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프리 앰프

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1. 개요

프리 앰프는 입력 신호를 증폭하여 출력하는 장치로, 선형적인 이득과 높은 입력 임피던스, 낮은 출력 임피던스를 갖는 것이 이상적이다. 오디오 시스템에서 마이크, 턴테이블 등의 신호를 라인 레벨로 증폭하거나, 무선 수신기에서 안테나와 수신기 사이에 연결되어 수신 성능을 개선하는 데 사용된다. 프리 앰프는 전류 감지, 기생 용량, 전하 감지 방식의 세 가지 기본 유형이 있으며, 오디오 시스템에서는 마이크 앰프, 포노 이퀄라이저 앰프, 컨트롤 앰프 등으로, 무선 수신기에서는 저잡음 증폭기로 활용된다. 또한, 계측, 악기 증폭, 방송, 하드 드라이브 등 다양한 분야에서 사용된다.

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프리 앰프
개요
진공관 프리앰프
신호 증폭을 위해 진공관을 사용하는 프리앰프의 예
유형전자 회로
기능약한 신호를 증폭하여 강한 신호로 변환
상세 정보
용도마이크로폰
악기
기타 약한 신호 소스
입력 신호약한 전기 신호
출력 신호증폭된 전기 신호
구성 요소트랜지스터
진공관
연산 증폭기
주요 특성이득
잡음 지수
선형성
입력 임피던스
출력 임피던스
추가 정보
응용 분야오디오 믹서
오디오 인터페이스
헤드폰 앰프
기타 앰프

2. 설명

프리 앰프는 입력 신호를 증폭하여 출력하는 장치이다. 이상적인 프리 앰프는 선형, 즉 작동 범위 내에서 일정한 이득(gain)을 가지고, 높은 입력 임피던스(입력 신호를 감지하는 데 최소한의 전류만 필요) 및 낮은 출력 임피던스(출력에서 전류를 끌어 올 때 출력 전압의 최소 변화)를 가진다. 프리 앰프는 신호 케이블을 메인 장비에 연결할 때 신호 대 잡음비 (SNR) 저하시키지 않으면서 신호 강도를 높이기 위하여 사용된다. 따라서 프리 앰프의 노이즈 성능은 매우 중요하다. 프리스 공식에 따르면, 프리 앰프의 이득이 높을 때 최종 신호의 SNR은 입력 신호의 SNR과 프리 앰프의 잡음 지수에 의해 결정된다.

프리 앰프는 매우 미세한 신호를 일반적인 증폭기의 입력으로 사용할 수 있는 레벨까지 증폭하는 목적으로, 그러한 입력을 처리하기 위한 설계가 이루어진다. 음향 기기에서는 출력 신호 레벨이 라인 레벨에 미치지 못하는 기기에서 나오는 신호를 라인 레벨까지 증폭하고, 필요하다면 임피던스 변환도 수행하는 것이 목적이다. 또한, 오디오 앰프의 세퍼레이트 구성이라고 불리는 방식에서는 파워 앰프 측을 메인 앰프로 하는 데 반해 입력 측을 프리 앰프로 한다.

음향 기기의 예로는, 마이크, 턴테이블의 카트리지, 일렉트릭 기타 등의 출력은 신호 레벨, 임피던스 모두 라인 레벨과 떨어져 있으므로 프리 앰프를 사용한다. 포노 이퀄라이저 앰프처럼 주파수 특성 변환을 목적으로 하는 것도 있다. 그 외에 톤 컨트롤 등 음질 조정 등의 기능을 가진 것도 있다.

프리 앰프에는 세 가지 기본 유형이 있다.


  • 전류 감지 프리 앰프
  • 기생 용량 프리 앰프
  • 전하 감지 프리 앰프.

3. 오디오 시스템에서의 활용

오디오 시스템에서 프리앰프는 마이크, 악기 픽업, 축음기와 같은 다양한 음원의 신호를 라인 레벨로 증폭하는 데 사용된다. 프리앰프는 일반적으로 파워 앰프 이전에 위치하며, 전압 이득을 제공하여 신호의 세기를 증폭한다. 파워 앰프는 스피커를 구동하기에 충분한 전류 이득을 제공한다. 프리앰프는 믹싱 콘솔, DJ 믹서, 사운드 카드 등에 내장되거나 독립형 기기로 사용될 수 있다.

3. 1. 오디오용 프리앰프의 종류

마이크 앰프는 마이크 신호를 증폭하는 장치이다. 단순히 신호 레벨과 임피던스 변환만을 목적으로 하지 않고, 이퀄라이저, 컴프레서, 디에서, 에키사이타/Exciter (effect)영어, 노이즈 게이트 등 다양한 기능을 탑재하기도 한다. 콘덴서 마이크에 필요한 전력을 공급하기 위한 팬텀 전원을 내장한 경우가 많다.

포노 이퀄라이저 앰프는 레코드 플레이어의 포노 카트리지 출력을 증폭하고, RIAA 이퀄라이징을 통해 레코드에 기록된 신호를 원래대로 복원하는 기능을 한다.

컨트롤 앰프는 음량 조절, 톤 조절(이퀄라이징), 입력 전환, 녹음 기기로의 라우팅 등 다양한 기능을 수행하는 프리앰프를 지칭한다. 과거에는 포노 이퀄라이저 앰프 기능을 주로 수행했다.

4. 무선 수신기에서의 활용

무선 수신기(송수신기, 텔레비전 수신기나 라디오 수신기도 포함. 이하 "수신기")에서, 안테나와 수신기 사이에 연결하여 사용하는 저잡음 증폭기(LNA라고도 불림)로, 수신 계통 전체의 잡음 지수를 개선하기 위해 사용된다.

무선 통신용이나 라디오 방송에서도 특히 해외 방송을 수신하는 용도에서는 '''프리 앰프''', 일반적인 텔레비전 방송이나 라디오 방송 수신용에서는 '''수신 부스터'''라고 불리는 경향이 있다.

5. 기타 활용 사례

프리 앰프는 다양한 분야에서 활용된다.


  • 포일 일렉트릿 마이크에 내장된다.
  • 계측 증폭기의 첫 번째 단계로 사용되어 신호를 파워 앰프로 전송한다. 악기 증폭기에서는 오버드라이브 또는 왜곡 효과를 생성하도록 설계되기도 한다.
  • 라이브 음악 및 녹음 스튜디오용 독립형 장치로 사용된다.
  • 독립형 채널 스트립 또는 오디오 믹싱 데스크에 내장된 채널 스트립의 일부로 사용된다.
  • 텔레비전 수신기 안테나 또는 위성 수신기 접시 안테나와 함께 사용되는 마스트헤드 증폭기로 활용된다.
  • 하드 드라이브 내부 회로(자기 헤드 연결) 또는 CD/DVD 드라이브 내부 회로(포토 다이오드 연결)에 사용된다.
  • CMOS 비교기 기반 플래시 아날로그-디지털 변환기에서 오프셋 불일치의 영향을 제거하는 데 사용되는 스위치형 커패시터 회로로 활용된다.
  • 특정 프리앰프의 음색을 재현하기 위해 소프트웨어 에뮬레이션 형태로 믹싱에 사용되기도 한다.

6. 한국의 프리앰프 시장

참조

[1] 웹사이트 preamplifier
[2] 웹사이트 Definition of preamp https://www.pcmag.co[...]



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