置於訊號源及放大器級之間的電路或電子設備，通常稱為前置放大器，或前端放大器。例如，置於光碟播放機與高級音響系統功率放大器之間的聲頻前置放大器。前置放大器是專為接收來自訊號源的微弱電壓訊號而設計。已接收的訊號，先用較小的增益放大，有時甚至在傳送到功率放大器級之前，便先行加以調節及修正。例如，聲頻前置放大器，先將訊號加以均衡及進行音調控制。無論是為家庭音響系統，還是個人數位助理(PDA)設計前置放大器，都要面對一個十分頭痛的問題：究竟應該採用哪些元件才恰當？
由於運算放大器積體電路體積小巧、效能卓越，因此目前許多前置放大器都採用這類運算放大器晶片。我們為音響系統設計前置放大器電路時，如何為運算放大器選定適當技術規格，這點極為重要。在設計過程中，系統設計工程師常會面對以下的問題。
輸入訊號電位的振幅，可能會超過運算放大器的錯誤容限，這並非運算放大器所能接受。若輸入訊號或共模電壓太微弱，我們便應採用補償電壓極低(Vos)，而共模抑制率(CMRR)極高的高精度運算放大器。應否採用高精度運算放大器的問題，要看系統設計需達到多少倍的放大增益來決定。增益越大，越需要採用較高準確度的運算放大器。
這個問題要看輸入訊號的動態電壓範圍、系統整體的供電電壓大小，以及輸出的要求才可決定。但不同電源的電源供應抑制率(PSRR)會影響運算放大器的準確性，其中以採用電池供電的系統，所受的影響為最大。此外，功耗大小也與內部電路的靜態電流及供電電壓有直接的關係。
低供電電壓設計通常都需要幹線對幹線的輸出，以充分利用整個動態電壓範圍，擴大輸出訊號擺幅。至於幹線對幹線輸入的問題，運算放大器電路的配置，會有自己的解決辦法。由於前置放大器一般都採用反相或非反相放大器配置，因此輸入無需幹線對幹線。其中的原因是共模電壓(Vcm)永遠少於輸出範圍，或等於零(只有極少例外，例如設有浮動接地的單供電電壓運算放大器)如圖1。
尤其是對於聲頻前置放大器來說，這是非常令人憂慮的問題。由於人類聽覺只能察覺大約由20Hz 至20kHz頻率範圍內的聲音，因此部分工程師設計聲頻系統時忽略或輕視這個「範圍較窄」的頻寬。事實上，顯示聲頻元件效能的重要技術參數，如低總諧波失真(THD)、快速轉換率(slew rate)以及低雜訊等，都是高增益頻寬乘積放大器所必須具備的條件。
我們設計低雜訊前置放大器之前，必須仔細審視源自放大器的雜訊。一般來說，運算放大器的雜訊主要來自4方面：
由於電導體內的電流的電子能量不規則波動，因此產生具有寬頻特性的熱雜訊，其電壓的均方根值的平方與頻寬、電導體電阻及絕對溫度有直接的關係。對於電阻及電晶體(例如雙極及場效應電晶體)來說，由於其電阻值並非零，因此這類雜訊的影響不能忽視。
由於晶體表面不斷產生及整合載波，因此雜訊便由此而生。在低頻範圍內，這類閃爍以低頻雜訊的姿態出現，一旦進入高頻範圍內，這些雜訊便會變成「白雜訊」。閃爍雜訊大多集中在低頻範圍內，對電阻器及半導體會造成干擾，而雙極晶片所受的干擾比場效應電晶體大。
這種蕭特基雜訊由半導體內具有粒子特性的電流載波所產生，其電流的均方根值的平方與晶片的平均偏壓電流及頻寬有直接的關係。這種雜訊具有寬頻的特性。
半導體的表面若受到污染，便會產生這種雜訊，其影響長達幾毫秒(ms)以至幾秒。雜訊產生的原因仍然未明。在正常情況下，並無一定的模式。生產半導體時若採用較為潔淨的製程，會有助減少這類雜訊。
