dBu. 1,55 mV = +6-60=-54 dBu.

Ha a kimenő zajfeszültség 1,55 mV, akkor a bemenő zajfeszültség ennek ezredrésze. 1,55 mV = 1 550 µV. 1 550:1 000 = 1,55 µV.

Internetes automatával kiszámoljuk, hogy mekkora a termikus zaj az adott feltételek mellett:

http://www.sengpielaudio.com/calculator-noise.htm

A termikus zaj 0,57 µV, ebből már kiszámítható az ein. Először a zajfeszültséget kell osztani a kimenő feszültséggel. Ezt a műveletet a böngésző címsorában végezzük el:

A kapott eredményt bemásoljuk az arány-decibel átváltó automatába:

http://www.sengpielaudio.com/calculator-db.htm

Az ein tehát 8,7 dB.

Az előerősítő kivitele többféle lehet:
• a mikrofon házában van;
• a keverőasztalban van;
• modul;
• önálló készülék;
• bővítmény digitális munkaállomáshoz.

Ha az előerősítő a mikrofon házában van, akkor nagyjelű mikrofonról beszélünk. Ritka az ilyen jószág, mert az erősítés távvezérlése nehézkesen oldható meg. Előnye, hogy az előerősítő a lehető legjobban illeszkedik a mikrofon paramétereihez, és mivel rövid az átalakító és az előerősítő közötti távolság, kicsi lehet a zaj is.
A keverőasztalban levő előerősítők minősége igencsak változó. Mivel az olcsóbb asztalok, pultok esetében amúgy sincsenek magas követelmények, így az előerősítők is elég gyatrák. Olyan szépen szóló cuccot, mint a svájci Studer néhai 900-as sorozata volt, soha életemben nem hallottam.

Ilyennel dolgoztunk a Magyar Rádió azóta szétvert 1. stúdiójában, és ilyen van a 6. stúdióban is – még. Ehhez nem kellett külső előerősítő. Az asztal különben 30 évvel ezelőtt 14 millió forintba került; ma legalább 100 milla lenne, ha gyártanák.

http://www.takrad.hu/belsohtm/dokumentumok/egyes.htm