Computer-Netzteile haben mehrere Spannungen, einschließlich negativer. Wenn also ein Verstärker zwei Schienen benötigt, sind diese verfügbar.

Ein Vorverstärkereingang mit einer Versorgung wird auf eine positive Spannung in der Mitte des Bereichs vorgespannt, und das Eingangssignal wird über einen Koppelkondensator, der Wechselstrom durchlässt, an diesen Knoten angelegt, während der Gleichstrom blockiert wird Komponente, wodurch verhindert wird, dass die Vorspannung dieses Eingangs Gleichstrom durch die Quelle treibt. (Zusätzlich ist häufig ein DC-Rücklaufwiderstand an der Außenseite dieses Kondensators vorgesehen, falls die Ausgangsstufe des vorherigen Geräts eine vollständige Gleichstromschaltung benötigt.)

Wenn die Eingangsleitung nach rechts verläuft Bei einigen Operationsverstärker-Chips ohne Koppelkondensator muss dieser Chip die negative Spannung irgendwie verarbeiten. Wenn keine negative Stromschiene vorhanden ist, wird dies von der Schaltungstopologie ausgeführt. Das Dokument Single-Supply Op-Amp Design von Texas Instruments enthält viele Informationen dazu. Beachten Sie den Abschnitt Randbedingungen rechts auf der ersten Seite:

Die Verwendung einer Einzelversorgung begrenzt den Ausgangsspannungsbereich auf die positive Versorgungsspannung. Diese Einschränkung schließt negative Ausgangsspannungen aus, wenn die Schaltung eine positive Versorgungsspannung hat, schließt jedoch negative Eingangsspannungen nicht aus. Solange die Spannung an den Eingangsleitungen des Operationsverstärkers nicht negativ wird, kann die Schaltung negative Eingangsspannungen verarbeiten. [Hervorhebung von mir]

Es ist möglich, eine sehr einfache Eingangsstufe mit einer einzelnen diskreten Komponente zu entwerfen, die Spannungen verarbeitet, die negativer sind als die negative Versorgung des Geräts. Das offensichtliche Beispiel sind JFET-Transistoren (und in ähnlicher Weise Verarmungsmodus-MOSFETs). Die Pinchoff-Gate-Spannung eines n-Kanal-JFET liegt unter der Quellenspannung. Sie können einen JFET-Eingang auf Null vorspannen, der jedoch negative Schwankungen verarbeitet, ohne sie abzuschneiden. Suchen Sie in diesem sehr einfachen Vorverstärker nach einem passiven Tonabnehmer in einer E-Gitarre. Beachten Sie, dass es nur eine einzige Spannungsversorgung gibt und der Tonabnehmer, der sowohl positive als auch negative Spannungen erzeugt, direkt mit dem Gate des JFET gekoppelt ist. Nur der Ausgang ist kapazitiv gekoppelt

Audioeingänge sind normalerweise kapazitiv gekoppelt. Dies bedeutet, dass niedrige Frequenzen gedämpft werden und DC, die niedrigste Frequenz von allen, vollständig blockiert ist. Normalerweise sind Audio-Schaltkreise so ausgelegt, dass low etwas um die untere Grenze des menschlichen Gehörs von etwa 20 Hz bedeutet.

Eine typische Audioeingangsstufe könnte folgendermaßen aussehen:

^{simulieren diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab sup>}

C1 dient zum Blockieren von DC. Die parallele Kombination von R1 und R2 stellt die Eingangsimpedanz ein. Sie können diese Anordnung auch als einfaches Tiefpass- RC-Filter mit der RC-Zeitkonstante und damit der durch R1 || R2 definierten Grenzfrequenz des Filters anzeigen und C1.

R1 und R2 erzeugen währenddessen einen Spannungsteiler, der den DC-Pegel so einstellt, wie er vom ADC oder was auch immer folgt, gesehen wird. Normalerweise sind R1 und R2 gleich, so dass der Gleichstrompegel in der Mitte zwischen den Versorgungsschienen liegt, um einen maximalen Spannungshub in beide Richtungen zu ermöglichen.

Die Audio-Eingangs- und Ausgangsstufen der Soundkarte, die ich gesehen habe, sind AC-gekoppelt (Kondensator in der Leitung). Dies ist in der Tat ein großes Problem, wenn Sie versuchen, PC + eine Soundkarte als Oszilloskop zu verwenden, da dies keine einfache Möglichkeit ist, den Gleichstrompegel des Eingangs zu messen.

Die AC-Kopplung bedeutet, dass die Eingangs- (und Ausgangs-) Stufen an jedem beliebigen Punkt ihren No-Signal-Pegel (DC-Pegel) haben können.