Preamplificatore

Il preamplificatore (detto anche, preampli o pre) è un dispositivo audio, usato diffusamente in ambito musicale, la cui funzione principale è quella di ricevere piccoli segnali elettrici a basso livello (detto, solitamente "livello microfonico") e di aumentarne l'ampiezza del voltaggio, ad un livello più alto (detto, "livello di linea"), adatto anche a pilotare direttamente un finale di potenza, o per varie altre esigenze intermedie.^[1]

Un tipico esempio di preampli, con un'ampia gestione dei livelli di segnale, è il mixer (conosolle di missaggio) usato solitamente negli studi di registrazione (musicali, radio, televisivi, ecc.) e nei concerti, il quale è in grado di interfacciare i piccoli segnali microfonici provenienti dal palco, agli amplificatori finali ad alta potenza, che alimentano il sistema di diffusione sonora indirizzato al pubblico (casse acustiche).

Altro esempio di preamplificatore, è quello Hi-Fi ad uso domestico, il quale possiede ulteriori funzioni, oltre l'aumento del volume sonoro, come il controllo dei toni (equalizzatore) e la selezione delle diverse sorgenti collegabili agli ingressi (giradischi, registratori a nastro, radio, TV, CD, USB, HDMI, ecc.).

Microfoni, pick-up, fonorivelatori, testine magnetiche, ecc., sono alcuni esempi tipici delle varie sorgenti di piccoli segnali, che necessitano di preamplificazione (a uno o a più stadi). Tuttavia, molti preampli possono gestire anche i livelli di linea in ingresso e rendere in uscita i livelli necessari ad altri dispositivi elettronici audio.

Descrizione

Il Pre è solitamente composto di vari stadi interni di amplificazione e di circuiti di guadagno (gain ), e da regolatori di volume e potenziometri per il controllo dei toni (equalizzatori, più o meno complessi), e di distribuzione del suono ai vari canali del sistema (sterofonico o multicanale).

Tuttavia, il preamplificatore può essere inteso anche come quello "stadio intermedio" (del circuito elettronico), posizionato fra il controllo del volume e lo stadio finale, come ad esempio quello di un amplificatore hi-fi integrato per uso domestico (dove lo schema a blocchi, resta invariato).

Tipologie

Esistono vati tipi di preamplificatori, la cui differenza principale potrebbe essere indicata dal sistema elettronico adottato: preamplificatori a valvole o a stato solido. Tra le altre, esistono anche i sistemi ibridi a "valvole e stato solido", nello stesso pacchetto.

Valvolari

I pre-valvolari sono un particolare tipo di preampli che usa le valvole termoioniche, invece dei componenti "a stato solido" (quali transistor, OP-Amp, ecc.), per amplificare i segnali trattati (solitamente, aumentarne il voltaggio). E come tutti i preamplificatori, funge da interfaccia tra una o più sorgenti (a basso livello), ad altri stadi di preamplificazione o di amplificazione (amplificatori e finali di potenza), con la possibilità manuale di controllare guadagno, volume, equalizzazione o altre regolazioni del suono, e se presente, la selezione degli ingressi multipli.

Per voce

I preampli per la voce, detti anche pre-microfonici, possono essere dei dispositivi complessi e completi di vari effetti e di gestione della dinamica dei segnali (compressori, noise-gate, limiter, ecc.), oppure essere un insieme di dispositivi semplici, ma specifici. Solitamente, i microfoni a condensatore producono segnali di uscita con livelli molto bassi e fortemente soggetti ai campi elettromagnetici, che possono causare vari disturbi e rumori indesiderati. Così, questi microfoni (ma anche alcuni microfoni dinamici) incorporano almeno un primo stadio di preamplificazione, direttamente nel telaio (che è già schermato). E questo rende molto più facile e gestibile il trasporto del segnale ai circuiti di trasmissione bilanciati, i quali tendono a neutralizzare l'assorbimento del rumore sulle lunghe linee di trasferimento. I microfoni che incorporano preamplificatori, possono contenere delle batterie di alimentazione, o possono ricevere la necessaria alimentazione phantom, direttamente dal cavo di segnale.