此外，由於不同運算放大器的輸入級採用不同的結構，因此電晶體結構上的差異，令不同放大器的雜訊量也大不相同。
雜訊電壓主要由電阻的熱雜訊以及輸入集極電流的高頻散射雜訊所造成。低頻雜訊主要於流入電阻的輸入電晶體基極電流所產生。
雜訊電流主要由輸入基極電流的散射雜訊及電阻的低頻雜訊所產生。
雜訊電壓主要由高頻區通道電阻的熱雜訊及低頻區的低頻雜訊所造成。CMOS放大器的轉角頻率比雙極放大器高，而寬頻雜訊也遠比雙極放大器高。
雜訊電流主要由輸入閘極漏電的散射雜訊所產生。CMOS放大器的雜訊電流遠比雙極放大器低，但溫度每升高10°C，其雜訊電流便會增加約40%。
我們必須深入瞭解雜訊問題及進行大量計算，才可將這些雜訊化為數字，準確表達出來。由於篇幅所限，必須留待下一次才作更深入的討論。為了避免將問題複雜化，這裏只選用聲頻技術規格最關鍵的幾個參數。
(請見新通訊41期雜誌第85頁公式)
雜訊數字(NF)是指輸入訊號雜訊比及輸出訊號雜訊比之間的比率的對數。
(請見新通訊41期雜誌第85頁公式)
上述方程式2中的S及N均屬功率。
我們來討論一下，如何設計一款適合PDA採用的麥克風前置放大器。如上文所述，訊號源是輸入前置放大器的訊號。首先，我們必須知道以下幾點：
陶瓷麥克風的技術規格：
這個設計若採用LMV721晶片，運算放大器會產生大致如表1的雜訊。
我們再參看方程式1：
(請見新通訊41期雜誌第85頁公式)
輸出雜訊 ＝ 等量輸入雜訊 × 增益 ＝ 545.81nV × 5 ＝ 2.73μV (適用於1級增益)，545.81nV × 100 ＝ 54.58μV (適用於2級增益)。
2個放大級的輸出雜訊總量 ＝ √( EIN12 + EIN22 ) ＝ √(( 545.81nV )2 + ( 54.58μV )2) ＝ 54.58μV
1伏輸出電壓的訊號雜訊比 ＝ 20 × log(1V ÷ 54.58μV) ～～85.3dB
電路的輸出雜訊總量大約是每一雜訊號源均方根的平均均方值的總和的平方根。此外，輸出雜訊通常絕大部分來自雜訊量最大的訊號源。請注意圖2，這款電路只適用於單電源供應的設計，其中的輸入及輸出電容器(C1及C4)只是選項，客戶可根據實際情況考慮選用。適用與否，要看客戶系統的輸入及輸出如何連接。若麥克風輸出設有直流電補償，我們便需要加設C1輸入電容器，以便阻隔直流電訊號。輸出電容器也可發揮相同的作用。
目前市場上出售的麥克風大部分以2KΩ左右的極高阻抗麥克風，以及只有幾百Ω的低阻抗麥克風為主，麥克風都可採用我們提供的前置放大器設計。高阻抗、高輸出的麥克風前置放大器較為簡單。這類前置放大器可以採用非反相或反相的放大器配置。由於其頻率反應較為平坦，因此無需特別加以均衡，而且輸入電位較大，因此放大器的雜訊要求極低，但高阻抗麥克風對來歷不明的雜訊及磁場極為敏感，低阻抗、低輸出的麥克風前置放大器，也可採用非反相或反相放大器將輸入訊號放大。頻率反應及均衡等都與前置放大器大致相同。如果麥克風的輸出電位較低，我們必須注意要選用低雜訊的運算放大器，例如，效能較好的低雜訊運算放大器，應該產生較低的輸入參照電壓雜訊，而且雜訊不應超過10nV/√(Hz)。