在音頻設備中，以標準級別（稱為“線路級別”）進行大多數信號處理非常有用。這包括混合，均衡，壓縮等。

某些信號源（麥克風，吉他拾音器等）本身並不產生線路電平輸出，因此使用前置放大器將信號提升到該電平。一些信號源（電唱機）不僅需要增強，而且還需要特殊的均衡來使頻率響應平坦化。

然後，在完成所有信號處理後，使用第二個“功率”放大器驅動揚聲器。

這種模塊化允許信號源，處理階段和各種揚聲器自由地混合和匹配。

快速而骯髒的答案：

緩衝是原因之一。事物之間的互連可能具有很大的電容，並且需要大量（相對）的電流來驅動。

另一種是抗噪聲能力。考慮一下這種情況：通過一根導線發送一個信號，信號會在該信號中拾取10mV的噪聲，然後將其放大100倍：總噪聲為1000mV。但是，如果您將其放大10倍，然後然後通過電線將其發送至10mV噪聲，然後再放大10倍，則總信號放大率仍為100x，但總噪聲僅為100mV。

摘要：從功率放大器到前置放大器的輸入級的反饋將導致ECHOS降低儀器在ADC中的穩定度，或者在音樂上聽不到您的耳朵。因此，我們從物理上分離了這些功能。

將前置放大器和功率放大器分開包裝的主要原因是接地電流和磁耦合。 [有一個數字示例，在此答案的末尾，揚聲器以20KHz和6A的電流，而前置放大器距功率放大器只有10cm。

假設您在same PCB上構建了前置放大器和功率放大器。為什麼不呢？

一些揚聲器電流將在GROUND上流動，最終與輸入信號合併。

為最小化這種“組合”，請使PCB長而薄，以使PowerAmp地線遠離PreAmp地線。

如何對此進行改進？在前置放大器和功率放大器之間使用細長的區域。

在極端情況下，同軸電纜可以提供很長的區域，以確保輸入和輸出電流的組合很小。

例如： 為什麼JFET優於MOSFET？為什麼仍使用JFET？

考慮到黑膠唱片移動磁鐵盒中的低毫伏信號，甚至移動線圈線圈盒中的0.5毫伏信號放大到接近100伏的音頻輸出，整個系統需要約100,000：1的隔離度。而且即使是這種隔離也只能提供UNITY的信噪比，而這幾乎不能防止振盪。對於80dB的信噪比，隔離度需要再提高10,000：1到十億分之一。

^{模擬該電路 –使用 CircuitLab sup>}

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（磁場）串擾/反饋有多嚴重？假設輸出電流在20,000Hz時峰值為6安培。 dI / dT為6 * d（sin（2 pi 20,000 時間））/ dT = 6 * 2 pi 20,000 cos（2 pi 20000 * T）

或dI / dT =每秒700,000安培。

假設前置放大器的輸入（請記住，從盒式磁帶發出的1毫伏信號，並且您想要至少10,000：1 SNR或音調反饋，因此所需的底限為0.1微伏反饋）距離揚聲器輸出0.1米。 >

V_magnetic_induce =（2.0e-7 *面積/距離）* dI / dT

，我們假設輸入迴路的面積（信號對地面）為1cm x 4cm。

現在運行數學；請記住，我們希望LESS優於0.1微伏特反饋。

Vinduce *** = 2e-7Henry /米*（受害者迴路面積= 1cm * 4cm）/ 10cm * 700,000

蔬菜= 2e-7 * 0.0004米/0.1米* 700,000

Vinduce = 2e-7 * 0.004 * 7e + 5

Vinduce = 2e-7 * 4e-3 * 7e + 7 = 56 e-3 = 56毫伏。 [錯誤！數學錯誤]

Vinduce = 2e-7 * 4e-3 * 7e + 5 = 56e-5 = 560e-6 = 0.56毫伏[曾經是7e-5;更正為7e + 5]

由於Poweramplifer靠近前置放大器而引起的磁反饋比“純淨”音樂所能承受的強度強0.56mV / 0.1微伏或5,600X。 （一些論文說，耳朵的耳蝸可以聽到-106dBc的聲音，這表明還需要20倍的清潔度）

