Предусилитель: слабый сигнал до линейного уровня
Предусилитель поднимает слабый сигнал микрофона, головки или гитары до линейного уровня, а колонки раскачивает уже усилитель мощности. Четыре вида, уровни в вольтах и ответ на вопрос, нужен ли отдельный при звуковой карте.
Первый шаг: пик на индикаторе. Откройте прибор «Проверка микрофона» (ссылка внизу статьи), включите микрофон и скажите фразу обычным голосом с привычного расстояния. Смотрите на пик. Ориентир для речи и вокала — от −18 до −6 dBFS: тише — добавляйте усиление, выше −3 dBFS — риск перегруза. Крутите ручку gain на интерфейсе, пока самая громкая фраза не встанет в этот коридор. Теперь у вас есть рабочее положение ручки, а не угаданное.
Что делает предусилитель и чего не делает
Предусилитель — каскад, который усиливает слабый сигнал по напряжению, пока он не дорастёт до линейного уровня. К слабым относятся микрофон, головка проигрывателя и электрогитара. Дальше сигнал спокойно идёт в пульт, интерфейс или усилитель мощности. Хороший предусилитель добавляет мало собственного шума: первый каскад усиливается вместе с сигналом, и всё, что он нашумел, потом не вычесть.
Чего он не делает. Колонки он не раскачивает: ток и ватты — работа усилителя мощности. Деталей он тоже не «открывает»: если в сигнале нет верхов, откуда им взяться. И звук громче, чем у соседнего предусилителя, он даёт только тогда, когда вы выставили другое усиление, а не потому, что он «лучше».
Уровни: от милливольт до плюс четырёх
У сигналов разные номиналы, и именно поэтому нужны разные входы. У динамического микрофона Shure SM58 чувствительность −54,5 dBV/Pa: 1,85 мВ при звуковом давлении 94 dB SPL, то есть громком голосе у самой сетки. Если источник тише, напряжение падает пропорционально: при 60 dB SPL выходит порядка 0,04 мВ (расчёт). Профессиональный линейный уровень — +4 dBu, это 1,228 В; бытовой — −10 dBV, это 0,316 В. Разница почти 12 дБ, подробности про шкалы — в статье про децибелы, dBu и dBFS.
Из этой арифметики вытекает главное: от микрофона до линии лежат десятки децибел, и половину из них приходится добирать в самом шумном месте цепочки — на входе. Головка проигрывателя ближе к линии: у MM-головок 3–6 мВ, у MC — обычно доли милливольта (у MC с повышенным выходом бывает около 2 мВ), поэтому для винила нужен свой предусилитель с коррекцией, о нём — в статье про фонокорректор MM и MC.
Дальше сигнал встречает АЦП, и тут нужна оговорка: какому напряжению соответствует 0 dBFS, решает конструкция конкретного интерфейса, и у разных моделей это разные значения. Они указаны в паспорте как максимальный входной уровень. Поэтому «+4 dBu» — это номинал линии, а не точка, где цифра упирается в потолок: между номиналом и потолком у профессиональной техники оставлен запас, чтобы пики не резались. Привычка записывать пики между −18 и −6 dBFS как раз про этот запас.
Четыре вида предусилителей
Слово «предусилитель» кочует между мирами и значит в каждом своё. Сводка:
| Вид | Что на входе | Что делает | Где живёт |
|---|---|---|---|
| Микрофонный | микрофон, XLR; фантом 48 В; Hi-Z для гитары | усиление в десятки децибел, фантомное питание, переключатель фазы | вход интерфейса или пульта, отдельная коробка |
| Линейный (hi-fi) | CD, стример, тюнер, 0,3–1,2 В | выбирает источник, регулирует громкость | интегральный усилитель, ресивер, отдельный блок |
| Фонокорректор | головка MM или MC, 0,2–6 мВ | усиливает и выправляет АЧХ по кривой RIAA | вход PHONO усилителя, проигрыватель, коробка |
| Гитарный | гитара, Hi-Z, джек TS | усиление, тембр, перегруз | первый каскад педали и комбика |
Гитарный каскад — отдельная история: он не только усиливает, но и придаёт форму звуку, поэтому в той же педали обычно живёт и тон-контроль, как в разборе Boss DS-1. Если же вопрос в подключении гитары, смотрите статью про кабели и фон.
