Präverstärkung

Präverstärkung ist die Verstärkung eines schwachen Signals nahe seiner Quelle durch einen Vorverstärker. Ziel ist es, das Nutzsignal frühzeitig zu erhöhen, bevor weitere Verarbeitung erfolgt, um das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) zu verbessern und die Dynamik des Gesamtsystems optimal auszunutzen. Die Präverstärkung wird typischerweise direkt am Sensor oder in dessen unmittelbarer Nähe realisiert und dient außerdem dazu, die Eingangsimpedanz an den Sensor anzupassen und Verluste entlang der Übertragungswege zu verringern.

Dazu kommen niederrauschende Verstärkerschaltungen zum Einsatz, oft mit hohem Eingangsimpedanzbereich. Die Verstärkung erfolgt in der Regel in mehreren Stufen, um späteren Stufen gute Anpassung zu ermöglichen, die Bandbreite zu erhalten und Verzerrungen zu minimieren. Wichtige Parameter sind der Rauschfaktor, die Eingangsimpedanz, die Bandbreite, Gleichstrom-Offset und Temperaturdrift, sowie Versorgungsspannung und Stabilität.

In vielen Bereichen wird Präverstärkung auch als Vorverstärkung bezeichnet. Typische Anwendungen umfassen Mikrofon-Vorverstärker in Audioanwendungen, Detektor- bzw. Photomultiplier-Vorverstärkung in der Physik, Sensor- und Messdatenerfassungsschnittstellen sowie medizinische Aufzeichnungssysteme. Die Wahl der Vorverstärkung beeinflusst maßgeblich die Gesamtnachverarbeitung, darunter Rauschanteile, Verzerrungen und die Empfindlichkeit der Messkette.

Zusammengefasst dient die Präverstärkung dazu, schwache Signale so nahe wie möglich an der Quelle zu stärken, um Qualität und Verlässlichkeit der nachfolgenden Signalverarbeitung zu sichern. Eine falsche Auslegung kann das Messziel beeinträchtigen oder zu Übersteuerung führen.