Per strumenti musicali

Esistono con varie differenze, tra quelli per chitarre acustiche, chitarre elettriche, chitarre basso, pianole e tastiere varie, e per altri strumenti. Se si vuole amplificare, ad esempio, il segnale di una chitarra elettrica, serve un cosiddetto amplificatore per chitarra, dove, raramente il circuito di amplificazione è conformato in un singolo stadio, ma tipicamente sono disposti in serie almeno due (o più) circuiti preamplificatori, ottimizzati ciascuno per opportuni volumi di ingresso in cascata, in grado di aumentare i segnali anche di pochissimi millivolt, senza aggiungere rumore apprezzabile. Più spesso, i circuiti del preamplificatore e dell'amplificatore vero e proprio, sono contenuti nello stesso apparecchio, o addirittura sono assemblati su un unico circuito stampato, ma sono disponibili anche i vari preamplificatori separati.

Per giradischi

I pre-phono, riservati ai fonorivelatori MM o MC dei giradischi, utilizzano una particolare equalizzazione RIAA, presentando una sensibilità diversa in base alla frequenza, tale da poter amplificare anche segnali dell'ordine dei 0,5-5 millivolt, fino ai livelli di linea (1-3 Veff).

Questi pre-phono possono essere direttamente integrati all'interno di preamplificatori separati o di amplificatori integrati, oppure essere anche un dispositivo a sè stante, da collegare agli ingressi e uscite della catena audio.

Per sorgenti hi-fi

In ambito hi-fi, il preamplificatore può essere parte interna del amplificatore integrato, oppure essere un componente separato dalla catena audio, nella quale non deve mai mancare un amplificatore finale, per completare l'amplificazione dei difussori acustici. E in alcuni casi, tra i preamplificatori separati, lo stadio di alimentazione può essere realizzato su telai separati, per meglio contenere, a livelli estremamente bassi, il rumore di fondo causato dai trasformatori e dai circuiti per raddrizzare l'onda.

Inoltre, nel preamplificatore sono presenti in genere anche i controlli dei toni (bassi e acuti, o un vero e proprio equalizzatore a bande di frequenza, da 3 a 10 per canale), del bilanciamento (volume canale destro e sinistro) e del volume master (controllo del volume simultaneo su ambedue i canali stereofonici), controlli solitamente assenti sugli amplificatori finali di potenza.

In molti casi, alcuni componenti della catena audio (registratore a cassette, radio, lettore CD, ecc.) possiedono all'interno del circuito, alcuni stadi di preamplificazione dei segnali più deboli, per fornire all'uscita un segnale più stabile e facilmente gestibile, da inviare ai preamplificatori; nella foto a fianco, è rappresentato il blocco di preamplificazione di uscita di un lettore CD degli anni 1990.

Per cuffie

Il preamplificatore per cuffie è spesso un amplificatore stereofonico per cuffie, capace di fornire una potenza in uscita (tra ~ 50 e 2 000 mW) adatta a pilotare i vari auricolari connessi, con impedenza nominale tra 10 e 1000 Ω, fungendo anche da preampli dei segnali di linea, che sta gestendo per le cuffie. Di questa tipologia, esistono anche versioni portatili, con ingressi digitali, o per migliorare il suono della presa cuffia degli smartphone.

Spesso, gli amplificatori integrati stereofonici offrono una presa cuffie regolata dal volume del preampli interno. Ma anche alcune sorgenti di segnali audio di linea, possono avere una presa cuffie, pensiamo ai vecchi walkmana cassette, ad alcuni lettori CD (più o meno portatili) o ai vari telefoni cellulari (più o meno evoluti).