Микрофонный предусилитель: gain, фантом, Hi-Z
На лицевой панели у него три органа. Gain — ручка усиления: подбирает уровень под микрофон и расстояние, у предусилителей он достигает десятков децибел. +48 В — фантомное питание для конденсаторных микрофонов: напряжение подаётся по контактам 2 и 3 XLR через резисторы по 6,81 кОм. Динамические микрофоны на симметричном кабеле его обычно не замечают, а ленточные лучше подключать при выключенном фантоме. Как это устроено, объясняет статья про фантомное питание, баланс и DI.
Третий орган — переключатель Hi-Z или отдельный инструментальный вход. Гитарный звукосниматель любит высокое входное сопротивление; микрофонный вход нагружает его слишком сильно, и гитара звучит тонко. Какой кабель и в какой разъём — в статье про XLR, джек и TRS.
В паспорте микрофонного предусилителя ищите четыре строки. Диапазон усиления (gain range) — сколько децибел он умеет добавить: сравните с расчётом под ваш микрофон. Эквивалентный шум на входе (EIN) — собственный шум, пересчитанный на вход: чем он ниже, тем меньше пострадает тихий сигнал. Максимальный входной уровень — после него предусилитель режет. И входное сопротивление: микрофонный вход рассчитан на низкоомный источник, инструментальный — на высокоомный. Остальные строки на лицевой стороне коробки — чаще маркетинг.
Предусилитель в hi-fi: два сценария
В домашней системе предусилитель — это переключатель входов и регулятор громкости с кусочком усиления. Линейный сигнал CD-проигрывателя уже около вольта, так что поднимать его почти не нужно. Для большинства домов хватает интегрального усилителя, где предусилитель и усилитель мощности в одном корпусе. Раздельные блоки берут, когда хотят менять систему по кускам или тянуть большие мощности.
Если на входе вашего усилителя нет PHONO, а в доме есть проигрыватель винила, предусилитель вам нужен ещё и для него. Всю цепочку целиком — источники, усилитель, колонки, комнату — разбирает статья про Hi-Fi для дома.
Одну практическую вещь стоит знать до покупки. У многих интегральных усилителей есть пара гнёзд «pre out» и «main in»: это разрыв между предусилителем и усилителем мощности. Через него можно подключить сабвуфер или внешний усилитель мощности, не меняя остальную систему. Если такого разрыва нет, дойти до раздельной системы придётся заменой всего усилителя. Проверьте заранее: гнёзда видно на задней панели, а в паспорте они подписаны.
Нужен ли внешний предусилитель при звуковой карте
Чаще всего нет. В интерфейсе уже стоит микрофонный предусилитель, и для голоса в обычной комнате его хватает. Внешний ставят в четырёх случаях:
- Не хватает усиления. Тихий динамический микрофон на расстоянии, ручка gain на максимуме, а в записи шум. Расчёт выше показывает масштаб: десятки децибел нужны сразу, и запас по усилению у интерфейса может закончиться раньше, чем уровень дорастёт. Сверьте с паспортом интерфейса: там указан диапазон gain.
- Не хватает входов. Для записи группы на несколько микрофонов одновременно.
- Нужен Hi-Z. Если в интерфейсе нет инструментального входа, гитару придётся подключать через DI или отдельный предусилитель.
- Нужна окраска. Лампа или трансформатор чуть искажают сигнал — иногда ровно то, что нужно.
Какую карту брать под эти задачи, читайте в гайде про звуковую карту для записи.
Если сомневаетесь, нужен ли вам внешний, сравните честно. Запишите один и тот же источник через встроенный и через внешний предусилитель, а затем выровняйте громкость дорожек в программе до совпадения на слух и по прибору. Громче почти всегда кажется лучше, и без выравнивания вы сравниваете ручки, а не звук. Лучше вслепую: пусть дорожки переключает кто-то другой. Если разницу слышно только тогда, когда знаете, какая играет, — тратить деньги рано.
