Vorstufe

Ein Vorverstärker (engl. preamplifier, kurz preamp) ist ein Verstärker für z. B. die Messtechnik, Audio- und Videotechnik, der die Aufgabe hat, die Eingangssignale, die von unterschiedlichen Quellen stammen, so anzupassen, dass der eigentliche Verstärker optimal in seinem Arbeitsbereich arbeitet. Die Anpassung kann sich auf die Impedanz, Kapazität, den Pegel, den Frequenzbereich und Frequenzverlauf, die Signalform usw. beziehen. Je nach Anforderung können Vorverstärker als eigene Geräte ausgeführt oder voll in den Verstärker oder das Messgerät integriert sein.

Kleinsignalverstärker für wenige Millivolt mit bipolarem Transistor in Emitterschaltung und Stromgegenkopplung.

Beispiele sind der Audio-Vorverstärker, der die Signale von Geräten wie Radio, Kassettenrekorder, CD und Schallplattenspieler an den Leistungsverstärker / die Endstufe anpasst und sowohl getrennt als auch integriert gebaut wird, oder der Mess-Vorverstärker, der verschiedene physikalische Messwerte für zum Beispiel eine Digitalanzeige oder ein Oszilloskop aufbereitet.

Grundsätzlich arbeiten Vorverstärker, soweit sie analog arbeiten, im Kleinsignalbetrieb. Das bedeutet, dass nur ein kleiner Abschnitt des geraden Teiles der Kennlinie des verwendeten aktiven Bauelements ausgesteuert wird. Dieses ermöglicht Vorverstärkern, außerordentlich geringe Oberwellenanteile zu erzeugen.

Qualitätsmerkmale von Vorverstärkern sind in der Regel (Spannungs-)Verstärkung, Linearität, weiter Frequenzbereich, Rauscharmut, Unempfindlichkeit gegen Fremdfelder und mechanischen Vibrationen (Mikrophonie) sowie hohe Übersteuerungsfestigkeit. Für Audioanwendungen sind relative Bandbreiten (Verhältnis der oberen zur unteren Grenzfrequenz) von drei Dekaden minimales Kriterium. In der Hochfrequenztechnik sind die zu verstärkenden relativen Bandbreiten regelmäßig sehr viel kleiner. Stattdessen stehen Rauscharmut und hohe Übersteuerungsfestigkeit (Verhältnis zwischen nominaler und maximaler Eingangsspannung) im Vordergrund der Optimierung.

Fast immer verfügen Vorverstärker über Stellglieder, die Verstärkung, Ausgangsspannung, spektrale Anteile, usw. definiert ändern können. Diese Stellglieder sind in der analogen „Welt“ meistens Potentiometer (regelbare Widerstände) oder veränderliche Kondensatoren (zum Beispiel im UKW-Eingangsteil eines Rundfunkempfängers). In der Digitaltechnik werden zum Beispiel Multiplizierer verwendet.

Auch im Bereich der Instrumentalverstärkung (E-Gitarre, E-Bass, E-Piano, Synthesizer usw.) kommen Vorverstärker entweder als Teil integrierter Einheiten zusammen mit einer Endstufe zum Einsatz oder sind als Einzelkomponenten erhältlich. Der Vorverstärker (PreAmp) enthält dabei die klangbeeinflussenden Regelelemente (Standardelemente: Gain, Bass, Mid, Treble, Presence) und dient der Festlegung gewünschter Klangcharakteristika, die, anders als im HiFi-Bereich, auch Übersteuerungen und Abweichungen von linearer Übertragung bewusst einschließen. Der so aufgearbeitete Instrumentenklang wird dann über einen Leistungsverstärker, der auch Endstufe genannt wird, für die Ausgabe in einem Lautsprechersystem angepasst. Vorverstärker kommen auch im Bereich der Audioaufzeichnung ohne nachgeschaltete Endstufe zur Anwendung.

Literatur

• Helmut Röder, Heinz Ruckriegel, Heinz Häberle: Elektronik 1.Teil, Grundlagen Elektronik. 8. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Wuppertal, 1980, ISBN 3-8085-3178-9
• Siegfried Wirsum: Nf-Tricks für den Audio-Freak. 1. Auflage, Franzis Verlag GmbH, München, 1990, ISBN 3-7723-3321-4
• Fritz Kühne: Niederfrequenz-Verstärker mit Röhren und Transistoren. 13. Auflage, Franzis Verlag, München, 1970
• Gustav Büscher, A. Wiegemann: Kleines ABC der Elektroakustik. 6. Auflage, Franzis Verlag, München, 1972, ISBN 3-7723-0296-3