О чистоте питания усилителей |
![]() |
![]() |
![]() |
20.01.2010 14:21 |
"Собирал ХотБокс, Солдану, Шарп, Пивик - всё не то, чего-то не хватает... то ли
плотности, то ли жыра, <нужное вписать>. Чего бы ещё такого
собрать?"
"Все мои самоделки звучат как-то жёстко, колюче, хочется меньше песка и больше певучести. Эквалайзер (ТБ) не помогает, спикерсим не труъ.. Может нужно поменять 10" динамик на каб 4х12" ? Или раскошелиться на волшебные лампы и чудо-конденсаторы?" "На записях моего кумира гитара прямо сама поёт, а у меня звук совсем не такой, он какой-то "плоский", хотя играю через ламповый усилок. Наверное у Великих волшебные гитары и усилители?" Если вам знакомы эти вопросы, значит скорее всего вы собираете не музыкальные усилители, а модуляторы сетевых помех :) Хочется нам того или нет, но если наша питающая сеть представляет из себя не персональную электростанцию в пустыне, а обычную розетку в городском здании, то в этой розетке, к сожалению, далеко не то, о чём пишут в учебниках физики.
В результате, на усилитель действуют одновременно помехи всех трёх
типов, и интермоды этих помех (между собой и с полезным сигналом) прекрасно
попадают в звуковой диапазон. С одной стороны после выпрямителя обычно стоят
фильтрующие ёмкости, а в некоторых конструкциях ещё и стабилизаторы, и по
картинкам на осциллогафе вроде бы всё хорошо (при отсутствии реального, а не
идеального тестового входного сигнала), ;) но с другой стороны наше ухо, как более чуствительный прибор, слышит
гадость в питании (при сложном музыкальном сигнале).
1) Синфазные (радиочастотные) помехи. Сетевая проводка представляет для радиочастотных (широкополосных) сигналов огромную антенну, помеха наводится одновременно на оба провода питания и ищет путь "слиться" на землю (и обязательно находит именно наш преамп подлключенный к честно заземлённому усилку, без вариантов). Есть два способа сильно ослабить такую помеху: поставить на её пути катушку индуктивности (для ВЧ-токов оказывает большое сопротивление) и "слить" на землю через конденсатор (для ВЧ-токов оказывает малое сопротивление). Как разновидность последнего - экранирующая обмотка на землю в силовом трансформаторе между первичкой и вторичкой. На практике очень желательно применять оба способа одновременно: розетка - дроссели в разрывы обоих проводов - конденсаторы на землю (честную!) с каждого провода. Для этих целей промышленность выпускает специальные помехоподавляющие дроссели (EMI suppressor):
2) Противофазные помехи. Огромное кол-во импульсных
потребителей и коммутируемых мощных нагрузок искривляют форму напряжения/тока в
Сети, т.о. между "фазой" и "нулём" у нас далеко не чистый синус, а
промодулированный с частотой 50 Гц ужас. При этом стандартные схемы БП (транс -
диодный мостик - конденсатор) в основном рассчитаны на девственные 50/100 Гц,
кои там были разве что при царе Горохе. :) Способ борьбы - помехоподавляющий конденсатор (X2) между питающими
проводами. Я ставлю конденсатор до дросселя (для слаботочных конструкций номинал
от 100 до 220нф, для сильноточных зависит от потребляемой мощности, номинал
ёмкости - сколько не страшно мкф), :) конденсатор после дросселя (преды - 470нф, мощники - 2,2..4,7мкф). В
случае усилков работающих в классе "А" идеально было бы подобрать ёмкость так,
чтобы с индуктивностью первички транса получался резонанс на основной гармонике
питающей Сети, т.е. 50 Гц, но это надо что-то считать, мерять... ну, вы меня
поняли. Что приятно - для работы этих конденсаторов не требуется наличия
заземления.
3) Помехи от работы выпрямителей (переключательные). Все наши звукоусилительные конструкции питаются от постоянки, а Сеть нам даёт переменку, следовательно без выпрямления не обходится ни одна конструкция. Как работает выпрямитель вроде бы все читали в учебнике физики. :) Предлагаю провести небольшой эксперимент на себе! Берём силовой трансформатор или любой прибор содержащий таковой в своём БП, берёмся пальцами одной руки за выводы первички (или вилки прибора), а второй рукой подсоединяем к этим контактам на первый взгляд безобидную 9-вольтовую батарейку "Крона", затем, не убирая пальцы с контактов, отсоединяем батарейку. Результат - на лице. :) Вот примерно то же происходит при коммутации диодами выпрямителя электролитов фильтра ко вторичке силового трансформатора. На самом деле процессы гораздо сложнее и ещё и обусловлены неидеальностью работы диодов (заинтересовавшихся отсылаю курить тему про параметр выпрямительных диодов - Trr). Когда нет сигнала на входе усилителя, при отсутствии потребления (класс "Б" и наверное сюда же "АБ") или при постоянном среднем потреблении (класс "А") большую часть времени наш девайс питается от конденсатора(ов) фильтра, на пиках сетевого напряжения с частотой 50 Гц (ОППВ) или 100 Гц (ДППВ) к нам подключается трансик, который подзаряжает конденсатор(ы) фильтра, также для нашего усилка меняется Rвнутр источника питания, т.к. к конденсатору параллелится вторичка транса, которая к тому же подкидывает в питание порцию вышеописанных всепроникающих помех. Зарядка ёмкости - это приличный бросок тока, коммутация диодов - это добавка широкополосной помехи от переходных процессов в самих диодах. Коммутация зарядного тока фильтрующих "банок" порождает мощную ЭМ-помеху от силового трансформатора (вспоминаем батарейку "Крона", ага :)), которая через другие вторичные обмотки этого же транса и через эфир попадает в звуковой тракт. Весь этот ужас с частотой коммутации диодов выпрямителя обрушивается на наши нежные и чувствительные усилительные каскады. Данная тема обширна, поэтому не буду вдаваться в подробности, а перейду сразу к делу. Идеальные диоды для выпрямителя - диоды Шоттки. К сожалению, в силу физики их устройста они не могут быть высоковольтными (обычно максимум 60..100в), поэтому в анодку ламповых конструкций они не годятся, здесь следует применять так называемые HEXFRED-диоды (например, серия HFA..), в крайнем случае ультра-фаст диоды (например, серия UF400x). В низковольтные цепи - только Шоттки. Для избавления от широкополосной помехи коммутации выпрямительные диоды обязательно должны шунтироваться конденсаторами: десятки Нф для слаботочных (преампы, анодка) и сотни Нф для сильнотоковых цепей (каменные УМ, цепи накала радиоламп, релейной коммутации). Шунтировать следует не напрямую, а через демпфирующий резистор, чтобы ослабить добротность паразитного LC-контура: паразитная индуктивность диода и шунтирующей ёмкости - собственно шунтирующая ёмкость. На закуску привожу схему БП, которую я использую в своих напольных ламповых конструкциях:
( 15 Голоса ) |
Комментарии