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設計人員如何提高這些系統的保真度？鋼板箱中的金屬板；雙絞線，用於輸出信號（使用多線編織揚聲器電纜）以及用於將電源線佈線到盒子的電纜； PCB佈局，將信號路由至緊鄰Return的位置；避免電纜/信號接地線鬆動的同軸電纜，而應使用插入PCB的電纜，以最大程度地減少信號和接地電流的分離； PowerAmps中的大型電荷儲存器，放置在揚聲器輸出端子附近，以實現最小面積的發射器環路（本示例中使用的長直線模型只是實際輸出與返回電流運動的一部分）；使用電感器和整流二極管的電源，以減慢二極管的浪湧並避免 120Hz衝擊電流（快速邊緣）的邪惡“唱歌”聲。

*** Vinduce使用非自然對數逼近，將帶有攻擊者/發射器電流dI / dT的長直導線與受害人/接收器電路的矩形環路耦合。由法拉第感應定律和比奧-薩瓦特定律組合而成的方程為

Vinduce = [MU0 * MUr * LoopArea /（2 * pi * Distance_wire_to_Loop）] * dI / dT

，我們忽略了需要自然對數的二階效應。

這還假定導線和迴路之間的最壞情況耦合。因此，導線在環路平面內。關於該方程式的奇妙之處在於發現了三個自由度（實際上是4：場強，受集膚深度控制，因此前置放大器底盤中需要鋼）。自由度是

（1）導線和線圈之間的方向

（2）環路區域，因此要使用雙絞線或仔細的PCB佈局或同軸電纜

（3）在PowerAmp / PA_powersupply / Preamp_powersupply與實際的Preamp和/或其輸入同軸電纜之間進一步分開。

（4）'dI / dT'，告訴我們（a）過濾攻擊者的上升時間，或（b）降低主電流強度，或（c）使用銅板或鐵或鋼片來大大減少了音頻信號的磁場反饋；極低的頻率需要非常厚的銅（60Hz需要8mm的厚度）或薄鐵/鋼盒。

因此，我們可以使用公式來建議治療方法。

為最大程度地降低噪聲係數，即輸出的SNR除以輸入的SNR。理想的放大器應保持SNR恆定，因為輸入噪聲被放大的量與輸入信號相同。但是，真正的放大器會增加額外的噪聲。噪聲係數為 $$ F = 1 + \ frac {N_ \ mathrm {additional}} {N_ \ mathrm {input} G}。$$ span>

如果級聯一系列放大器，則總噪聲因子由Friis方程給出 $$ F_ \ mathrm {total} = F_1 + \ frac {F_2-1} {G_1} + \ frac {F_3-1-} {G_1 G_2} + \ frac {F_4-1 } {G_1 G_2 G_3} + \ dots。$$ span> 其中 \ $ F_n \ $ span>是第n個階段的噪聲因子，而 \ $ G_n \ $ span>是第n階段的收益。這是因為第一級的附加噪聲被第二級和後續級放大，而第二級的附加噪聲僅被第三級及其後級放大等。

如您所見，給定級的噪聲因子除以所有先前級的增益乘積。因此，在噪音方面，第一階段是最重要的。因此，您將低噪聲前置放大器作為信號鏈中的第一部分。這種配置的額外好處是不必擔心功率放大器的噪聲係數。

除了已經說過的以外，對於吉他放大器，通常的預期使用場景是通過使放大器過驅動而故意引入一些失真。如果只有一個增益塊，那麼除非將其整體過度驅動，否則不可能過度驅動它-導致放大器和揚聲器的磨損加快，並要求您以破窗，震耳欲聾的反社會音量演奏。>

對非吉他手來說：失真模式（“過載”）是您想要嗡嗡嗡嗡嗡嗡的嗡嗡聲和嗚嗚嗚嗚聲的聲音，而不僅是悅耳動聽的聲音。

在某種程度上，使用單獨的前置放大器是一個歷史遺留症。

在過去，消費類音頻系統可能包括一個轉盤和一個錄音帶，可能還帶了一個調諧器。特別令人感興趣的是黑膠唱片輸入，它並不是平坦的頻率響應-請參閱RIAA補償。因此，不同的組件需要不同的擴增鏈。通常將輸入放大/頻率補償/音調控制與功率放大器分開，以實現所需性能水平的混合和匹配，而無需更換整個電子電路。

如今，由於轉盤幾乎是一個小眾市場，而錄音機已被固態音源取代，實際上，您可能要播放的每個設備都將具有線性輸出電平和平坦的頻率響應，但麥克風除外。在大多數情況下，除了真正的發燒友以外，沒有太多需要單獨的前置放大器的了（該市場似乎有相當的地位/品牌組成部分）。