Ламповый предусилитель: что даёт и чего нет
Ламповый предусилитель — это обычный предусилитель с лампой в усилительном каскаде. «Лампового звука» в смысле гарантии чего-то особенного нет. Что известно: лампа ограничивает пики мягче транзистора, а триод создаёт спектр искажений, где преобладает вторая гармоника. Слышна ли разница на нормальных уровнях — вопрос споров: схема решает больше, чем сорт активного элемента. Практически окраска появляется, когда сигнал подходит к перегрузу. Тихий чистый сигнал лампа почти не меняет.
Минусы реальны: лампы стареют, их меняют, они греются и иногда «звенят» от ударов по корпусу. Зачем и как такую коробку использовали на практике — в заметке про ART Tube MP; про сходную логику у гитарных усилителей — в статье про ламповый и транзисторный усилитель.
Типичные ошибки: клиппинг на входе и gain staging
Gain staging — управление уровнями на каждом шаге цепи, чтобы не добавить шум и не получить искажения. Правило короткое: не перегружать первое звено, а дальше держать уровни ровными.
- Перегруз на входе. Если пик упёрся в 0 dBFS или предусилитель ушёл в срез, вернуть форму нельзя ни фейдером, ни плагином. Уберите gain, включите pad, отодвиньтесь от микрофона. У большинства интерфейсов есть индикатор перегруза — смотрите на него, а не на ощущения.
- Слишком тихая запись «с запасом». Шум предусилителя остаётся на месте, а при подъёме в программе растёт вместе с сигналом. Поэтому ориентир — пики от −18 до −6 dBFS, а не «как можно тише на всякий случай».
- Не тот вход. Микрофон в линейный вход — тихо и шумно, линейный источник в микрофонный — перегруз. Сначала смотрите на надпись у разъёма.
- Гитара в микрофонный вход. Звук тонкий, потому что звукосниматель нагружен. Нужен Hi-Z или DI.
- Фоно сразу в колонки. Предусилитель не заменяет усилитель мощности: колонки останутся тихими.
Порядок настройки, который не подводит. Сначала поставьте микрофон там, где он будет стоять во время записи. Потом сыграйте или спойте самое громкое место и подведите ручку gain так, чтобы пики попадали в коридор от −18 до −6 dBFS. Затем уберите ручку на один-два деления назад: живое исполнение всегда громче пробы. Сохраните положение ручки в заметке — через неделю вы его уже не вспомните, а повторять настройку заново нет смысла.
Про выбор уровня записи и громкость готового трека — в статье про уровень записи и LUFS.
Частые вопросы
Что такое предусилитель простыми словами? +
Это блок, который усиливает слабый сигнал по напряжению до линейного уровня. Мощности для колонок он не даёт — это делает усилитель мощности.
Нужен ли предусилитель для микрофона при звуковой карте? +
Обычно нет: предусилитель уже встроен в интерфейс. Внешний нужен, если не хватает усиления для тихого динамика, входов или Hi-Z.
Чем предусилитель отличается от усилителя? +
Предусилитель поднимает напряжение слабого сигнала и выбирает источник, усилитель мощности отдаёт ток в колонки. В интегральном усилителе они в одном корпусе.
Что значит Hi-Z на входе? +
Высокоомный вход для гитар и бас-гитар с пассивными звукоснимателями. В обычном микрофонном входе нагрузка слишком велика, и звук получается тонким.
Что такое gain staging? +
Распределение усиления и уровней по цепочке так, чтобы первое звено не перегружалось, а шум не поднимался вместе с сигналом.
Зачем ламповый предусилитель? +
Лампа мягче ограничивает пики и добавляет характерные гармоники, когда сигнал близок к перегрузу. На тихом чистом сигнале разница мала.
Самый тихий сигнал в цепочке оказывается самым важным: всё, что нашумело в начале, звучит до самого конца.